研究方法
１オオブタクサの種子発芽実験
オオブタクサの種子を水上の最北限の群落と前橋市内の群落で採取した。両地点の種子とも２ヶ月間の冷湿処理を施した。冷湿処理期間中はバットに水で湿らせたクッキングペーパーを敷いたものを地点ごとにつくりこの上にオオブタクサ種子を播種し４℃の冷蔵庫に保存した。
冷湿処理期間を終了した種子の中から両地点とも３００個体ずつ取りだし、濾紙を２枚ずつ敷き蒸留水を入れた直径９cmのプラスチック製のシャーレの中に５０個体ずつ播種した。これを両地点とも６個ずつ作成し、温度勾配恒温器（日本医化器械製作所、TG100-ADCT）に入れた。温度勾配恒温器内の環境は昼の１４時間を３０℃、夜間の１０時間を１５℃とする高温環境と、昼の１４時間を１５℃、夜間の１０時間を７℃とする低温環境とした。全てのシャーレを実験開始から５日間は毎日、その後は１〜３日に１度観察し、発芽種子は取り除いた。肉眼で幼根が確認できたら発芽とした。また、観察日ごとに蒸留水をつぎ足して常時湿らせ、水分を一定に保った。これを新たな発芽がみられなくなるまで７１日間続け、積算発芽率を最終発芽
率とした。
２調査地概要
水上には調査地を水上町大穴の湯桧曽川にかかる幸知橋のたもとにおいた。ここは利根川と湯桧曽川の合流場所付近で、北緯３６度４７分４８秒、東経１３８度５９分２３秒の地点である。
伊勢崎は調査地を伊勢崎市柴町の市民憩いの家付近の利根川沿いの場所においた。この地点は北緯３６度１７分３２秒、東経１３９度９分５１秒である。
３オオブタクサの生存調査
水上と伊勢崎の両調査地点に２メートル四方のコドラードを設置し、コドラード内の個体の一部にプラスチックラベルを針金を用いてとりつけた。水上は２００１年５月１４日に３２０個体、伊勢崎は同年６月２日に３００個体にラベルをつけた。水上は７月２５日より、伊勢崎は７月２６日より約１ヶ月おきに１０月までラベルをした個体全ての生死の確認を行った。
４オオブタクサの生長解析
水上の調査地点から２００１年５月３０日にオオブタクサ実生を採取し、群馬大学構内で実験的に栽培した。栽培は８月１４日までは雨水を避けるために密閉されていないビニールハウス内で行い、ハイポネックス２０００倍液を週に２回あたえた。水は１〜３日に１度、水道水をあたえた。また、オオブタクサの成長にあわせて、大きい鉢への植えかえを行った。栽培用の鉢には栽培開始から７月９日までは直径９cm高さ８cm体積約５００cm3、７月１０日から８月１３日までは直径１３．５cm高さ１１cm体積約１６００cm3、８月１４日以降は直径２５cm高さ２６cm体積約１３０００cm3の円柱形のポットを使用した。栽培用の土は８月１４日まではバーミキュライトを使用し、それ以降は黒土を使用した。９月６日以降は、虫による食害から防ぐために寒冷沙で全面を被覆したハウス内で栽培を行った。
水上、伊勢崎の調査地点と群馬大学構内で栽培したオオブタクサをサンプリングした。水上の調査地点では５月７日に２０個体、７月２４日、８月２８日、１０月１日、１０月１９日には１０個体ずつ行った。伊勢崎の調査地点では５月１５日に１０個体、７月３０日、８月３０日、１０月３日、１０月１７日には５個体ずつ行った。大学構内で栽培したオオブタクサは７月１１日、８月１５日、９月２５日、１０月３０日に１０個体ずつ行った。そして、根、茎、葉、花に分け葉面積を計測したのち、８０℃で１週間乾燥させ、乾燥重量を計測した。本研究におけるオオブタクサ種子とはオオブタクサ偽果のことを指す。乾燥にはADVANTECのFC-610を使用し、乾燥重量の計測にはsartoriusのBP310Sを使用した。
各生長パラメーターの計算は下記の式により行った。
LAR(m2/g)
LAR=(LA1/W1+LA2/W2)/2
W1：前サンプリングにおける個体総乾燥重量(g)
W2：現サンプリングにおける個体総乾燥重量(g)
LA1：前サンプリングにおける１個体あたり葉面積(m2)
LA2：現サンプリングにおける１個体あたり葉面積(m2)
RGR(g/g/day)
RGR=(lnW2-lnW1)/(T2-T1)
T1：前サンプリング日
T2：現サンプリング日
W1：T1における個体総乾燥重量(g)
W2：T2における個体総乾燥重量(g)
NAR(g/ m2/day)
NAR=(W2-W1)(lnLA2-lnLA1)/(LA2-LA1)/(T2-T1)
T1：前サンプリング日
T2：現サンプリング日
W1：T1における個体総乾燥重量(g)
W2：T2における個体総乾燥重量(g)
LA1：T1における１個体あたり葉面積(m2)
LA2：T2における１個体あたり葉面積(m2)
SLA(m2/g)
SLA=LA/LW
LA：１個体あたり葉面積(m2)
LW：１個体あたり乾燥葉重(g)
LWR
LWR=LW/W
LW：１個体あたり乾燥葉重(g)
W：１個体あたり総乾燥重量(g)
SWR
SWR=SW/W
SW：１個体あたり乾燥茎重(g)
W：１個体あたり総乾燥重量(g)
RWR
RWR=RW/W
RW：１個体あたり乾燥根重(g)
W：１個体あたり総乾燥重量(g)
伊勢崎、水上の両調査地の地上約５０cmほどで直射日光にさらされない場所に温度データロガー（T&D Corporation,TR-52）を設置し、気温を計測した。水上の調査地は２００１年５月３日〜同年１０月２６日まで行った。７月２３日１５時までは２０分間隔、それ以降は１０分間隔の気温計測を行った。伊勢崎の調査地は２００１年６月２日〜同年１１月６日まで行った。７月２３日１２時分までは２０分間隔、それ以降は１０分間隔の気温計測を行った。
５オオブタクサの発芽日の推定
水上の調査地におけるオオブタクサの発芽日の推定は、オオブタクサの芽生えのバイオマスを発芽日として、１回目にサンプリングしたオオブタクサのバイオマスから、RGRをサンプリング１〜２回目のものと同じとして逆算して行った。計算は下記の(1)式による。
伊勢崎の調査地のオオブタクサは、調査開始時には既に同時期の水上のものに比べ、バイオマスが大きくなっていた。そのため、伊勢崎の調査地におけるオオブタクサの発芽日の推定は、バイオマスの推移を指数関数曲線に回帰し、そこからオオブタクサの芽生えのバイオマスを発芽日として、逆算した。計算は下記の(2)式による。
なお、オオブタクサの芽生えのバイオマスは「宮脇１９９０図６．発芽時バイオマスの頻度分布.a」より中央値を取って１３mgとした。
Time=(lnW2-lnW1)/RGR …(1)
W1=0.00023146* Time5.7337 …(2)
W1：オオブタクサの芽生え推定バイオマス(g)
W2：サンプリング１回目のオオブタクサのバイオマス(g)