秋に葉が落ちるとき、風の力だけで元気な葉が引きちぎられるとは限りません。葉柄の付け根などに離れやすくなる部分ができ、葉が落ちる準備が進みます。この離層の働きと、葉の色の変化は関連することがあっても同じ現象ではありません。黄色い葉は必ずすぐ落ちる、と色だけで時刻を決めないようにしましょう。
葉が落ちる前にも移動がある
葉の老化の過程では、窒素などの成分の一部が葉から植物のほかの部分へ回収されることがあります。したがって、落ち葉に含まれる成分だけを測って、緑の葉にも最初からそれだけしかなかったと判断できません。葉が枝についたままの時間にも物質は移動します。
離層は、葉が離れる場所を作るしくみとして読みます。葉が落ちた後の葉痕は、その葉が付いていた位置を知る手掛かりになりますが、葉痕の写真だけで窒素の回収量を求めることはできません。形の観察から分かることと、成分分析から分かることを分けてください。
例題1 窒素の回収割合
ある葉の組について、落葉が進む前の葉に含まれる窒素が合計20mg、落ちた後の葉に残った窒素が合計8mgでした。この間、差のすべてが枝などへ移り、ほかの出入りはない模型です。回収された窒素は何mgで、初めの何％ですか。
答え・解説： 20−8＝12mgが移り、12÷20×100＝60％です。8÷20＝40％は、葉側に残った割合です。問題が回収割合を聞いているのか、残存割合を聞いているのかで答えが変わります。枝側へ移った矢印と落ち葉側に残った箱を、別の色で示すと分かりやすくなります。
この計算では合計の窒素量を比べています。葉1gあたりの濃度だけでは、葉の乾燥重量が変わったときに同じ引き算ができません。乾燥で水が減った場合や、葉の一部が欠けた場合の扱いも、実際の測定では確認が必要です。
例題2 濃度が同じでも総量は違う
緑の葉を乾燥させた重さは1.0g、窒素の割合は2％でした。同じ対象の落ち葉は乾燥重量0.6gで、窒素の割合はやはり2％でした。葉の窒素量は変わらないといえますか。
答え・解説： いえません。緑の葉は1.0×0.02＝0.020g＝20mg、落ち葉は0.6×0.02＝0.012g＝12mgです。濃度は同じでも、窒素の総量は8mg減っています。ただし、その8mgがどこへ行ったかは、この二つの分析値だけでは特定できません。例題1のように移動先の条件が与えられていれば、回収量として考えられます。
百分率は、何の重さを100としているかが重要です。生の葉の重さと乾いた葉の重さを途中で混ぜれば、水分の違いを窒素の違いと誤読します。資料の単位に「乾燥重量あたり」とあれば、葉が濡れていたかどうかの想像で数値を修正せず、その基準で読みます。
紅葉・落葉・分解を時間順に置く
葉の色素の変化、枝からの分離、地面に落ちた後の分解は、別の段階です。落ち葉が土へ戻る説明だけでは、落ちる前に植物へ回収された分を落とします。葉の成分がすべて土に行くとみなす収支は、資料にそう仮定されているときだけ使います。
また、枝に枯れた葉が残る種類や条件もあります。見た目の茶色と、離層が働いて落ちたかどうかを一対一にしないことが観察のコツです。冬芽を探すときには葉痕も手掛かりになりますが、枝を無理に折って確かめる必要はありません。身近な樹木を眺める際も、「色」「付いている位置」「落ちた枚数」を別々に記録すると、違う変化を一つにまとめずに済みます。
割合が同じでも、葉の中の総量は変わる
乾燥質量が減った葉について、窒素の割合が初めと同じ二％と書かれていると、窒素は動いていないと判断しがちです。しかし割合はその時点の葉全体を基準にしています。分母の葉の質量が小さくなれば、同じ割合に対応する窒素も少なくなります。これは食塩水の濃度が同じでも、コップの中の液量が減れば食塩の総量が減ることと対応します。植物の資料でも百分率だけを並べず、割合を掛ける実際の質量を横に書くと見落としを防げます。
生の葉の重さで比較する場合には、水分量の変化も含まれます。乾いた日の葉が軽いから窒素を多く回収したとはいえません。例題で乾燥質量を用いているのは、この水分による違いを切り離すためです。ただし乾燥させれば、成分がどこへ移ったかまで分かるわけではありません。減少分が枝へ回収されたと結論づけるには、他の移動経路がない条件や、移動先の測定が必要です。量の減少と行き先の特定を二段階に分けて説明します。
落葉の後に分解者が成分を利用することと、落葉前に植物自身が成分を回収することも、時系列で区別できます。離層で葉が離れた後に起こる土中の変化を、葉が枝につながっている間の回収量へ足すことはできません。資料に秋から翌春までの観察が並んでいたら、葉が付いている時期、落ちた直後、分解が進んだ時期を区切ります。葉の色、つながり、重さ、成分はそれぞれ別の観測なので、一つの見た目だけですべての過程を決めないようにしましょう。
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