地理情報システムGISを用いた森林バイオマス（林地残材）の詳細な推定手法
宇都宮大学 農学部 森林科学科准教授 有賀 一広

地球温暖化防止に果たす
森林・木材の役割
森林による二酸化炭素の吸収、炭素の貯蔵 木材利用による炭素の貯蔵
 他資材の代替による二酸化炭素の排出削減
 木材のエネルギー利用による二酸化炭素の排出削減
平成20年度森林・林業白書

木質バイオマスの発生量と利用の現況（推計）平成21年度森林・林業白書

バイオマス賦存量・利用可能量の推計～GISデータベース～
林地残材賦存量

林地残材利用可能量（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構NEDO

林地残材賦存量・利用可能量の推計方法
市町村別林地残材賦存量(t/年)＝市町村別林地残材(主伐・利用間伐)賦存量(t/年)+市町村別未利用間伐
立木伐採材積(t) 林地残材利用可能量(t/年)=林地残材賦存量(t/年)
×{(林道延長(m)×50(m))÷人工林の面積(m2)}（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構NEDO

技術の内容国内外において数Kmのメッシュや市町村を単位として賦存量や利用可能量の推計が行われている。
 森林施業の単位となる小班を単位として推計しているものは少ない。
 経済性を考慮して、利用可能量を推計しているものは少ない。
 地理情報システムGISを用いて、小班を単位として賦存量を推計し、経済性を考慮して利用可能量を推計する手法を構築。
推計の手順樹種、林齢で伐採候補地を決定
 伐採率、搬出率、林地残材率、用材率を設定し、収穫表を用いて賦存量を推計
 林業作業システムを設定
 集材距離、運搬距離、林地傾斜を算出して、収穫費用を推計
 目標価格を設定し、収支比較
 経済性を考慮した利用可能量の推計
想定される用途、利用者
地方自治体におけるバイオマスタウン構想、新エネルギービジョン策定における森林バイオマス（林地残材）の詳細な賦存量・利用可能量推計 地方自治体担当者
 コンサルタント会社担当者等
適用例
林地残材
泉工業 チップ生産工場
住友大阪セメント栃木工場
バイオマス発電設備

みかも森林組合原木市場

用材収集場所

伐採候補地決定・条件設定
初回間伐（切捨間伐）

第二回間伐（利用間伐）

主伐

林齢

25～39

40～59

60～

伐採率（Cr ）

25%

35%

100%

搬出率（Er ）

80%

109%

109%

残材率（Lr ）

100%

55%

25.6%

用材率（Tr ）

0%

45%

74.4%

林齢・伐採率は栃木県渡良瀬川地域森林計画書を参考
 搬出率・林地残材および用材率は、2008年に実施されたみかも森
林組合調査資料を参考
 第二回間伐、主伐の搬出率（109％）は、幹部・梢端・枝葉を含む
伐採候補地蓄積（m3/ha）
樹種・林齢・地位から、収穫表を用いて推定※使用収穫表北関東・阿武隈地方スギ林林分収穫表
関東地方ヒノキ林林分収穫表

賦存量の推計
林地残材

用材賦存量賦存量

1,176,152m3

682,691ｔ

林地残材賦存量（t）=推定蓄積量（m3/ha）×面積（ha）×伐採率×搬出率×残材率×比重（0.68t/m3）
 用材収穫量（m3）＝推定蓄積量（m3/ha）×面積（ha）×伐採率×搬出率×用材率
林業作業システム
チェンソー伐倒

チェンソー造材

フォワーダ集材

グラップルローダによるはい積み

トラック運搬収穫直接費計算式
機械

作業経費（円/ｍ3）

チェーンソー

伐倒・造材

1,212

フォワーダ

短幹集材

0.378Ly +2,845+41,265e0.117θ /V （初回・残材）
0.735Ly +2,845（第二回・主伐・残材）
0.356Ly +2,845+41,265e0.117θ /V T （第二回・主伐・用材）

グラップルローダ

はい積み

270

トラック

運搬

0.039Lt +778（初回・残材）
0.076Lt +778（第二回・主伐・残材）
0.026Lt +778（第二回・主伐・用材）

Ly：集材距離（m）、θ：林地傾斜（度）、V：全収穫量（m3/ha）
VT：用材収穫量（m3/ha） 、Lt：運搬距離（m）

集材・運搬では、搬出する部位によって積載量が変化

林地残材収穫費用（円/t）
22,00020,00018,000費用（円/t）

16,000

初回間伐

第二回間伐

主伐

合計

集材費用

運搬費用

14,000
土場作設費
12,00010,000
8,000
6,000
4,000
2,000
00

10

2030
累積収穫量（万t）40

最低 ： 6,064円/t
最大 ： 270,213円/t
平均 ： 10,054円/t

506070

収支比較・利用可能量の推計
林地残材価格：4,500円/t
 用材価格（スギ－ヒノキ ） 10,000円/m3－20,000円/m3
収支プラス
 小班数 : 2,228（16％）
 面積 : 1,291ha（13％）


利用可能量
 林地残材 ： 77,296ｔ
 用材 ： 224,469m3
栃木県森林バイオマス（林地残材）
利用可能量詳細調査及び実証調査

平成21年度「緑の分権改革」
推進事業業務委託仕様書

蓄積(万m 3 )蓄積と収穫量

100
90
80
70
60
50
40
30
20
100
12345 678

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
齢級10203040

50

60

平準化後

年数
枝条





間伐材

広葉樹天然林

45
48
51
5457
60

0

針葉樹天然林

15
1821242730
33
36
3942

平準化前

広葉樹人工林1098765432100369121098
76543210

収穫量（万トン）

収穫量(万トン）

針葉樹人工林

年数
広葉樹

枝条

間伐材

広葉樹

戦後の拡大造林のために8齢級（36～40年生）から10齢級（46～50年生）をピークとした齢級分布となっている。
この齢級が主伐の時期を迎える約20年後に収穫量が増大し、平準化して計画しない場合、将来にわたり森林バイオマスを安定的に確保することは困難である。

様々な林業作業システムへ対応

平成21年度森林・林業白書

林業作業システム計画
森林内路網配置計画
開設費
運材費
集材費
伐倒
造材
伐出費用合計円/m3

基幹（789ｍ・589ｍ）
支線（637ｍ・640ｍ）
基幹
支線

8林班
\4,970,505\2,886,917\126,371\171,643\5,502,162\693,808\786,368\15,137,774\19,462

7林班\3,847,401\2,881,034\110,711\202,974\3,261,734\577,258\654,268\11,535,380\17,825

実用化に向けた課題
現地調査とシミュレーションとの比較から、現場における調査から求められた蓄積と収穫表に記載されている値に大きな乖離がある小班も見られた。今後、賦存量、利用可能量を正確に推計するためには、現地調査または航空写真等により現状の蓄積を正確に把握する必要がある。
 樹種の違いについて、収穫表、用材単価の設定以外では加味しておらず、より正確に賦存量、利用可能量を推計するためには、樹種による積載量の違いなどを現地調査で明らかにする必要がある。
 道路データに関して、栃木県庁や数値地図からのデータは位置情報のみで、規格や舗装状況などは考慮していない。今回は積載量8トンのトラックを想定したが、今後は道路規格等を考慮し、トラックのサイズ・走行速度を設定する必要がある。
森林GISと現実林分地位1地位2地位3
収穫表地位1
収穫表地位2
収穫表地位3ha当たりの本数

5000
4500
400035003000
2500
2000
1500
1000
500
0020406080100

林齢

立木の抽出（赤：梢端部）

実際の立木本数と収穫表の立木本数（スギ）

分解能50cmの高分解能衛星写真を用いて、樹冠を抽出し、実際の立木本数と収穫表の立木本数を比較
 実際の立木本数は収穫表の立木本数よりかなり多く、間伐が遅れていることが分かった。
お問い合わせ先
宇都宮大学 農学部
 准教授 有賀一広
 aruga@cc.utsunomiya-u.ac.jp


宇都宮大学 知的財産センター
 特任教授 近藤三雄（弁理士）
 kondou@cc.utsunomiya-u.ac.jp