関東森林研究

論 文71-1(2020)

福島第一原発事故で汚染されたクリとカラマツの樹冠位置と放射性セシウム濃度
田中憲蔵 1・齊藤哲 2・梶本卓也 3
１ 森林総合研究所
２ 森林総合研究所関西支所
３ 森林総合研究所東北支所
要旨：福島県でクリとカラマツの葉と枝の放射性セシウム（137Cs）濃度を樹冠高別に測定した。クリは樹冠上層と下層，カラマツは樹冠上層，中層，下層に分けた。クリは当年枝と２年生以上の旧枝，葉の３器官に，カラマツは２年生以上の旧枝，長枝と短枝についてはそれぞれ枝と葉の部分の計５つに分け試料とした。試料は乾燥後粉砕し，ゲルマニウム半導体検出器を用いて 137Cs 濃度を測定した。クリは各器官とも樹冠上層に比べ下層で 137Cs 濃度が高かった。カラマツについては樹冠の上層に比べ，中層でやや濃度が高かった。また，器官間の濃度差も見られ，クリは枝に比べ葉でやや濃度が高かった。カラマツは短枝の 137Cs 濃度がかなり高い値を示した。以上から樹冠位置や器官間での 137Cs の濃度差を考慮することで，樹木や森林全体の 137Cs 蓄積量の推定精度が向上できると考えられた。
キーワード：137Cs，134Cs，樹冠，福島第一原発事故，放射性物質

Changes in 137Cs concentration among crown positions in Castanea crenata and Larix kaempferi
contaminated by the accident of Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant
Tanaka KENZO1 , Satoshi SAITO２, Takuya KAJIMOTO３FFPRI., Tsukuba, Ibaraki, 305-8687
Kansai Res. Cent., FFPRI., Kyoto, Kyoto, 612-0855
Tohoku Res. Cent., FFPRI., Morioka, Iwate, 020-0123
Abstract: We studied 137Cs concentration among crown positions in leaves and branches in Castanea crenata and Larix kaempferi
in Kawauchi, Fukushima. Shoots samples were collected in upper and lower crowns in Castanea and upper, middle and lower crownin Larix, respectively, in September 2014. All shoots were divided into leaves, current year and old branches in Castanea. In Larix,
we divided samples into five categories; more than 2-years-old long branch, leaf and branch in long and short shoots, respectively.
The concentration of 137Cs was measured by using a germanium semiconductor detector (GEM20-70). In Castanea, 137Csconcentration was higher in the lower part of each organ than in the upper part of the crown. The concentration of Larix was slightly
higher in the middle than in the upper part of the canopy. In addition, there was a difference in the concentration among organs, andthe concentration in Castanea was slightly higher in the leaves than in the branches. In contrast, Larix showed significantly higher
concentration of 137Cs in the short branches compared with other organs. These results suggested that the differences in 137Csconcentration between canopy positions and organs may be indispensable for estimating precisely amount of 137Cs in the wholetrees and forests.
Key-word: 137Cs, chestnut, larch, Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant, radioactive material

Ⅰ はじめに

特に落葉樹では，葉の入れ替わりに伴い，樹体内での東京電力福島第一原発事故で放出された放射性セシウ

137Cs の移動や根から吸収された 137Cs がどの樹冠位置にム（137Cs）により，広範囲の森林が汚染された（２）。137Cs

移動するかにより樹冠内での濃度差が大きくなる可能性

による汚染は，森林内で均質ではなく微地形や斜面方位，がある。一般に，葉の元素濃度は樹冠の位置で変化する

樹種でも差があることが分かっている（１,７，12，13）。

ことが知られ，例えば Pinus banksiana では窒素やカリウ

さらに，137Cs の分布は樹冠位置でも異なる可能性がある。

ムなどの養分は光合成など生理活性が活発な樹冠の上部－89 －（受理日 2020 年 1 月 8 日）

により多く分配されることが知られている
（８）。
しかし，

クリは葉，当年枝，旧枝ともに樹冠上層に比べ下層で葉の 137Cs については樹冠内でどのように濃度分布する

137Cs 濃度が高かった（図‐２）。葉や当年枝では樹冠上かについては不明な点が多い。また当年生の枝について層が下層に比べ 20－30％程度 137Cs 濃度が低かったが，も葉と同様に成長がよく，生理活性の高い部位に養分が旧枝では下層に比べ上層ではその濃度が半分程度とかな集積しやすいと思われる（４，11，14，15）。一方，原発り低かった。この傾向は，２個体とも共通していた。一

事故当時から存在した古い枝に関しては，直接汚染の影方，カラマツでは２個体ともに２年生以上の長枝（旧枝）響が大きい樹冠位置で 137Cs 濃度が高くなる可能性もあや短枝については樹冠の上層に比べ，中層や下層で濃度るが，雨水による溶脱や枝内部の組織内での転流，木部が高く，特に短枝では，上層に比べ中層や下層の値が２の成長による希釈も影響すると考えられる。

から４倍高かった（図‐３）。カラマツの当年の長枝や，本研究では，落葉樹成木の樹冠位置により，葉と枝の短枝と長枝の葉では，短枝や旧枝ほどの大きな樹冠位置

137Cs 濃度が器官別にどのように異なるのか明らかにす間での差は見られず，およそ 50%以内の違いであった。

ることを目的にクリとカラマツを対象に調査を行った。

これらクリとカラマツで見られた樹冠の位置による137Cs 濃度の差は，初期沈着量と樹体内での 137Cs の転流Ⅱ 材料と方法パターンがそれぞれ樹冠位置間で異なることを示してい１．調査地 調査は，福島県川内村の二次林とカラマる可能性もある。クリとカラマツは研究例がほとんどなツ植栽地で行った。調査地は原発から約 30 ㎞で，2011 年

いが，スギの樹皮については初期沈着の影響が調べられの 137Cs の樹木の初期沈着量は約 300 kBq m-2 であったており，樹冠上層で 137Cs 濃度が高くなる結果が得られ（３）。
調査対象樹種は天然生のクリと植栽したカラマツている（９，10）。しかし，本研究では樹冠上層の事故時を２本ずつ選んだ。

から存在していたと思われる旧枝や短枝の 137Cs 濃度は，２．調査方法 2014 年９月に供試木を伐採した。クリ

樹冠中層や下層に比べ低かった。この違いは，サンプリは樹高が 12.8m と 13.5m，カラマツは樹高が 25.3m とングを行った事故後 3 年間で，樹冠上層では下層に比べ25.9m の個体であった。クリは樹冠上層と下層，カラマ枝の肥大成長が速いため，直接汚染を受けた組織の割合

ツは樹冠上層，中層，下層に分けた。各層内の枝を採取が低下し，137Cs 濃度が下がった可能性がある。また下層後，均質になるようよく混ぜ合わせた。クリは当年枝との葉や当年枝の場合は，近くの濃度の高い旧枝から 137Cs

２年生以上の旧枝，葉の３区分に，カラマツは２年生以が転流した可能性が考えられる。植物の器官で窒素や炭上の旧枝（長枝のみ），長枝（当年生）の枝と葉，短枝（複水化物などの物質の需要が増したときは，最も近い幹や数年生）の枝と葉の５区分に分け試料とした（図‐１）。

シュートからこれらが供給される割合が高くなるため全ての試料は，乾燥器（75℃）で 72 時間程度乾燥させ（５），137Cs も同様に近くの枝などから転流している可てから細かく粉砕し，放射性 Cs 濃度（134Cs と 137Cs）を能性がある。

ゲ ル マ ニ ウ ム 半 導 体 検 出 器 （ GEM20-70, セ イ コ ーEG&G）で測定し，半減期を使って基準日（2014 年の９２．137Cs 濃度の器官間での違い137Cs はクリとカラ月１日）に補正した値を用いた（12）。また解析は値が高マツともに葉や枝といった器官間での濃度差が見られた。

く半減期の長い 137Cs 濃度を用いて行った。

クリは２年生以上の旧枝に比べ，当年枝や葉で濃度が高かった（図‐２）。特に，樹冠上層では旧枝の 137Cs 濃度

短枝（多年生）短枝（多年生）長枝（当年生）は葉の半分以下であった。スギやコナラなどでは，新しい当年生シュートでは光合成や成長などの生理活性が高く，セシウムに元素特性がよく似たカリウムも集積し，それに伴って 137Cs が輸送され濃度が上昇することが指摘されており，今回の結果と矛盾しなかった（４，12，旧枝（２年以上経過）14，15）。一方，カラマツは短枝や２年生以上の長枝の図‐１. カラマツの短枝と長枝

137Cs 濃度が葉や当年生の長枝に比べ高い値を示した（図Fig.1 Long and short branches of larch shoot.

‐３）。特に，短枝の 137Cs 濃度が他の器官に比べ非常にIII 結果と考察
１．樹冠位置と 137Cs の分布高く，葉や当年枝の 10 倍から 20 倍の濃度になることも今回調べた２樹種ともあった。短枝の濃度が高くなったのは，短枝は肥大成長

樹冠位置間での 137Cs 濃度には明確な違いが見られた。

をほとんどせず伸長成長も遅いことや，長寿命で，直接－90 －関東森林研究71-1(2020)

汚染を受けた部位の残存量の割合がほかの器官に比べると相対的に高くなるためと考えられた（図‐１，６）。
IV まとめCastanea crenata No. 1 (12.8m in height)

以上から，クリとカラマツは葉や短枝，長枝といった器官間だけでなく，樹冠の位置により 137Cs 濃度が大きLeafUpper

Current branch

く異なることが分かった。これらの違いを考慮すること

Old branch

で，樹木の個体だけでなく森林全体の放射性セシウム蓄
Lower

積量の推定や，森林内での放射性セシウムの動態予測の精度の向上に役立つと考えられる。
05000

10000

15000

Castanea crenata No. 2 (11.2m in height)

謝辞：本研究の実施にあたって現地調査や分析等で森林管理署や森林総研の方々のご協力を頂いた。厚くお礼申

Upper

Leaf
Current branch
Old branch

し上げる。また本研究は，森林総研交付金プロジェクト「森林の放射性セシウム動態解明による将来予測マップの提示」と「きのこ原木林及び特用林産物の利用再開可

Lower

能林分判定手法の開発」，林野庁委託事業「森林内におけ05000

10000る放射性物質実態把握調査事業」により実施した。

15000

137 Cs concentration (Bq kg -1 )

引用文献
（１）Broadley MR, Willey NJ (1997) Differences in root
uptake of radiocaesium by 30 plant taxa. Environ. Pollut. 97:11図‐２.

137Cs濃度の樹冠内変化（クリの２個体）

15Fig.2 Changes on 137Cs activity between crown positions in（２）Hashimoto S, Ugawa S, Nanko K, Shichi K (2012) The

two C. crenata trees.

total amounts of radioactively contaminated materials in forests

Larix kaempferi No. 1 (25.3m in height)

in Fukushima, Japan. Sci. Rep. 2: Article number 416

Leaf of long branch
Leaf of short branchLong branch
Short branch
Old branch

UpperMiddle（３）梶本卓也・齊藤哲・川崎達郎・壁谷大介・矢崎健
一・田中浩・太田敬之・松本陽介・田淵隆一・清野嘉之・
高野勉・黒田克史・藤原健・鈴木養樹・小松雅史・大橋伸太・金子真司・赤間亮夫・高橋正通（2015）東京電力
福島第一原子力発電所事故で影響を受けた森林の放射Lower

性セシウムの挙動―事故後２年間の林冠から地表への010000

20000

移行過程からみた樹種特性―．日林誌. 97:33-43

30000（４）Kanasashi T, Sugiura Y, Takenaka C, Hijii N, Umemura

Larix kaempferi No.2 (25.9m in height)

M (2015) Radiocesium distribution in sugi (Cryptomeria

Leaf of long branch
Leaf of short branchLong branch
Short branch
Old branch

UpperMiddlejaponica) in Eastern Japan: translocation from needles to pollen.
J. Environ. Radioact. 139: 398-406（５）Kozlowski TT, Pallardy SG (1996) Physiology of woody
plants. ElsevierLower（６）中田功（1966）カラマツの短枝と常緑針葉樹の針01000020000

葉の寿命．北方林業．18: 179-183

30000（７）直江将司・阿部真・田中浩・赤間亮夫・高野勉・

137 Cs concentration (Bq kg -1 )山崎良啓・藤津亜季子・原澤翔太・正木 隆．
（2017）コ
ナラ落葉に含まれる放射性セシウムの空間分布に斜面
図‐３.

137Cs濃度の樹冠内変化（カラマツの２個体）

Fig.2 Changes on 137Cs activity among crown positions in

方位と落葉量が与える影響．日林誌．99: 34-40（８）Morrison IK (1972) Variation with crown position andtwo Larix kaempferi trees.

－91 －leaf age in content of seven elements in leaves of Pinus（12）田中憲蔵・梶本卓也・齊藤哲・三浦覚（2017）福banksiana Lamb. Can. J. For. Res. 2: 89-94

島第一原発事故後に植栽萌芽した３樹種の当年枝と葉の放射性セシウム濃度．関東森林研究 68: 9-12

（９）小川秀樹・横田かほり・新井志緒・櫻井哲史・吉137Cs（13）田中憲蔵・齊藤哲・三浦覚・梶本卓也・小林奈通

による 2012 年のスギ樹皮の垂直汚染分布. 森林立地

子・田野井慶太朗（2018）福島第一原発事故で汚染され61: 15-22

た様々な樹種の葉内 137Cs と K 濃度の関係．関東森林研（10）Ohashi S, Okada N, Tanaka N, Naka, W, Takano S (2014)

究 69: 39-42

Radial and vertical distributions of radiocesium in tree stems of（14）田中憲蔵・齊藤哲・三浦覚・梶本卓也（2019）福Pinus densiflora and Quercus serrata 1.5 y after the Fukushima

島第一原発事故後に更新したアカマツ，スギ，コナラのnuclear disaster. J. Environ. Radioact. 134:54-60

枝葉の 137Cs 濃度の季節変化．関東森林研究 70: 77-80（ 11 ） Rantavaara A, Vetikko V, Raitio H, Aro L (2012)（15）Yoshihara T, Hashida SN, Abe K, Ajito H (2014) A time

Seasonal variation of the 137Cs level and its relationship withdependent behavior of radiocesium from the Fukushima-fallout

potassium and carbon levels in conifer needles. Sci. Totalin litterfalls of Japanese flowering cherry trees. J. Environ.

Environ. 441: 194-208

Radioact. 127: 34-39

田博久 （2019） 福島第一原子力発電所事故由来

付表‐１. クリとカラマツの樹冠位置，器官別の放射性セシウム（134Cs と137Cs）濃度
Appendix. 1 Concentrations of 134Cs and 137Cs among organs and crown positions in Castanea crenata and Larix kaempferi.
Species

Tree number Organ type

PositionRadiocesium concentration
134

Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Castanea crenata
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi
Larix kaempferi

1 Old branch
1 Old branch
1 Current year branch
1 Current year branch
1 Leaf
1 Leaf
2 Old branch
2 Old branch
2 Current year branch
2 Current year branch
2 Leaf
2 Leaf
1 Old branch
1 Old branch
1 Old branch
1 Short branch
1 Short branch
1 Short branch
1 Long branch
1 Long branch
1 Long branch
1 Leaf of short branch
1 Leaf of short branch
1 Leaf of short branch
1 Leaf of long branch
1 Leaf of long branch
1 Leaf of long branch
2 Old branch
2 Old branch
2 Old branch
2 Short branch
2 Short branch
2 Short branch
2 Long branch
2 Long branch
2 Long branch
2 Leaf of short branch
2 Leaf of short branch
2 Leaf of short branch
2 Leaf of long branch
2 Leaf of long branch
2 Leaf of long branch

－92 －

Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
Lower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower
Upper
MiddleLower

Cs (Bq kg-1) 137Cs (Bq kg-1)
764
2254
1519
4879
1755
5309
2103
6682
2504
7173
2724
8135
1449
4468
3279
9788
2200
6382
2570
7234
32189758
4225
12624
1136
3243
1774
5315
1267
3834
2291
5585
6755
19363
3294
9391
399
1141
630
1686
435
1364
187
588
176
543
261
603
203
723
181
541
379
1324
1217
3653
1683
4975
1622
4795
1186
3341
4693
13946
3244
9592
551
1686
670
1886
483
1666
533
1756
1102
3482
523
1716
729
2177
1113
3251
781
2488