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地中レーダを用いた樹木根系の最大深さと構造の非破壊推定手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 20H03028
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40010:森林科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

平野 恭弘  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (60353827)

研究分担者 藤堂 千景  兵庫県立農林水産技術総合センター, 森林林業技術センター, 上席・主任研究員 (00463414)
池野 英利  福知山公立大学, 情報学部, 教授 (80176114)
檀浦 正子  京都大学, 農学研究科, 准教授 (90444570)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード樹木根 / 根系深さ / 地中レーダ / 森林土壌 / 人工林 / スギ
研究開始時の研究の概要

豪雨や強風に伴う樹木の根返りや流木化防止の観点から、樹木根系の深さを評価する必要がある。これまで根系深さを知るためには掘り取りなど破壊的測定が必要であったが、本研究では地中レーダを用いた地表面のみの探査で非破壊的に根の最大深さを推定することに取り組む。また樹高や幹直径など樹木地上部の指標や、地下水位や土壌硬度など土壌環境要因もレーダ探査結果とともに考慮し、土を掘らずに樹木の根の最大深さを推定する手法を提案する。

研究成果の概要

気候変動に伴う豪雨や強風などから樹木の根返りを防ぐため、根系の最大深さを評価する必要がある。根系評価はこれまで破壊的掘り取りが主であるが、本研究では地中レーダを用いて非破壊で根系最大深さを推定すること、根系深さと関連する樹木地上部や土壌特性との関連を明らかにすることを目的とした。その結果、スギの根系構造を地中レーダを用いて推定可能であった。一方で周辺樹木の根も地中レーダが検出するため根系構造を過大評価する傾向があった。またクロマツの樹高は根系の最大深さをよく現わしていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候変動に伴う豪雨や強風により樹木の根返りや流木化を防ぐ必要がある。樹木の根返りには根の最大深さや根の健全な発達状態を評価する必要がある。またこれまで根系評価では土壌を掘り取る破壊的な調査が主流であった。本研究では土壌を掘らずに根系を推定する方法として地中レーダ探査を用いて非破壊的に明らかにすること、また樹木の地上部や土壌特性から根系最大深さを推定できるかについて明らかにすることを目的とした。その結果、地中レーダを用いてスギ根系構造の推定は可能であったが、幹直下の根の評価が困難なことや根の広がりを過大評価することが示唆された。またクロマツでは樹高が根の最大深さ指標となる可能性を指摘した。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 応用森林学会大会 公開講演会「持続可能な都市山管理-六甲山の減災を考える-」2023

    • 著者名/発表者名
      山瀬敬太郎・大橋瑞江・池野英利・谷川東子・藤堂千景・檀浦正子・堀田紀文・平野恭弘
    • 雑誌名

      森林科学

      巻: 98 号: 0 ページ: 38-39

    • DOI

      10.11519/jjsk.98.0_38

    • ISSN
      0917-1908, 2424-1490
    • 年月日
      2023-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 3D reconstruction using Structure-from-Motion: a new technique for morphological measurement of tree root systems2022

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Yuki、Ikeno Hidetoshi、Hirano Yasuhiro、Tanikawa Toko、Yamase Keitaro、Todo Chikage、Dannoura Masako、Ohashi Mizue
    • 雑誌名

      Plant and Soil

      巻: 477 号: 1-2 ページ: 829-841

    • DOI

      10.1007/s11104-022-05448-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximum rooting depth of Pinus thunbergii Parl. estimated with depth at the center point of rotation in a tree-pulling experiment in a coastal forest in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Todo C, Yamase K, Ikeno H, Tanikawa T, Ohashi M, Hirano Y
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 13 号: 9 ページ: 1506-1506

    • DOI

      10.3390/f13091506

    • 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
  • [雑誌論文] 2020年7月に倒木化した岐阜県大湫町神明大杉の根系状況2021

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘・南光一樹・土居龍成・西村澪・杁山哲矢・谷川東子
    • 雑誌名

      根の研究

      巻: 30 号: 3 ページ: 65-75

    • DOI

      10.3117/rootres.30.65

    • NAID

      130008093518

    • ISSN
      0919-2182, 1880-7186
    • 年月日
      2021-09-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of Conifer Root Systems Mapped with Point Cloud Data Obtained by 3D Laser Scanning Compared with Manual Measurement 査読有り2021

    • 著者名/発表者名
      Chikage Todo, Hidetoshi Ikeno, Keitaro Yamase, Toko Tanikawa, Mizue Ohashi, Masako Dannoura, Toshifumi Kimura, Yasuhiro Hirano
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 12 号: 8 ページ: 1117-1117

    • DOI

      10.3390/f12081117

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 地中レーダがもつ樹木の根系可視力を減災に生かす試み2020

    • 著者名/発表者名
      谷川東子, 山瀬敬太郎, 藤堂千景, 池野英利, 大橋瑞江, 檀浦正子, 金澤洋一, 平野恭弘
    • 雑誌名

      水利科学

      巻: 64 号: 3 ページ: 87-112

    • DOI

      10.20820/suirikagaku.64.3_87

    • NAID

      130008139803

    • ISSN
      0039-4858, 2432-4671
    • 年月日
      2020-08-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A quantitative evaluation of soil mass held by tree roots2020

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Toko、Ikeno Hidetoshi、Todo Chikage、Yamase Keitaro、Ohashi Mizue、Okamoto Toru、Mizoguchi Takeo、Nakao Katsuhiro、Kaneko Shinji、Torii Atsushi、Inagaki Yoshiyuki、Nakanishi Asami、Hirano Yasuhiro
    • 雑誌名

      Trees

      巻: 35 号: 2 ページ: 527-541

    • DOI

      10.1007/s00468-020-02054-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 樹木の根を知るニーズ ~根の広がりと強度の評価~2020

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘
    • 雑誌名

      グリーンエージ

      巻: 47 ページ: 20-23

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スギ林土壌の巨礫の有無に着目した二周波地中レーダによる推定根系の比較2024

    • 著者名/発表者名
      金子祥也・谷川東子・藤堂千景・池野英利・山瀬敬太郎・ 大橋瑞江・檀浦正子・杁山哲矢・黒見信輔・柳瀬亮太・平野恭弘
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スギ林における根の土壌補強強度を推定する2024

    • 著者名/発表者名
      藤堂千景・山瀬敬太郎・池野英利・谷川東子・大橋瑞江・ 檀浦正子・平野恭弘
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 牧田直樹・福澤加里部・檀浦正子・平野恭弘2024

    • 著者名/発表者名
      森林生態系における樹木根の発達と機能の最近の理解の進展
    • 学会等名
      第135回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 地中レーダ探査技術を利用した樹木根構造の非破壊解析に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘
    • 学会等名
      第58回根研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Eco-DRRと森林根系に着目した減災効果の定量的評価に向けた最新知見2023

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘
    • 学会等名
      第61回治山シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨礫のある土壌・無い土壌に生育するスギの根に地中レーダを探査した際の検出精度2023

    • 著者名/発表者名
      金子祥也、谷川東子、藤堂千景、池野英利、山瀬敬太郎、大橋瑞江、檀浦正子、杁山哲矢、 黒見信輔、柳瀬亮太、平野恭弘
    • 学会等名
      第58回根研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習モデルによる地中レーダBスキャン画像からの樹木根の自動抽出2023

    • 著者名/発表者名
      遠山諒人、平野恭弘、谷川東子、大橋瑞江、山瀬敬太郎、藤堂千景、檀浦正子、池野英利
    • 学会等名
      第58回根研究集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 巨礫を含む土壌に生育するスギ林根系の地中レー ダを用いた検出精度2023

    • 著者名/発表者名
      金子祥也・谷川東子・藤堂千景・池野英利・山瀬敬太郎・ 大橋瑞江・檀浦正子・杁山哲矢・黒見信輔・平野恭弘
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二周波地中レーダを用いたスギ林の根 系と石礫の検出精度の検証2022

    • 著者名/発表者名
      金子祥也・谷川 東子・藤堂 千景・池野英利・山瀬敬太郎・大橋瑞江・檀浦正子・杁山哲矢・黒見信輔・平野恭弘
    • 学会等名
      第12回中部森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ground penetrating radar can nondestructively estimate soil reinforcement by roots in managed forests2022

    • 著者名/発表者名
      Yamase K, Tanikawa T, Dannoura M, Todo C, Yamamoto T, Ikeno H, Ohashi M, Aono K, Doi R, Hirano Y
    • 学会等名
      8th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acquisition of the 3D morphological data from 2D images using SfM-MVS2022

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Y, Ikeno H, Hirano Y, Tanikawa T, Yamase K, Todo C, Dannoura M, Ohashi M
    • 学会等名
      8th International Symposium on Physiological Processes in Roots of Woody Plants
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二周波地中レーダを用いたスギ根系と石礫の同時検出2022

    • 著者名/発表者名
      金子祥也・ 谷川東子・ 藤堂千景・ 池野英利・ 山瀬敬太郎 ・ 大橋瑞江・ 檀浦正子・ 杁山哲矢・ 黒見信輔 ・ 平野恭弘
    • 学会等名
      第55回根研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] An efficient method for estimating tree root structure using SfM2022

    • 著者名/発表者名
      Y Okamoto, H Ikeno, Y Hirano, T Tanikawa, K Yamase, C Todo, M Dannoura, M Ohashi
    • 学会等名
      第69回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 巨礫を多く含む土壌に生育するスギ根系の二周波地中レーダを用いた検出2022

    • 著者名/発表者名
      金子祥也・ 谷川東子・ 藤堂千景・ 池野英利・ 山瀬敬太郎 ・ 大橋瑞江・ 檀浦正子・ 杁山哲矢・ 黒見信輔 ・ 平野恭弘
    • 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] 3Dレーザスキャナを使って再構築したクロマツ根系と手動計測による再構築を比較する2022

    • 著者名/発表者名
      藤堂千景、池野英利、山瀬敬太郎、谷川東子、大橋瑞江、檀浦正子、木村敏文、平野恭弘
    • 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] SfMによる樹木根系の三次元再構 成におけるノイズ処理の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岡本祐樹,池野英利,平野恭弘,谷川東子,山瀬敬太郎,藤堂千景,檀浦正子,大橋瑞江
    • 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] SfMを使用した樹木根の直径区分による形態解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡本祐樹,池野英利,平野恭弘,谷川東子,山瀬敬太郎,藤堂千景,檀浦正子,大橋瑞江
    • 学会等名
      第53回根研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] SfMを用いた樹木根の分岐角度の計測2021

    • 著者名/発表者名
      岡本祐樹,池野英利,平野恭弘,谷川東子,山瀬敬太郎,藤堂千景,檀浦正子,大橋瑞江
    • 学会等名
      第54回根研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 環境変動と樹木根2021

    • 著者名/発表者名
      中路達郎, 小林 真, 野口享太郎, 平野恭弘
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 二周波地中レーダを用いた高深度解析による海岸林クロマツの根系構造推定2021

    • 著者名/発表者名
      池野英利, 澤志萌, 平野恭弘, 藤堂千景, 山瀬敬太郎, 谷川東子, 檀浦正子, 大橋瑞江
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SfMを使用した樹木根系構造の三次元再構成と形態計測2021

    • 著者名/発表者名
      岡本祐樹, 大橋瑞江, 平野恭弘,谷川東子,山瀬敬太郎,藤堂千景,檀浦正子,池野英利
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 樹木の根系と分布2021

    • 著者名/発表者名
      大橋瑞江, 平野恭弘, 檀浦正子
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 樹木根の担う生態系サービスと持続可能な社会への貢献2021

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 岐阜県大湫町神明神社の大杉倒木の根系状況2020

    • 著者名/発表者名
      平野恭弘, 南光一樹, 土居龍成,西村澪,杁山哲矢,谷川東子
    • 学会等名
      第 52 回根研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] VisualSfM による根系三次元構造の再構築2020

    • 著者名/発表者名
      岡本祐樹,大橋瑞江,平野恭弘,谷川東子,山瀬敬太郎,藤堂千景,檀浦正子,池野英利
    • 学会等名
      第 52 回根研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 根っこのふしぎな世界 くらしと根っこはつながっている2023

    • 著者名/発表者名
      中野明正 平野恭弘 小泉文久
    • 総ページ数
      47
    • 出版者
      文研出版
    • ISBN
      9784580825994
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 第73回 応用森林学会大会 公開講演会 持続可能な都市山管理 ー六甲山の減災を考えるー

    • URL

      http://applforsci.jp/pdf/lecture_2022.pdf

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 岐阜県瑞浪市大湫町の大杉の倒木化は、根系の発達制限が原因だった

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2021/09/post-57.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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