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根系の発達動態と立木による流木被害軽減機能の実証的解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K04601
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

岡田 康彦  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (50360376)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード森林の防災機能 / 樹木根系 / 流木 / 立木 / 根系 / 土石流
研究開始時の研究の概要

我が国に最も多く分布しているスギ、早生樹を主な研究対象に、立木の転倒抵抗発現による土石流(流木を含む崩土)捕捉機能、根系の発達動態調査を通じた斜面補強機能の解明を目指す。
立木は、流木を目詰まりさせ流下土砂を堰き止める防災効果も発揮する。立木の転倒抵抗を表す転倒抵抗モーメントを算出する。また、1:20スケールの模型水路実験を行って、流木を含む崩土の捕捉作用を示す。
伐採後、植栽してしばらくしてからが斜面崩壊に対する抵抗が最も小さくなるとされているがその実態は不明であり、根系の発達動態から解明を試みる。主伐期を迎える中、防災的観点からみた伐採-植林のサイクルにおける適切な森林管理の基盤情報を示す。

研究成果の概要

2020年にケヤキ、センダン、ヤマハンノキの1,2,3年生苗を植栽した後、2021年から2023年樹高及び地際直径の変化を調べた。樹高差、地際径ともケヤキ、ヤマハンノキ、センダンの順に大きくなる結果が得られた。地際径は苗齢との間に線形関係が認められ、特にセンダンの地際径差が苗齢と共に大きくなることがわかった。
流木を含む土石流に対する立木の捕捉効果を検討するための水路実験を実施した。下流域に保全対象が存在するような林班での施業に関しては、胸高直径で伐採する手法を検討した。その結果、胸高直径まで残った根株は粗度として寄与し、流木が到達する距離が軽減する結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

豪雨による斜面災害の激甚化が現実のものとなり、森林が有する国土保全機能を如何に発揮させるのかという点が重要である。斜面が崩壊することを抑制するためには、伐採後、新規植栽から樹木が早期に生長することが必要であり早世樹種への期待は大きい。苗齢3年までの苗木の生長については、ケヤキ、ヤマハンノキに対してセンダンに優位性があることが示唆された。
土石流が流下するような林分に関しては、通常の間伐を実施すると立木間の隙間が増大して危険が増す可能性があった。胸高で立木を伐採することにより粗度を残すことにより流木が目詰まりして到達距離が短くなる結果が得られ適切な施業に関する知見が得られた。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Changes in slope stability over the growth and decay of Japanese cedar tree roots2023

    • 著者名/発表者名
      OKADA Yasuhiko、CAI Fei, KUROKAWA Ushio
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 14 号: 2 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3390/f14020256

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] スギ立木の生長と根の腐朽を考慮した斜面の安定解析2022

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦
    • 雑誌名

      土砂災害に関するシンポジウム論文集

      巻: 11 ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] スギの経年変化を考慮した斜面の安定解析2022

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 雑誌名

      関東森林研究

      巻: 73 ページ: 165-166

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] スギ根系が発揮する表層崩壊防止機能の検討2023

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      2023年度砂防学会研究発表会概要集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 流木捕捉水路実験における間伐の影響2023

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、長井斎、丸田龍一郎
    • 学会等名
      第62回日本地すべり学会研究発表会講演集
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] スギ根系の表層崩壊防止効果の検討事例2023

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、蔡飛
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林の変化を考慮する斜面安定解析の例2022

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      砂防学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 根系効果を組み込む斜面安定解析の検討2022

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、蔡飛
    • 学会等名
      日本地すべり学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スギ林を対象にした斜面安定解析の例2022

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スギ根系が発揮する引抜抵抗力の現地調査2021

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      砂防学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林の経年変化を考慮した斜面の危険度評価2021

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      日本地すべり学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 流木を含む土石流に対する立木の捕捉機能を検討する水路実験2021

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、長井斎
    • 学会等名
      日本地すべり学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スギの経年変化を考慮した斜面の安定解析2021

    • 著者名/発表者名
      岡田康彦、黒川潮
    • 学会等名
      関東森林学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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