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荒廃針葉樹人工林はどのような過程で環境に悪影響を及ぼしどのように改善できるのか?

研究課題

研究課題/領域番号 19H03088
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関九州大学

研究代表者

大槻 恭一  九州大学, 農学研究院, 教授 (80183763)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード人工林 / 雨水配分 / 樹幹流 / 樹冠通過雨 / 環境 / 災害
研究開始時の研究の概要

近年、豪雨の増加に伴い大規模森林災害が多発し、森林管理は多面的機能の発揮促進から災害に強い森づくりへパラダイムシフトする必要性が検討されるようになってきた。森林では、林内雨は樹冠通過雨および樹幹流という形で林床に到達するが、両要素が森林環境に与える影響は林分構造によって変化する。そこで、針葉樹人工林の林分構造と水循環素過程を総合的に観測し、荒廃針葉樹人工林がどのような形で環境に悪影響を及ぼすのかを明らかにするとともに、得られた観測結果から山地災害や森林環境劣化を軽減する針葉樹人工林の森林管理法を提案する。

研究成果の概要

本研究では,非管理針葉樹人工林が環境に及ぼす影響と,その対処法について雨水配分(樹冠通過雨,樹幹流,遮断損失)を中心に検討した.その結果,①立木密度が雨水配分に最も影響を与える林分構造指標である,立木密度の増加に伴って,②樹冠通過雨率は概ね一定の割合で減少する,③樹幹流率と遮断損失率は2500本/ha程度まではほぼ一定の割合で増加するが,立木密度が更に増加すると,④樹幹流率はさらに増加し,⑤遮断損失率は減少に転じる,⑥樹冠通過雨率には枯れ枝の状況が影響を及ぼし,⑦林分樹幹集水率は胸高直径に対してベキ関数的に減少すること等を見出し,枝打ち・間伐等の保育作業による雨水配分の制御効果を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,豪雨の増加に伴って大規模森林災害が多発し,災害に強い森づくりの重要性が高まっている.森林では,過密になるほど遮断損失が増加し,林内雨(樹冠通過雨と樹幹流の和)が減少するため,豪雨を軽減する効果がある.しかし,樹幹流率が増加して局所的な雨水集中が増加し,樹冠通過雨率は減少するものの,滴下雨成分が増加するため林床により強い雨滴衝撃を与える可能性が高い.本研究は,針葉樹人工林の林分構造と雨水配分の関係を観測し,管理放棄された荒廃人工林とその管理が雨水配分にどのような影響を及ぼすかを明らかにし,枝打ち・間伐等の保育作業によって山地災害軽減の可能性があることを示唆した点で学術的・社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 中国科学院水利部水土保持研究所/西北農林科技大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Soil pH and divalent cations after clear-cutting on a Japanese cypress plantation2022

    • 著者名/発表者名
      Farahnak Moein、Mitsuyasu Keiji、Ide Jun’ichiro、Chiwa Masaaki、Enoki Tsutomu、Jeong Seonghun、Otsuki Kyoichi、Shimizu Kuniyoshi、Kume Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: - 号: 5 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/13416979.2022.2048987

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Negligible Response of Transpiration to Late-Summer Nitrogen Fertilization in Japanese Oak (Quercus crispula)2022

    • 著者名/発表者名
      Nagano N、Kume T、Utsumi Y、Tashiro N、Otsuki K、Chiwa M
    • 雑誌名

      Nitrogen

      巻: 3 号: 1 ページ: 76-89

    • DOI

      10.3390/nitrogen3010006

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinct transpiration characteristics of black locust plantations acclimated to semiarid and subhumid sites in the Loess Plateau, China2022

    • 著者名/発表者名
      Lyu Jinlin、He Qiu-Yue、Chen Qiu-Wen、Cheng Ran-Ran、Li Guoqing、Otsuki Kyoichi、Yamanaka Norikazu、Du Sheng
    • 雑誌名

      Agricultural Water Management

      巻: 262 ページ: 107402-107402

    • DOI

      10.1016/j.agwat.2021.107402

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of tree mortality on the estimation of stemflow yield in a self‐thinning coniferous plantation2021

    • 著者名/発表者名
      Jeong Seonghun、Otsuki Kyoichi
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 14 号: 7

    • DOI

      10.1002/eco.2327

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stemflow estimation models for Japanese cedar and cypress plantations using common forest inventory data2020

    • 著者名/発表者名
      Jeong Seonghun、Otsuki Kyoichi、Shinohara Yoshinori、Inoue Akio、Ichihashi Ryuji
    • 雑誌名

      Agricultural and Forest Meteorology

      巻: 290 ページ: 107997-107997

    • DOI

      10.1016/j.agrformet.2020.107997

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sap flow changes and climatic responses over multiple-year treatment of rainfall exclusion in a sub-humid black locust plantation2020

    • 著者名/発表者名
      He Qiu-Yue、Yan Mei-Jie、Miyazawa Yoshiyuki、Chen Qiu-Wen、Cheng Ran-Ran、Otsuki Kyoichi、Yamanaka Norikazu、Du Sheng
    • 雑誌名

      Forest Ecology and Management

      巻: 457 ページ: 117730-117730

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2019.117730

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of thinning on canopy transpiration of a dense Moso bamboo stand in Western Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Ichihashi Ryuji、Komatsu Hikaru、Kume Tomonori、Shinohara Yoshinori、Tsuruta Kenji、Otsuki Kyoichi
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 24 号: 5 ページ: 285-291

    • DOI

      10.1080/13416979.2019.1647592

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of thinning on canopy transpiration of a dense Moso bamboo stand in Western Japan,2019

    • 著者名/発表者名
      Moein Farahnak, Keiji Mitsuyasu, Kyoichi Otsuki, Kuniyoshi Shimizu, Atsushi Kume
    • 雑誌名

      Journal of Forest Research

      巻: 24(5) 号: 9 ページ: 730-730

    • DOI

      10.3390/f10090730

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Relationship between stem diameter and transpiration for Japanese cypress trees: Implications for estimating canopy transpiration2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tsuruta, Hikaru Komatsu, Tomonori Kume, Kyoichi Otsuki, Yoshiko Kosugi, Ken'ichiro Kosugi
    • 雑誌名

      Ecohydrolog

      巻: 12(5) 号: 5 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1002/eco.2097

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between stand structures and rainfall partitioning in dense unmanaged Japanese cypress plantations2019

    • 著者名/発表者名
      Seonghun Jeong, Kyoichi Otsuki, Moein Farahnak
    • 雑誌名

      農業気象

      巻: 75 号: 2 ページ: 92-102

    • DOI

      10.2480/agrmet.D-18-00030

    • NAID

      130007630086

    • ISSN
      0021-8588, 1881-0136
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヒノキ人工林における間伐が樹冠通過雨の雨滴衝撃エネルギーに与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      李昱竺・上谷梨咲・鄭聖勲・智和正明・大槻恭一
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 老齢高密度非管理ヒノキ人工林における雨水配分2022

    • 著者名/発表者名
      上谷梨咲・李昱竺・鄭聖勲・大槻恭一
    • 学会等名
      第133回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 過密非管理ヒノ構造キ人工林における林分と雨水配分に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      鄭 聖勳, 大槻 恭一, Farahnak Moein
    • 学会等名
      水文・水資源学会2019年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 水資源対策としての森林管理2021

    • 著者名/発表者名
      大槻 恭一(編集:恩田 裕一、五味 高志)
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      9784130711074
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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