| 研究課題/領域番号 |
18K05768
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
足立 幸司 秋田県立大学, 木材高度加工研究所, 准教授 (70451838)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 比弾性率 / スギ / 曲げ木 / 応力波伝播法 / 形状比 |
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| 研究実績の概要 |
初年度に，60～75年生までのスギ立木の形状比（樹高/胸高直径）と曲げにくさの指標である比弾性率に正の相関が示唆されたことを元に，今年度は，スギ人工林を対象に，森林調査簿で得られる情報（林齢，立木の植栽密度，間伐回数，胸高直径，樹高，径長比）を材質選別指標のパラメータとした検証調査を行った．また，当初計画に沿って，次いで，比弾性率の低さはスギの成長過程でどのように発現しているかを明らかにするため，林地における生育環境の違いがスギの材質変動に及ぼす影響に注目した．スギ人工林の健全木と劣勢間伐の対象となる被圧木，および，スギ天然林から採取した原木を対象に物性試験および組織観察を行った．
成果として，１２カ所の人工林の追加調査においても，形状比と比弾性率に正の相関が確認され，初年度の仮説が裏付けることができた．すなわち，形状比の小さいスギ個体は比弾性率の低い割合が高いと言えた．スギ人工林（造林スギ）の被圧木は，健全木と比較して狭い平均年輪幅，大きい形状比，高い比弾性率の個体が多かった．曲げ木加工業の製造現場において，成長が遅く，平均年輪幅の狭いスギは曲げやすいとされた定説を覆す結果となった．そこで，スギ天然林から採取された原木も含めて，比弾性率の年輪方向変動を測定した結果，未成熟材から成熟材の移行時の比弾性率は，造林スギ材は健全木および被圧木に因らず約1.6倍増大するのに対し，天然スギ材は約1.2倍に留まることが明らかになった．未成熟期の生育環境が材質に及ぼす大きな影響を及ぼすことが新たに示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度に２年目に予定していた天然スギ林と施業条件の異なるスギ人工林を調査し，スギの曲げ加工性に及ぼすパラメータとして立木の形状比が注目された．本年度は，調査範囲を広げた林地の検証作業を進めた．結果的に，立木の形状比と比弾性率に相関のあることを検証することができた．形状比は，森林調査簿や林分のプロット調査から取得できるため，本研究の社会貢献面の最終目的である，曲げ加工に適した林分のゾーニングによる供給持続性の確保に向けた森林施業計画の確立に近づいたと言えた．
造スギの被圧木は健全木よりも曲げにくいことが明らかになるとともに，天然スギと造林スギでは未成熟材から成熟材の移行時の比弾性率の変動傾向が確認された．当初計画で設定した仮説は検証されたが，想定以上に林分の生育環境によって異なる樹木形状の影響が大きかった．天然スギと造林スギの未成熟期の成長挙動の相違の解明が期待された．
また，曲げ加工に適不適に因らず地域で生産される良質なスギ大径材の利用に関しては，秋田県で曲げわっぱや曲げ木産業と同様に，良質なスギ大径材を必要とする桶樽製造業との協業体制を構築した．曲がりやすいスギを曲げ木に，曲がりにくいスギを桶樽に配分する仕組みづくりを想定している．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は，当初計画に沿い，曲げやすさの選別指標に関して，推定精度と運用性を両立したモデル式を構築する．林分のゾーニングに対しては立木の形状比を，伐採原木や製材に対しては応力波伝播速度を主パラメータとしたモデル式を適用する．
また，当初の想定以上に林分の生育環境によって異なる樹木形状の影響が大きかった．そのため，林地への植栽前の苗段階でのスギの成長と曲げ加工性の関連性を明らかにするために，苗齢１年から３年生のスギを対象とした調査を追加する．さらに，樹木生理学や森林群落動態へ理解の深い研究者である工藤佳世氏を研究分担者に追加し，未成熟材から成熟材以降時の組織構造の形成状態の把握と曲げ加工性との関連性の解明により深く取り組む．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルスの影響によって，2020年3月に研究発表予定であった日本木材学会年次大会が中止され，旅費（120千円×１名）が執行できなかった．本経費は，当初計画に挙げていなかった2020年12月に横浜で開催予定の国際学会の発表経費に充てる．学会の開催が困難になった場合は，スギ丸太の材質選別実験に用いる消耗品費に充当し，データの蓄積とモデル推定精度の向上を図る．
また，2020年2月に予定されていた木材の伐採・加工（120千円）も延期となり執行できなかった．今年度分の作業と合わせて，事業再開後に速やかに使用する．
また，論文投稿料の80千円は論文審査の継続により未執行となった．現在，Minor revisionでAcceptされる段階であり，次年度に速やかに使用する．
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