森の床の分解者シミュレータForest Floor Decomposer Simulator

1予想しよう（触る前に）Predict (before you touch anything)

1. 森の土から分解者（菌類・細菌）がいなくなったら、①地面の落ち葉や死骸、②土の中の養分、③木や草は、それぞれどうなると思いますか。If all the decomposers (fungi and bacteria) disappeared from the forest soil, what do you think would happen to (1) the fallen leaves and dead animals on the ground, (2) the nutrients in the soil, and (3) the trees and grass?💡 植物は根から何を吸収して育つのか、その養分はもともとどこから来るのかを考えてみよう。Think about what plants take up through their roots to grow, and where those nutrients originally come from.
2. 寒くて乾いた場所と、暖かくて湿った場所では、落ち葉が分解される速さはどちらが速いと思いますか。Do you think fallen leaves break down faster in a cold, dry place or in a warm, moist place?💡 分解者も生物であることを思い出そう。冷蔵庫に入れた食べ物がくさりにくいのはなぜだろう。Remember that decomposers are living things too. Why does food in a refrigerator spoil more slowly?

2動かしてみようTry it

1. 「リセット」を押し、「速度×1」を押して「速度×4」にする。画面の矢印①〜⑥をたどり、遺体の庫から「②分解」を通った物質が「③CO2放出」（大気へ）と「④無機養分」（土へ）の2つに分かれることを確かめる。下の「合計」と「物質保存 OK」も見ておく。Press "Reset", then press "Speed ×1" so it becomes "Speed ×4". Follow arrows ① to ⑥ on screen and confirm that matter leaving the dead-matter pool through "②Breakdown" splits into two arrows: "③CO2 release" (to the air) and "④Nutrients" (to the soil). Also note the "Total" and "conserved: OK" readout at the bottom.
2. 「湿度」を70%のまま、「気温」を0℃、10℃、20℃、30℃、40℃と変え、そのたびに下の「分解速度 k」と「CO2放出」の値を記録する。Keep "Humidity" at 70% and set "Temperature" to 0, 10, 20, 30 and 40 ℃. Each time, record the "Decomposition rate k" and "CO2 release" values at the bottom.
3. 「気温」を20℃にもどし、「湿度」を20%、50%、100%と変えて、同じように「分解速度 k」を記録する。Return "Temperature" to 20 ℃, set "Humidity" to 20%, 50% and 100%, and record "Decomposition rate k" in the same way.
4. 「リセット」を押し、「湿度」を70%にもどして「分解者」のスライダーをいちばん左（なし(0)）にする。約30〜40秒間、「遺体(落ち葉・死骸)」「土壌の無機養分」「生産者(木・草)」「大気CO2」の数値と「生産者の成長」の値の変化を記録する。Press "Reset", put "Humidity" back to 70% and move the "Decomposers" slider all the way left (none (0)). For about 30–40 seconds, record how "Dead matter", "Soil nutrients", "Producers", "Air CO2" and "Plant growth" change.
5. そのまま「分解者」を「ふつう」（真ん中）にもどし、遺体と土壌の無機養分、生産者の数値がどう変わるかを観察する。Then move "Decomposers" back to "normal" (the middle) and watch how dead matter, soil nutrients and producers change.

3確かめようCheck

1. 分解者が分解した物質は、どこへ行きましたか。Where does the matter broken down by decomposers go?→ 「③CO2放出」で二酸化炭素として大気へ、「④無機養分」で土壌へ、2つに分かれてもどる（このモデルではおよそ6:4）。大気のCO2は「⑤光合成」で、土の無機養分は「⑥根から吸収」で再び生産者に取りこまれる。It splits into two: carbon dioxide goes to the air via "③CO2 release" and inorganic nutrients go to the soil via "④Nutrients" (about 6:4 in this model). The CO2 is taken up again by producers through "⑤Photosynthesis" and the nutrients through "⑥Root uptake".
2. 気温や湿度を上げると、分解の速さはどう変わりましたか。How did the rate of decomposition change when you raised the temperature or humidity?→ スライダーを動かしたとたんに「分解速度 k」が変わる。湿度70%では気温0℃で約0.016、20℃で約0.063、40℃で約0.25/秒と、10℃上がるごとに約2倍になる。気温20℃では湿度20%で約0.007、100%で約0.15/秒と、湿っているほど速い。それに合わせて「CO2放出」も増え、遺体が速く減る。"Decomposition rate k" changes as soon as the slider moves. At 70% humidity, k is about 0.016/s at 0 ℃, 0.063/s at 20 ℃ and 0.25/s at 40 ℃, roughly doubling for every 10 ℃. At 20 ℃, k is about 0.007/s at 20% humidity and 0.15/s at 100%, so wetter means faster. "CO2 release" rises accordingly and dead matter decreases faster.
3. 分解者を「なし(0)」にすると、遺体、土壌の無機養分、生産者はどうなりましたか。With decomposers set to "none (0)", what happened to dead matter, soil nutrients and producers?→ 「②分解」「③CO2放出」「④無機養分」が0になり、遺体は約170から800〜900以上へどんどん積もる。土壌の無機養分は約200から20前後まで減り、「生産者の成長」もほぼ0になって生産者（約300→数十以下）や消費者も減っていく。大気CO2も減る。"②Breakdown", "③CO2 release" and "④Nutrients" drop to 0, and dead matter piles up from about 170 to 800–900 or more. Soil nutrients fall from about 200 to around 20, "Plant growth" drops to nearly 0, and producers (about 300 down to a few tens or less) and consumers decline. Air CO2 also decreases.
4. どの操作をしても、「合計」の値はどうなっていましたか。Whatever you did, what happened to the "Total" value?→ いつも1000.0のままで「物質保存 OK」と表示される。物質は5つの庫（大気CO2・生産者・消費者・遺体・土壌の無機養分）の間を移動するだけで、増えたり消えたりしない。It always stays at 1000.0 and shows "conserved: OK". Matter only moves among the five pools (air CO2, producers, consumers, dead matter and soil nutrients); it is never created or destroyed.

4考えようThink further

1. 分解者がいないと、なぜ生産者まで衰えてしまうのですか。食物連鎖と物質の循環という言葉を使って説明しよう。Why do even the producers decline when there are no decomposers? Explain using the ideas of food chains and the cycling of matter.→ 生産者は光合成で有機物をつくるが、そのために土の無機養分と大気の二酸化炭素が必要である。生産者や消費者の体の物質は、枯れたり死んだりすると遺体になり、分解者が無機物にもどさない限り再利用できない。分解者がいないと物質が遺体の庫にたまったまま循環が止まり、養分やCO2が不足して生産者が育たなくなり、それを食べる消費者も減る。Producers make organic matter by photosynthesis, which needs inorganic nutrients from the soil and carbon dioxide from the air. When producers and consumers die, their matter becomes dead organic matter, and it cannot be reused until decomposers turn it back into inorganic substances. Without decomposers, matter stays locked in the dead-matter pool and the cycle stops, so nutrients and CO2 run short, producers cannot grow, and the consumers that eat them also decline.
2. 熱帯雨林の地面には落ち葉が薄くしか積もっていないのに、寒い地方の針葉樹林では厚い落ち葉の層ができやすいのはなぜだと考えられますか。Why might the forest floor of a tropical rainforest have only a thin layer of fallen leaves, while thick litter layers tend to build up in cold coniferous forests?→ 暖かく湿った熱帯では分解者のはたらきが活発で、落ち葉がすぐに分解されてしまう（シミュレーションで気温35℃・湿度95%にすると遺体がすばやく減る）。寒い地方では分解がおそいため、落ち葉が分解される前に積もっていく（気温を低くすると遺体が増えていく）。In the warm, moist tropics decomposers are very active, so leaves are broken down quickly (in the simulation, at 35 ℃ and 95% humidity dead matter drops fast). In cold regions decomposition is slow, so leaves pile up before they can be broken down (lowering the temperature makes dead matter build up).

よくある誤解Common misconceptions

• 「落ち葉や死骸は、時間がたてば自然に消えてなくなる」→ 実際は分解者が呼吸によって有機物を二酸化炭素や無機物に変えているのであり、物質は消えずに大気や土に移動している。分解者がいなければ遺体は積もり続ける。"Fallen leaves and dead animals simply vanish over time." In fact decomposers convert the organic matter into carbon dioxide and inorganic substances through respiration; the matter does not disappear but moves into the air and soil. Without decomposers, dead matter keeps piling up.
• 「植物は土から栄養（食べ物）をとって育つので、土の養分さえあれば分解者は必要ない」→ 植物は光合成で自分で有機物をつくり、土からは無機養分を吸収するだけである。その無機養分を補給しているのが分解者である。"Plants get their food from the soil, so decomposers are unnecessary as long as there are nutrients." Plants make their own organic matter by photosynthesis and take only inorganic nutrients from the soil, and it is the decomposers that replenish those nutrients.

用語（日本語 / English）Key terms (Japanese / English)