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未利用森林バイオマス資源の効率的収穫技術の開発と経済性および環境性能の評価

Research Project

Project/Area Number 20K06121
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

吉岡 拓如  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00409070)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords森林バイオマス / 小径木 / 収穫技術 / 経済性 / 環境性能 / 広葉樹 / 粉砕作業 / 資源ポテンシャル
Outline of Research at the Start

「再生可能エネルギーによる電力の固定価格買取制度」終了後を見据えた未利用木材供給源の確保と利用のさらなる拡大のために,国内の人工林の除伐作業で発生する小径木が有力な候補となる可能性が高い。本研究は,その除伐時に利用可能な小径木を対象に,わが国に適した効率的な収穫技術を明らかにするとともに,その経済性と環境性能を示すことにより,小径木の収穫技術の国内への導入・普及に向けた基礎資料とすることをねらいとする。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は,まず開発した現実的に可能な労働投入量を考慮した持続的林業経営モデルを用いて,昨年度に算出した高齢級の林分が比較的多くを占める人工林の皆伐再造林を進める施業を行う過程で発生する未利用森林バイオマス資源量のうち,造材時に発生する末木や枝条などの林地残材に着目した。
具体的には,作業道端における全木材の造材により発生する林地残材の粉砕作業を効率的に行うことができる残材の積み上げ幅を検討することを目的として,グラップルローダによる残材寄せ作業の後にグラップルクレーンを用いて粉砕を行う作業システムを想定した簡易なモデルを構築した。また,道端での林地残材の積み込み作業の現地調査を行い,その作業時間観測結果をもとに,林地残材の積み込み作業のモデル化と輸送を含めた採算性の検討を行い,地域における林地残材収穫・輸送コストを試算した。
また,開発した持続的林業経営モデルにおいて,既存の林道から伐採候補地に挙がった小班まで,地形条件を考慮しながら作業道の開設を支援するサブモデルを拡張するとともに,ゲームエンジンUnityを用いて作業道を開設した場合の林況の変化を可視化することにより,森林所有者の理解を容易にする三次元モデルを開発した。
さらに,以上の研究成果を国内外の学術研究発表会で発表するとともに,小径木と林地残材の収穫技術に関する先進事例の調査をイタリアとオーストリアで実施した。研究成果は国際学術雑誌へ投稿中であり,最終年度は海外の調査結果を分析し,本研究を,小径木をはじめとする未利用森林バイオマス資源の効率的な収穫技術と経済性および環境性能の評価に関する研究としてまとめたい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

成果が得られた研究の公表(学会発表と学術雑誌への投稿)に向けた準備は順調である一方,海外の先進事例の調査が当初の予定よりも大幅に遅れてしまったため,研究全体のとりまとめまで到達することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

個別の研究成果については,複数の成果が国内外の学術雑誌に掲載済みであり,残りも学術雑誌への投稿作業を進めている段階である。最終年度は海外の調査結果を分析し,本研究を,小径木をはじめとする未利用森林バイオマス資源の効率的な収穫技術と経済性および環境性能の評価に関する研究としてまとめたい。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 林地残材の積み込み作業におけるモデル化と採算性の検討2024

    • Author(s)
      黒田浩太郎・金鉉倍・吉岡拓如
    • Journal Title

      関東森林研究

      Volume: 75 Pages: 85-88

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gripping Volume of a Grapple Loader that Maximizes the Productivity of Chipping Unutilized Forest Biomass2023

    • Author(s)
      黒田浩太郎・吉岡拓如・金鉉倍・井上公基
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Forest Society

      Volume: 105 Issue: 1 Pages: 21-26

    • DOI

      10.4005/jjfs.105.21

    • ISSN
      1349-8509, 1882-398X
    • Year and Date
      2023-01-20
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Developing a model for managing sustainable regional forest biomass resources: System dynamics-based optimization2023

    • Author(s)
      Kaneko, S., Kim, H.-B., Yoshioka, T., and Nitami, T.
    • Journal Title

      Biomass and Bioenergy

      Volume: 174 Pages: 106819-106819

    • DOI

      10.1016/j.biombioe.2023.106819

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 労働投入量を制約条件とした持続的林業経営下における未利用森林バイオマス資源量2023

    • Author(s)
      吉岡拓如・金子竣亮・金鉉倍・仁多見俊夫
    • Journal Title

      関東森林研究

      Volume: 74 Pages: 105-108

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 作業道端での粉砕作業の生産性を最大化させる枝条の積み上げ幅2023

    • Author(s)
      黒田浩太郎・金鉉倍・吉岡拓如
    • Journal Title

      関東森林研究

      Volume: 74 Pages: 117-120

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UTILIZATION OF LOGGING RESIDUES ASSOCIATED WITH THE HARVEST OF A BROAD-LEAVED FOREST FOR POWER GENERATION: AN EXPERIMENTAL PROJECT IN JAPAN2022

    • Author(s)
      Yoshioka, T.
    • Journal Title

      Grand Renewable Energy proceedings

      Volume: 2 Issue: 0 Pages: 32

    • DOI

      10.24752/gre.2.0_32

    • ISSN
      2434-0871
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 未利用森林バイオマス資源としての小径木の収穫に関する基礎的検討2021

    • Author(s)
      吉岡拓如・富岡友樹・仁多見俊夫
    • Journal Title

      関東森林研究

      Volume: 72 Pages: 109-112

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  • [Journal Article] Feasibility of a harvesting system for small-diameter trees as unutilized forest biomass in Japan2021

    • Author(s)
      Yoshioka, T., Tomioka, T., and Nitami, T.
    • Journal Title

      Forests

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 74-74

    • DOI

      10.3390/f12010074

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Basic examination of the harvesting of small-diameter trees as unutilized forest biomass in Japan2020

    • Author(s)
      Yoshioka, T., Tomioka, T., and Nitami, T.
    • Journal Title

      Environmental Sciences Proceedings

      Volume: 3 Pages: 7-7

    • DOI

      10.3390/iecf2020-07872

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 数理シミュレーションを用いた事業計画ツールと木材利用への応用可能性2024

    • Author(s)
      金子竣亮・金鉉倍・吉岡拓如
    • Organizer
      第135回日本森林学会大会
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  • [Presentation] 地域における未利用森林バイオマス資源の効率的な供給システムの検討2024

    • Author(s)
      黒田浩太郎・金鉉倍・吉岡拓如
    • Organizer
      第135回日本森林学会大会
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  • [Presentation] Forestry digitization using business design optimization tool and 3D display technology2023

    • Author(s)
      Kaneko, S., Nitami, T., Yoshioka, T., Kim, H.-B.
    • Organizer
      55th International Symposium on Forestry Mechanization (FORMEC)/7th Forest Engineering Conference (FEC) (September 20-22, Florence, Italy)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 林地残材の積み込み作業のモデル化と採算性の検討2023

    • Author(s)
      黒田浩太郎・金鉉倍・吉岡拓如
    • Organizer
      第13回関東森林学会大会
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  • [Presentation] 地形条件を考慮した路網デザインツールの開発2023

    • Author(s)
      金子竣亮・金鉉倍・吉岡拓如・仁多見 俊夫
    • Organizer
      第134回日本森林学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 労働投入量を制約条件とした持続的な地域林業循環モデルにおける未利用森林バイオマス資源の発生量2022

    • Author(s)
      吉岡拓如・金子竣亮・金鉉倍・仁多見俊夫
    • Organizer
      第12回関東森林学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 作業道端での枝条の収穫作業の生産性を最適化させる積み上げ幅2022

    • Author(s)
      黒田浩太郎・金鉉倍・吉岡拓如
    • Organizer
      第12回関東森林学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Utilization of logging residues associated with the harvest of a broad-leaved forest for power generation: An experimental project in Japan2022

    • Author(s)
      Yoshioka, T.
    • Organizer
      Grand Renewable Energy 2022 International Conference: How to Accelerate Renewable Energy Integration (December 13-20, 2022, held online)
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神奈川県における未利用材の粉砕作業2022

    • Author(s)
      黒田浩太郎・吉岡拓如・井上公基
    • Organizer
      第133回日本森林学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Forest Engineering in Japan.2021

    • Author(s)
      Iwaoka, M., Yamada, Y., Suzuki, Y., Yoshioka, T., and Aruga, K.
    • Organizer
      IUFRO World Day (September 28-29, 2021, held online): Parallel sessions in Time Zone Asia, Asia-Pacific, Oceania.
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Basic examination on the harvesting of small-diameter trees as unutilized forest biomass in Japan2020

    • Author(s)
      Yoshioka, T., Tomioka, T., and Nitami, T.
    • Organizer
      1st International Electronic Conference on Forests "Forests for a Better Future: Sustainability, Innovation, Interdisciplinarity" (November 15-30, 2020, held online)
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 未利用森林バイオマス資源としての小径木の収穫に関する基礎的検討2020

    • Author(s)
      吉岡拓如・富岡友樹・仁多見俊夫
    • Organizer
      第10回関東森林学会大会
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  • [Presentation] 未利用森林バイオマス資源としての小径木の収穫の可能性に関する検討2020

    • Author(s)
      吉岡拓如・富岡友樹・仁多見俊夫
    • Organizer
      第29回日本エネルギー学会大会
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      2020 Research-status Report
  • [Book] 長期的視野に立つこれからの森林路網整備の方向性. (森林土木学(第2版). 鈴木保志編, 189 pp, 朝倉書店, 東京).2021

    • Author(s)
      吉岡拓如
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254470581
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      2021 Research-status Report
  • [Book] Current situation and future outlook of forest biomass production and its utilization in Japan. In Biotechnological Applications of Biomass. Basso, T.P., Basso, T.O., and Basso, L.C. (eds.), 624 pp, IntechOpen, London.2021

    • Author(s)
      Yoshioka, T.
    • Publisher
      IntechOpen
    • ISBN
      9781838811822
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      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 教員カタログ(東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部)

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/profile/prof-2338524272

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  • [Remarks] 吉岡 拓如 (よしおか たくゆき)

    • URL

      https://libcds1.lib.a.u-tokyo.ac.jp/infolib/meta_pub/G0000002profile_10000983

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      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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