REDD+

Reducing Emission from Deforestation
and Forest Degradation-plus

平成26年度

応用講習a

第4章
森林炭素量の把握
座学・実習
一般社団法人 日本森林技術協会
佐藤 顕信
1

REDD+

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平成26年度

応用講習a

REDD+CookBookより

2

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

炭素蓄積変化把握の流れ
この時間の講習内容

各森林被覆タイプ

森林被覆の時系列変化

単位面積あたりの炭素蓄積の把握
1< 現地調査 >(a) 標準地調査（プロット調査）(b) 破壊調査（伐倒調査）

リモートセンシングによる森林被覆の時系列変化の把握< 解析 >
単位面積あたりの森林バイオマスの把握
単位面積あたりの炭素蓄積

23

炭素蓄積変化の把握
3

REDD+

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平成26年度応用講習a

森林のバイオマスとは バイオマス（Biomass）：生物量

 一般的に生物の乾燥重量で表される。
 森林の場合、樹木・植物の乾燥重量。

 森林炭素貯留量は、森林バイオマスの約半分

 バイオマスに0.5を掛けると炭素量になる。
 植物体を構成するセルロースなどの化学組成による。

 森林炭素貯留量の算出に必要な森林のバイオマスは、直接的な計測が困難なことから、胸高直径など直接計測可能なデータから、アロメトリー式や係数を用いて算出する。
REDD+対象国・地域に適したアロメトリー式、係数が必要。
4

REDD+

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平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

アロメトリー式(相対成長式、allomertic equation)
 個体の一部のサイズから、別の部位のサイズを推定する式 正確な測定が容易な部位（例：胸高直径）のサイズから、個体の樹高やバイオマスなど測定の困難な情報を推定できる
パラメータ
DBHのみ式

精度データ収集の容易さ

低易高難DBH2と樹高
材密度DBH2
樹高yはバイオマス；DBHは胸高直径；hは樹高；ρは容積重；a、bは係数5

REDD+

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平成26年度

応用講習a

汎用式と樹種や地域に特化した推定式の特徴
 地上部バイオマス（AGB：aboveground biomass）を推定す
る計算式は、多数提案されている。

 世界中の樹木のデータを用いて森林タイプごとに考案された汎用の推定式（generic model, generic equation）や、個別の樹種や特定の地域に成立する森林のための推定式（species-specific model, local model）など様々なものが提案されており、それぞれに長所と短所がある。

項目

汎用式

樹種や地域に特化した式式の基となるデータ

気候タイプ別に世界中から集められたデータ。

特定の地域や樹種から集められたデータ。

適用可能な地域

各式の推奨する気候条件に合致する地域であれば適用可能。
適用対象地域は比較的広範囲。

式が開発された地域、式が対象としている森林タイプおよび樹種に対して適用可能。
適用対象地域は限定的。

適用対象地域に対して用いたとしても、小～中程度の誤差が出る。

適用対象の地域、森林タイプ、樹種に対して用いれば、誤差は小さい。

推定誤差

誤差が大きい場合の対処

適用対象地域、樹種以外のバイオマス推定に用いると誤差が大きくなる。
個体サイズを反映する係数を増やす
ことで、ある程度の改善ができる（たとえば胸高直径と樹高を反映した式を使用する）。

調査対象の地域に合致しない場合は使用しない。
6

REDD+Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度

応用講習a

各種アロメトリー式
 汎用式：generic model, generic equation

 世界中の樹木のデータを用いて森林タイプごとに考案された推定式。
 Brown式、Chave式がよく知られている。

AGB：地上バイオマスAboveground biomass、DBH：胸高直径Diameter at brest height、WD：材密度Wood density (t/m3)• WDの値は、IPCC(2003, 2006)やさまざまな研究論文の中で、種レベル、あるいは属レベルの値が示されている。
• 種の同定が困難な場合は、熱帯ではアジア0.57、アメリカ0.60、アフリカ0.58といった基準値( Brown, 1997)を使うことができる。
REDD+CookBookより

7

REDD+Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度

応用講習a

各種アロメトリー式
 個別の樹種のための推定式（species-specific model）
および特定の地域に成立する森林のための推定式（localmodel）。

REDD+CookBookより

8

REDD+Reducing Emission from Deforestation

and Forest Degradation-plus

平成26年度応用講習a

アロメトリ式の選択フロー

REDD+CookBookより

9

REDD+Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度応用講習a

アロメトリー式の選択 アロメトリー式は、式によって推定結果が異なる。

 アロメトリー式を作成するために用いられているデータがそれぞれ異なっている。
 そのため、式の係数がそれぞれ異なっている。

 バイオマスを推定する地域の気候や森林のタイプに合わせて適切な式を選択する必要がある。

推定式による地上部バイオマス（AGB:aboveground biomass）の推定値の違い
REDD+CookBookより

10

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平成26年度応用講習a

アロメトリー式の独自開発が必要なケース
 REDDプラス対象国・地域で、Tier2、3レベルで炭素蓄積の把握を目指しているが、その国や地域に適合する既存の式が無い場合。

 Tier：Tier1～3の3段階。
 温室効果ガスの排出/吸収の分析のデータ要件が異なる。Tier1では要件が少なく、Tier2、3では要件が増える。
• Tier1；バイオマス計算に関して汎用式や汎用係数を使用、など。
• Tier2；国・地域に特化した計算式の使用、インベントリによるデータ収集、など。
• Tier3；国・地域に特化した計算式の使用、インベントリによるデータ収集が繰り返されていること、など。

 Tierごとにそれぞれ透明性、完全性、一貫性、比較可能性、正確性が求められる。

11

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平成26年度

応用講習a

ベトナム国ディエンビエン省でのアロメトリー式開発
VN国のバイオマス計算式およびバイオマス調査の現状バイオマス計算式に関して
 アロメトリー式
 R-S ratio：地下バイオマスを推定する係数

汎用式・汎用値
を使用＝Tier1

 材積式（表）：樹種、人天、地域― 天然林は簡易な式のみ存在 容積密度：300種のリストあり
 バイオマス計算式の知見は、人工林では多いが、天然林では少ない

VN国では、国に特化したアロメトリー式が無く、森林炭素蓄積量の推定のために、より高いTierレベルで推定を行うための計算式や係数の開発が求められていた。
このような背景の下、REDDプロジェクトの対象地域としたディエンビエン省の天然林に適したアロメトリー式の開発を行った。
12

REDD+

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応用講習a

DienBien province
MuongNhe district

中国

ハノイモンニェ郡

ラオス

カンボジア

13

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平成26年度

基礎講習

ディエンビエン省の概要
 ベトナム北西部。ラオス・中国と国境を接する。
 省の面積9,563 km2。
 森林率39%（うち約55%が森林計画上の保全林、約40%が生産林）。
 省の91%が海抜500m～1,500m。
 土地の54%が傾斜30%以上。
 流域保全が重要な課題となっている。

出典
ベトナム農村社会における社会経済開発のための地場産業振興に係る能力向上プロジェクト (JICA)
http://www.taybac.net.vn/taybac/dienbien_detail_jp.html
北西部水源地域における持続可能な森林管理プロジェクト (JICA)
http://www.jica.go.jp/project/vietnam/004/outline/index.html

14

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平成26年度応用講習aMuongNhe Nature Reserve（MNNR）の林相

林分の遠景

Rich forestの林内 MNNRの総面積は169,962㌶（保護区内に耕作地も存在）。
 うち天然林の面積は82,200㌶（森林保護区の約48%）。
 優占樹種はシイ、カシ、ヒメツバキなど常緑広葉樹
Bamboo（村落跡地にはBambooも生育）。
 天然林は蓄積ごとにPoor forest (100m3/㌶未満)、Mediumforest (100～200m3/㌶)、Rich forest (200m3/㌶以上)に分けられている。
15

REDD+

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応用講習a

森林バイオマス把握のための現地調査
a. 標準地調査（プロット調査）

 現地の森林の優占樹種、直径階分布、立木密度などを把握。
 標準地調査結果を基に破壊調査の供試木を選定。


各直径階から満遍なく供試木を選定する。
調査対象の森林のバイオマスに占める割合の高い樹種、出現頻度の高い樹種を供試木とする。

• プロット設定※ 方形、円形など適宜選択• 樹種• 胸高直径• 樹高Tree ID

Species

DBH

heightA491

Quercus sp

16.5

15.0

A〇〇

□△sp

●●

▲▲

A800

Schima sp

31.2

28.5

※場合によっては、標準地調査が省略されることもある。
16REDD+b.

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平成26年度応用講習a

破壊調査（伐倒調査）

 供試木の生重量を計測。
 乾燥試験を経て供試木の乾燥重量を推定。

アロメトリー式の開発
y = axb

17

REDD+Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度

応用講習a

標準地調査（プロット調査）の内容
プロットをMNNRの森林の90箇所に設置。

 森林図上で候補地点を選点定し、現地の林相を確認して決定。
 プロットは、50m×50mの正方形。
 胸高直径5cm以上の立木を対象。
 樹種を同定。
 胸高直径（地上高1.3mの部分の直径）を計測。
 樹高を計測。

18

REDD+

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平成26年度

応用講習a

標準地調査

19

REDD+

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平成26年度応用講習a

破壊調査（伐倒調査）の内容
標準地調査を行った林分で破壊調査を実施。

 標準地調査結果に基づき、供試木とする樹種を決定。
 各胸高直径階から満遍なく供試木を選定。
 供試木の伐倒および抜根。
 各器官の生重量測定。
 各器官のサブサンプル採取。
※ 破壊調査では、重機の使用を前提としているが、MNNRの調査地では重機の使用が困難であった（林道等が未整備）。そのため、現地の住民を雇い、根の掘り出しなど重作業を行う必要があった。

20

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

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応用講習a

根の掘り起こしと抜根各器官の切断。写真は樹幹と根。

樹幹の生重量測定。
21

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度応用講習a

各器官の生重量測定

枝、葉それぞれ生重量測定
葉と枝の分別作業

22

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度応用講習a

各器官のサブサンプル採取

23REDD+

Reducing Emission from Deforestation

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平成26年度応用講習a

乾燥実験（ラボでの作業）
サブサンプルは順次FSIV (Forest ScienceInstitute of Vietnam) 本部に送り、ラボで乾燥処理、乾燥重量測定。
 ラボでサブサンプル生重量を再測定。
 105℃で72～168時間乾燥。
 サブサンプルの乾燥重量を測定。

24

REDD+

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平成26年度応用講習a

解析：供試木の全乾燥重量計算

SDW
 全乾燥重量の計算 TDW = TFW *SFW TDW：各器官の全乾燥重量
 TFW：各器官の全生重量
 SDW：各器官のサブサンプル乾燥重量
 SFW：各器官のサブサンプル生重量

全乾燥重量 ＝ バイオマス

25

REDD+

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平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

アロメトリー式（器官別回帰式）作成
 供試木の胸高直径と各器官のバイオマスの関係を散布図に表す。

 x軸：胸高直径、y軸：地上部バイオマス
 DBH；胸高直径
 AGB；地上バイオマス

 散布図の近似線の式 y = a Xb
対数を取った場合 Ln(y) = a Ln(X) + bなどの回帰式が得られる。
 y：各器官のバイオマス
 X：変数（DBH、DBH2、D2H など） a、b：係数26

REDD+Reducing Emission from Deforestation

平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

器官別の胸高直径とバイオマスの関係
500

1,000500

100400Leaves Biomass (kg)

Branch Biomass (kg)R² = 0.983

R² = 0.921

300
20010000102030DBH4080

R² = 0.936

6040200050102030DBH

40500102030
DBH

4050500

1,500Root Biomass (kg)0Above ground Biomass (kg)

Stem Biomass (kg)

1,500

R² = 0.982
1,0005000400

R² = 0.973

30020010000102030DBH

40500102030
DBH4050

これらの散布図から、器官別にアロメトリー式を作成することができる。
27REDD+

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平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

単位面積あたりのバイオマス、炭素蓄積の算出
立木調査データ（例えば0.1㌶プロットの調査データ）
Tree IDSpecies

DBH

A491

Quercus sp

16.5

A〇〇

□△sp

●●A800

Schima sp

31.2

立木ごとにバイオマスを計算

その地域に適合した
アロメトリー式

汎用式（Brown式Wet model）の計算例

AGB = 21.297 - 6.953 x DBH + 0.740 x DBH 2
Tree ID

Species

DBH

AGB(kg)

A491

Quercus sp

16.5

108A〇〇

□△sp

●●

△×△

A800

Schima sp

31.2

524.7

プロットごとに合計し、ha当たりのバイオマスに換算

仮に0.1㌶あたりのバイオマスが5tであった場合
ヘクタールあたりの地上部バイオマスは“50t”
炭素蓄積 = 50 x 0.5* = 25t/ha*0.5は炭素係数（Carbon Fraction；CF）

28

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

IPCC汎用式とディエンビエンでのバイオマス調査によって開発したアロメトリー式による地上部バイオマス（AGB）の比較
調査プロットのDBHデータから各式で推定した地上部バイオマス

1,800
1,600

IPCCデフォルト式は、大径木ほどバイオマスが過大推定される。

IPCCデフォルト式によるAGB

1,400

今回得られた式によるAGB

1,200
AGB

1,000800
600
40020000102030
胸高直径4050

IPCCの式：Y = exp[–2.289 + 2.649 * ln (DBH) – 0.021 * (ln(DBH))2]
Tropical moist hardwoods

Y= aboveground dry matter, kg (tree)-1, DBH =diameter at breast height (cm), ln = natural logarithm, exp = “e raised to the power of”

29

REDD+Reducing Emission from Deforestation

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応用講習a

毎木調査データからバイオマスを試算
 プロットごとに全立木の地上部バイオマス、地下部バイオマスを計算・集計し、ヘクタールあたりバイオマスに換算。
 さらに炭素量を算出。
プロットごとの計算結果の集計例（90箇所の標準地のデータから計算）
・・・

Wood volume
m3/ha・・・

ForestType・・・AGB
t/ha・・・

BGB
t/ha・・・

Carbonin AGB
・・・

Carbonin BGB
・・・

22

195

medium

169

32

84.5

16.0

23

123

medium

132

25

66.0

12.5

24225

rich

200

40

100.0

20.0

25205

rich

182

35

91.0

17.5

2637

poor

54

11

27.0

5.5

27391

rich

351

70

175.5

35.0

28

53

poor

65

13

32.5

6.5

29

29

poor

46

9

23.0

4.5

・・・・・・・・・・・・・・

Plot No.

30

REDD+

Reducing Emission from Deforestation

平成26年度and Forest Degradation-plus

応用講習a

MNNRにおける各森林タイプの炭素貯留量
地上炭素 地下炭素 炭素貯留量
貯留量
貯留量 (地上+地下)t/hat/hat/ha

森林タイプ

プロット数

蓄積m3/ha

AGBt/haBGBt/ha

Poor

29

75.5

92.1

18.1

46.0

9.1

55.1

Medium

31

156.0

164.1

32.5

82.0

16.3

98.3

Rich

30

254.6

205.1

39.6

102.5

19.8

122.3

※各森林タイプの平均値を示した。

31

REDD+Reducing Emission from Deforestation

and Forest Degradation-plus

平成26年度

応用講習a

午後の演習
～ Excelを用いたバイオマスの計算 ～①実際に供試木の生重量データやサブサンプルのデータから、単木のバイオマスを算出。
②林分1㌶あたりの地上部および地下部のバイオマスを算出。
③炭素貯留量の算出。
32