「森林総合研究所研究報告」（Bulletin of FFPRI）Vol.19-No.1（No.453）45-53 March 2020

論45

文（Original article）

集約的に管理されたスギ高齢複層林における植栽木の成長の健全性評価
宮本 和樹 1）*、大谷 達也 2）、酒井 敦 2）3）、酒井 武 1）、奥田 史郎 4）5）
要旨
本研究では、集約的な管理が行われた高齢複層林において植栽木が健全に生育可能であるかを明らかにするため、愛媛県の久万地方のスギ長期複層林試験地（上層木 100 年生以上、中層木と下層木が30 〜 52 年生）を対象として最近 16 年間の植栽木の成長経過を調べた。上層木と中層木の直径成長速度は、0.80 cm/年以上で同齢の単層林と同程度かそれ以上に良好であった一方、下層木では 0.25 cm/
年と低かった。樹高成長については中層木が 0.50 m/年以上を示したものの、上層木では 0.13m/年と頭打ち傾向であり、下層木でも 0.22 m/年と低い水準であった。形状比は、上層木が概ね 60 以下であったのに対し、中層木では中央値が 70 〜 120 の範囲に含まれ、特に下層木では中央値が 100 を超えていた。本研究の複層林は、長年にわたる密度管理により、上層木だけでなく中層木においても植栽木の成長が概ね健全な状態に保たれている数少ない事例といえる。しかし、形状比を考慮すると中層木の一部と下層木では気象害リスクが懸念される状態である上、下層木の成長速度が低いままで推移しており、集約的な管理をした複層林においても下層木を長期に健全に維持することは困難であることが示された。
キーワード：非皆伐施業、形状比、間伐、久万地方

1. はじめにする期間が長いため、上層木の密度管理が重要となる。

非皆伐施業のひとつである複層林施業は、更新の際さらに下層木が成長していくと下層木自体の密度管理に林床が裸地化しない、再造林費用および造林初期のも必要となり、より高度な施業技術が求められること

育林費用を低減できる、上層木は大径材生産、下層木になる。過去に造成されて今日も残る複層林のなかには年輪幅の詰まった良質材の生産が可能となる、更には上層木樹齢が 100 年を超えるものもみられるが、今は森林の多面的機能の発揮の点で優れている、などと後は下層木も壮齢期を迎える。しかし、長く上層木の考えられてきた（近藤・今井 2009）。そのため、我が被陰下にある下層木の成長経過について、下層木が壮国では 1970 年代〜 1990 年代にかけて盛んに複層林が齢期に達した複層林を対象とした研究事例は、愛媛県

造 成 さ れ て き た 経 緯 が あ る（ 藤 森 1992, 酒 井 2017）。

久万地方のスギ−ヒノキ二段林下層木の 69 年生の事例

しかし、複層林における下層木は、上層木の被陰によ（酒井ら 2003）を除き、ほとんどみられない。上層木り肥大成長が抑制され形状比が高くなりやすくなること下層木で高齢−壮齢期を迎えた複層林は、長期モニと（河原 1983, 竹内 2004）、そのため冠雪害をはじめ

タリングによる検証が十分になされないまま今後も適とする気象害を受けやすいこと（矢野ら 1990, 杉田ら

切に管理されない状態が続く恐れがある。

2014）、さらに上層木の伐採時に下層木への損傷があ

本研究では、上層木が 100 年生以上、中層木と下層る程度避けられないこと（藤下ら 1996, 鈴木ら 1997,

木が 30 〜 52 年生のスギ長期複層林試験地を対象とし

谷山 2004）、施業が集約的になる（蜂屋・安藤 1982）て、主に 2000 年以降における 16 年間の植栽木の成長といったデメリットが報告されている。また、同種他経過を報告する。この複層林は、優良大径材生産とい

個体を垂直的に配置する林分構造は、スギ・ヒノキがう明確な生産目標の下、植栽木の生育状況を丁寧に観

自然界で同種他個体の樹冠下ではほとんど更新がみら察しながら集約的な管理が行われてきた複層林の事例

れないことから、生態学的観点からも不合理であるとの ひ と つ で あ る（ 安 藤 1982, 安 藤 ら 1986a, b, 藤 本 らいった指摘がなされている（正木 2012）。

1991, 藤森 2010a）。このような集約的に管理されてき長期複層林では上層木による被陰下で下層木が生育た高齢複層林において、植栽木が健全に生育可能かど

原稿受付：平成 31 年 3 月 18 日 原稿受理：令和元年 11 月 14 日
1）森林総合研究所 森林植生研究領域
2）森林総合研究所 四国支所
3）森林総合研究所 東北支所
4）森林総合研究所 関西支所
5）森林総合研究所 植物生態研究領域* 森林総合研究所 森林植生研究領域 〒 305-8687 茨城県つくば市松の里 1

宮本和樹

46

他

うかを明らかにすることを本研究の目的とした。本研されている。各調査区の 2000 年と 2016 年における林究では植栽木の健全性を評価するため、複層林の階層分概況を Table 1 に示す。1965 年（KO-I、KO-II）およの違いが直径・樹高成長速度および形状比や樹冠長率

び 1968 年（KO-IV）に複層林に移行してからは、上層の変化といった個体の形質に及ぼす影響に着目した。

木では 8 〜 10 年間隔で本数率 30% 前後の間伐、中層木では本数率 6 〜 16% の間伐を行ってきた。KO-I と

2. 調査地と方法

KO-II における初期の施業と成長経過については安藤

本研究の調査地は愛媛県上浮穴郡久万高原町（北緯中層木、下層木の三段林であり、下層木は上層木の択33°28′02″〜33°45′30″、東経 132°53′44″〜133°09′30″）

伐が行われる際に植栽されてきた。KO-II についてはの岡信一氏が所有するスギ複層林（標高約 600 m、一各層の扱いがやや複雑である。本研究では、複層林の部ヒノキを含む）である。この地域の林業は久万林業

現況（樹齢と樹高）に基づいて、安藤ら（1986b）によっとして知られ、岡家は久万林業における先導的な役割て中層木として扱われていた個体を上層木に含めていを果たしてきた篤林家のひとつである。複層林造成のる。 こ れ ら の 個 体 に つ い て は 2016 年 時 で 93 〜 98 年

経緯は、明治 13 年頃に井部栄範翁より吉野地方由来の生と他の上層木よりもやや若齢である（Table 1 のカッら（1986a, b）を参照されたい。KO-I、KO-II は上層木、2.1 調査地

スギ苗木を譲り受け、立木密度 3000 本/ha で植栽したコ内の樹齢）。また、安藤ら（1986b）による 1983 年のことに始まる。その後、植栽、枝打ち、間伐を順次進め、毎木調査の時点で下層木であったものが中層木の扱い

昭和 40 年（1965 年）にヤナセスギ、サンブスギ、地スとなり、新たに植栽された個体を下層木としている。

ギを植栽し二段林に移行した（安藤ら 1986a, b, 上浮穴

KO-IV は、上層木と下層木の二段林であり、下層木の林材業振興会議 2012）。岡氏によれば、複層林は限ら

追加植栽は行われていない。上記のような理由から植れた面積の壮齢林を伐り尽さず、持続的に林業収入を栽年は調査区内および調査区間で幅がある。2016 年生得るための選択であったということである（岡 1992）。

育期間終了後の樹齢は上層木で 112 〜 137 年生（一部

岡氏の複層林（本研究の複層林を含む）では、上層木

93 〜 98 年 生 ）、 中 層 木 は 49 〜 52 年 生、 下 層 木 は 30の間伐を繰り返しながら残存木の優良大径材生産に主〜 49 年生である。

眼 を 置 き つ つ、 上 層 木 伐 採 後 の 空 間 に 下 層 木 を 植 栽

これら 3 つの調査区に植栽された個体について、一し、優良小丸太も併せて生産することを目標としてき時期を除き 1995 年〜 2016 年の間に 1 〜 3 年程度の間た（安藤 1982, 安藤ら 1986a, b）。岡氏の複層林では、隔で胸高直径の測定を行った。また、樹高と生枝下高材の経済的価値の向上と林内の光環境のコントロールの測定も可能な限り実施した。樹高、生枝下高の測定を目的とした枝打ちや間伐、上層木の間伐時に中・下については、1995 年から 1999 年まではブルーメライ

層木に極力損傷を与えないよう決められた方向への高ス（カールライス社製）、2000 年以降は超音波樹高測

度な伐倒など集約的な管理を行ってきた（藤本ら 1991,

定 器（Vertex III、Vertex IV、Impulse、ハ グ ロ フ 社 製 ）藤森 2010a）。複層林造成当初は若い上層木の下に林齢を用いた。

差の少ない下層木の植栽を行った結果、林内の光環境が悪化し、下層木が枯損するなどの失敗も経験しなが

2.3 データ解析

ら試行錯誤を続けてきたそうである（岡 1992）。現在

各形質の経年変化のパターンについては 1995 年以降

では労働力不足等の理由から所有林全体での集約的なのデータを用いた（補足電子資料 Fig. S1–S5）。一方、管理はできないため、対象木を絞るなど岡氏個人が可階層の違いによる各形質の成長速度・変化速度への影能な範囲での管理を行っている。

響の解析については、樹高や生枝下高の測定をブルー
メライス以外の測器で行った 2000 年以降のデータを用いた。データ解析および図の描画には、フリーの統

2.2 調査方法
前 述 し た 岡 家 の 複 層 林 の う ち 上 層 木 50 年 生 以 上 の計ソフト R version 3.4.4（R core team 2018）を用いた。

林分において、1967 年から 1972 年にかけて調査区が複層林では単層林と比べて階層構造が複雑で、特に下7 つ 設 置 さ れ（ 安 藤 1982）、 現 在 ま で 継 続 し て 調 査 が層木において光環境等の不均一性が高いことが考えら実施されている KO-I、KO-II、KO-IV の 3 つを本研究れる。調査区の差を考慮した統計モデルを用いることの調査区とした。本研究の複層林試験地は、林業試験で、各形質の階層間差やばらつきについて、より適切

場四国支場（現 森林総合研究所四国支所）の安藤貴造な評価が可能となる。本研究では複層林の上層木、中林研究室長が中心となり設置されたもので、初回調査

層木、下層木における植栽木について、応答変数に胸から 50 年が経過した（酒井 2017）。調査区の面積は、高直径・樹高の成長速度および形状比・樹冠長・樹冠

KO-I が 600 m (20 m × 30 m)、KO-II が 900 m (30 m ×

長率の変化速度（期間の成長量・変化量を年で割った30 m)、KO-IV が 500 m2 (20 m × 25 m) である。KO-I ともの）、説明変数に階層（固定効果）と調査区（変量効KO-II は長期大径材生産の展示林の一部としても利用果）を用いて、線形混合効果モデルによる成長速度・

2

2

森林総合研究所研究報告 第 19 巻 1 号, 2020

高齢複層林の成長経過

47

Table 1. 2000年および 2016年測定時における複層林試験地の林分概況 1)
調査区・
階層
面積

樹齢
(年)

平均胸高
直径 (cm)

平均樹高(m)

林分材積2)(m3/ha)

67

92.2

41.7

597.8

立木密度
(本/ha)

2000年（他の計測年は以下に個別に示す）
KO-I
600 m2

上層木

121

中層木

36

333

25.1

20.4

161.2

下層木

14–25

1033

4.7

5.3

7.6

(983/50)(4.9/0.7)(5.4/1.9)(7.55/0.04)

KO-II

上層木

96–107

56

58.1

29

231.2

900 m2（樹高は1998年）（一部77–82）(34/22)(59.8/55.5)(29.0/29.0)(171.5/59.7)

KO-IV
500 m2

中層木

33–36

333

14.9

15.6

47.3

下層木

14–25

3)

1889

5.8

5.5

13.1

(1311/578)(5.4/6.7)(5.6/5.4)(9.6/3.5)

115

80

52

29.4

197.5

33

1740

13.2

14.9

207.5

(1560/180)(13.3/13.0)(14.9/14.0)(186.5/21.0)

上層木（2002年）

下層木（2001年）

2016年（他の計測年は以下に個別に示す）
KO-I

上層木

137

67

106.6

41.5

767

600 m2

中層木

52

150

42

30.1

258.3

下層木

30–41

667

8.4

8.9

21.9

(617/50)(8.6/5.4)(9.1/5.7)(21.4/0.5)

112–123

56

73.3

33.6

290.9

（一部93–98）(34/22)(76.5/68.6)(34.9/31.6)(188.2/102.7)

中層木

49–52

244

28.1

23.7

175.9

下層木

3)

667

10.5

10.4

47.8

(478/189)(9.7/12.3)(9.7/12.0)(30.8/17.0)

KO-II

上層木

900 m2KO-IV
500 m2上層木

30–41（2015年）

131

60

64.4

29.3

216.1

（2015年）

49

1580

16.5

17.4

328.7

(1460/120)(16.6/15.5)(17.6/15.0)(308.3/20.4)

下層木

1)

スギ林の一部にヒノキが混交している。カッコ内はスギ／ヒノキ別の値。
KO-Iの上層木のうち、2000年時に胸高直径と樹高が欠測している個体があった。同様に、
KO-IIの中層木で2016年の樹高が欠測していた。これらを除外すると林分材積が過小評価となるため、前後の測定年の胸高直径や樹高を用いて個体材積（9.4 m3、0.42 m3）を求め林分材積に加えた。代用した測定値は平均胸高直径と平均樹高の計算には含まれていない。
3)
履歴不詳であるが隣接するKO-Iと同様の林齢を想定した。
2)

変化速度の階層間差の解析を行った（応答変数はすべ明変数に階層、変量効果に調査区を用いて一般化線形て正規分布を想定）。なお、同様の解析は、応答変数に混合効果モデルで解析した。胸高直径、樹高、樹冠長

胸高直径や樹高など個体の形質そのものを用いて、説にはガンマ分布、形状比と樹冠長率には正規分布を想明変数に時間（年）を含める形でも可能であるが、結定した。さらに、上記の線形・一般化線形混合効果モ果の解釈がやや複雑となる。本研究では結果の解釈をデルに対応した多重比較（Tukey の方法）により、階容易にするため、年の効果を成長速度や変化速度に集層の全ペア間の有意差を調べた。線形・一般化線形混約した形での解析結果を用いることとした。また、期合効果モデルの解析には R のパッケージ lme4 および末（KO-I と KO-II は 2016 年、KO-IV は 2015 年）におlmerTest の下で lmer 関数を用いた。また、多重比較にける植栽木の形質の階層間差について、応答変数に、は R のパッケージ multcomp の glht 関数を用いた。

胸高直径・樹高・形状比・樹冠長および樹冠長率、説Bulletin of FFPRI, Vol.19, No.1, 2020

宮本和樹

48

3. 結果
3.1 直径成長と樹高成長

他

3.2 形状比
形状比は、外れ値として小径木のなかに極端に高い

胸高直径は上層木から下層木まで年とともに増加傾形状比を示すものが含まれ、結果に影響を与えていた向がみられた（Figs. 1a, S1）。2000 年以降の各階層のことから、胸高直径 5 cm 以上の個体に限定した結果を

直径成長速度は、上層木で 0.84 cm/年、中層木で 0.83示す（Fig. S3）。KO-II では下層木と中層木との間で形

cm/年、下層木で 0.25 cm/年となり、下層木と比べて中状比の範囲が重なっていたものの、いずれの調査区で層木と上層木で有意に高かった（Fig. 1a）。

も階層間の形状比には有意差がみられた。上層木では樹高についてみると、KO-I と KO-II の上層木や中層中央値で概ね 60 以下の低い値となっていたが、中層木木の一部では、2000 年前後で樹高が一時大きく増加あでは個体間のばらつきが大きくその中央値が 70 〜 120

るいは減少し、ばらつきが大きくなったが、これは主の範囲となっていた。下層木の形状比についても個体に計測機器の違いによるものと考えられる（Fig. S2）。

間のばらつきが大きかったが、中央値はいずれの調査

樹 高 成 長 速 度 は、 下 層 木 で 0.22 m/年、 中 層 木 で 0.52

区も 100 以上を示した（Fig. S3）。形状比の変化速度は、

m/年、上層木で 0.13 m/年であった。中層木は下層木よ下層木と比べて中層木で有意に低く、負の値となった

りも有意に高い樹高成長速度を示したが、上層木ではことから（中層木 − 1.01/年）、中層木では形状比が低下層木との有意差はみられず、中層木よりも有意に低下していく傾向が示された。一方、上層木の形状比のい樹高成長速度となった（Fig. 1b）。

変化速度は下層木と有意差はなく（上層木 − 0.41/年、
下層木 0.17/年）、下層木の変化速度自体もゼロから有意に異なっていなかったことから（線形混合効果モデ
ル p > 0.05）、上層木と下層木の形状比はほとんど変化
していないことが示された（Figs. 2, S3）。

Fig. 2. 複層林調査区における各階層の形状比変化速度の比較。
図の見方は Fig. 1 に従う。
3.3 樹冠長と樹冠長率
樹冠長は樹高と類似した経時変化のパターンを示し、階層間のサイズの違いを反映して上の階層ほど樹冠長が有意に長かった（Fig. 4）。樹冠長変化速度は下層木で 0.11 m/年、 中 層 木 で 0.41 m/年、 上 層 木 で 0.37 m/
年と推定され、下層木と比べて中層木と上層木で有意Fig. 1. 複層林調査区における各階層の (a) 直径成長速度および (b) 樹高成長速度の比較。
図中の黒色のシンボルは各調査区の平均値、エラーバーは標準偏差を示す。図中の白丸は 3 つの調査区を変量効果とした線形混合効果モデルに基づく各階層の推定値。推定値に有意差のある階層
間を p 値と横線で示す（Tukey の多重比較）。

に樹冠長変化速度が高かった（Fig. 3a）。
樹冠長率は形状比と同様、外れ値として小径木のなかに極端に高い樹冠長率を示すものが含まれていたことから、胸高直径 5 cm 以上の個体に限定した結果を示す（Fig. S5）。樹冠長率は上層木と中層木で 40% 以
上を示す個体が多かったが、下層木ではばらつきが大きく、40% を下回る個体もみられた（Fig. S5）。樹冠長率変化速度は下層木で 0.36/年、中層木で 0.50/年、上森林総合研究所研究報告 第 19 巻 1 号, 2020

高齢複層林の成長経過

49の約 100 〜 230 年生までの高齢スギ単層林の事例では、
0.21 〜 0.37 cm/年の直径成長速度であったと報告されている（竹内 2005）。本研究と同じ愛媛県久万地方の
ス ギ − ヒ ノ キ 二 段 林 を 対 象 に 96 年 生 か ら 101 年 生 までの成長経過をみた事例によれば、上層木の直径成長
速度は 0.31 〜 0.57 cm/年であった（酒井ら 1996, 2003
および酒井ら未発表）。本研究の上層木の直径成長速度（0.84 cm/年）はこれらの事例と比較しても良好である
ことがうかがえるが、本研究ではさらに中層木の直径
成長速度も 0.83 cm/年と良好であった。中層木と同程度の林齢の単層林の事例では、高知県の 39 〜 56 年生
スギ人工林 10 林分の直径成長速度は 0.11 〜 0.81 cm/年であったが、最大値の 1 林分を除くと 0.11 〜 0.48 cm/
年であった（深田ら 2011）。同じく高知県の 47 年生と50 年生スギ人工林では、それぞれ 0.38、0.33 cm/ 年と報告されている（宮本ら 2015）。このことから、本研究の中層木の直径成長速度はかなり高い値であるといえる。この背景としては、本研究の調査地では単層林から複層林への移行時期に上層木樹齢が 70 〜 80 年生以
上と高齢で、その立木密度も 300 本/ha 以下と低密度であったため（安藤ら 1986a, b）、林内の光環境の管理の点では有利であったことがあげられる。さらに最近では、KO-I、KO-II の上層木の立木密度が 56 〜 67 本/haFig. 3. 複層林調査区における各階層の (a) 樹冠長変化速度および (b) 樹冠長率変化速度の比較。
図の見方は Fig. 1 に従う。

とかなり低密度で推移してきたことと、間伐により中層木も立木密度を低下させたことで、光環境が良好で中層木の個体間競争も緩和されたことが影響していると考えられる。一方、本研究の複層林では下層木の年層木で 0.79/年であったが、階層間で有意差はみられな

輪幅が 2.5 〜 3 mm となるよう直径成長速度の目標をかった。また、下層木の樹冠長率変化速度はゼロから

0.5 〜 0.6 cm/年としてきた（安藤 1982）。下層木の直有意に異なっていなかったことから（線形混合効果モ

径成長速度（0.25 cm/年）はこの目標を下回っており、

デル p > 0.05）、各階層の樹冠長率はほとんど変化して各階層の間伐を主体として林内の光環境のさらなる改いないことが示された（Fig. 3b）。

善が必要な状況である。先述のスギ−ヒノキ二段林の事例では、上層木を最初に強度に間伐するよりも間伐

4. 考察の繰り返しで徐々に立木密度を下げていく方が下層木

本研究の調査林分はいずれも上層木の樹齢が 100 年の直径成長速度が高まったことを報告している（酒井を超える高齢複層林である。上層木ではこれまでの択ら 2003）。これを本研究の KO-IV の二段林に適用する伐により立木密度が 80 本/ha 以下と低く保たれてきたにはこれまでよりも間伐の頻度を高める必要がある。

ため（Table 1）、上層木同士の競争の影響は緩和されてさらに、KO-I と KO-II は三段林であり、より複雑で集いると考えられる。一方、中層木と下層木は、自身よ

約的な密度管理が必要である。

り上層の個体からの被陰を受けるうえ、特に KO-IV の樹高成長については、上層木に頭打ち傾向がみられように下層木だけで 1500 本/ha 以上という高い立木密るものの、中層木では直径成長と同様、良好な成長を度では下層木同士でも競争の影響が大きくなっている

示 し た（Fig. 2）。2017 年 に 実 施 さ れ た KO-I と KO-IIと考えられる。その結果、中層木の一部や下層木の形

における上層木択伐時のスギ伐倒木 9 個体の計測によ状比が 100 を超えて非常に高くなるなど負の影響を受ると、最近 3 年間の梢端部における連年の伸長成長はけていると考えらえる。本研究の複層林においても、

平均で約 0.20 m/年程度であり、本研究の上層木の樹高

やはり中層木、下層木を今後どのように管理していく

成長速度（0.13 m/年）よりもやや良好であった（酒井かが課題である。

ら 未発表）。樹高成長速度が比較的高い KO-II の個体が伐倒木に含まれていることが影響していると考えら

4.1 直径成長と樹高成長
高齢スギ人工林の直径成長の事例として、吉野地方
Bulletin of FFPRI, Vol.19, No.1, 2020

れる（Fig. 2）。先述の 96 〜 101 年生のスギ−ヒノキ二段林の事例では、上層木の樹高成長速度は− 0.33 〜 0.17

宮本和樹

50

他

m/年 で あ っ た（ 酒 井 ら 2003, 酒 井 ら 未 発 表 ）。 ま た、比は、いずれも 100 前後を示しており、下層木だけでスギ複層林 74 〜 79 年生の事例では、上層木のスギのなく中層木でも気象害の危険性が高いことが示唆され

樹高成長速度（林分の平均値に基づく）は 0.12 〜 0.18

た。また、形状比変化速度は多くの場合、減少傾向（負m/年であった（安藤 1982）。このように他の複層林上の値）を示したが、KO-II の下層木では増加傾向（正の層木の結果も本研究と類似し、上層木の樹高成長速度値）を示したため（Fig. 2）、早急に光環境の改善が必には鈍化の傾向がみられる。また、中層木と同程度の要である。このように形状比の点では、いずれの調査

林齢の単層林と比べると、先述の高知県における 39 〜

区も中層木と下層木は気象害リスクが高い状態にある

56 年生のスギ単層林 10 林分の樹高成長速度は 0.11 〜といえる。

0.43 m/年であった（深田ら 2011）。長野県の 43 年生と樹冠長率については、健全な単層林を造成するため

46 年生のスギ単層林でも同程度の樹高成長速度（図かの基準として樹冠長率 40% 以上が必要で、60% 程度を

ら の 読 み 取 り で、 約 0.10 〜 0.40 m/年 ）が 示 されてい目指すことが望ましいとされる（藤森 2010b）。本研究る（大矢・近藤 2013）。本研究の中層木の樹高成長速

では、上層木と中層木における期末（2015 〜 2016 年）度（0.52 m/年）はこれら同齢の単層林の値を上回っての樹冠長率は概ね 40% 以上であった。しかし、下層木いた。直径成長と同様、上層木の立木密度が複層林造

ではいずれの調査区も他の階層と比べ樹冠長率のばら

成時から低かったことにより、中層木でも良好な樹高つきが大きくなった（Fig. S5）。健全な単層林における成長が可能となる光環境を維持できていると考えられ

樹冠長率の基準は、複層林の上層木には適用可能である。一方、複層林で幹曲がりや梢端枯れなどを生じさるが、長期間被陰にさらされる下層木には適用できなせずに健全な下層木を育てるためには 0.20 m/年程度のい可能性がある。下層木の高い形状比や低い直径成長

樹高成長速度が必要と言われている（藤森 1992, 竹内

速度を考慮すると、個体の健全な成長維持の点から樹

2004）。本研究の下層木の樹高成長速度は 0.20 m/年を冠長率 40% という基準があてはまらず、さらに高い樹やや上回っていた（Fig. 2b）。したがって、樹高成長に冠長率が必要なことがうかがえる。一方、上層木は低ついてはかろうじて健全な生育を維持しているといえ密度で推移しており、その下の中層木の直径成長は上るものの、直径成長や以下に述べる形状比、樹冠長率

層木と同程度であることから、本研究の調査地のようなども考慮すると、下層木の生育状況は全体として健に適切に管理され上層木が低密度の複層林では、中層全であるとは言い難い状況である。

木についても単層林と同じ樹冠長率の基準が適用可能であろう。したがって、葉量保持の点から本研究の複4.2 形状比と樹冠長率

層林では上層木だけでなく中層木もある程度健全な状

ス ギ 林 と ヒ ノ キ 林 に お い て、 林 内 の 相 対 照 度 の 低態を維持できていると考えられる。樹冠長についてみ

下にともなう樹下植栽木の相対樹高と相対直径（被陰る と、KO-I と KO-II の 樹 冠 長 の 伸 長 は 樹 高 成 長 と 概のない状況下の樹高と直径に対する相対値）の低下パ

ね同様のパターンを示した。上層木では樹高成長も樹ターンから（河原 1983）、林内の被陰下では樹高成長

冠の伸長も頭打ちになる一方、中層木と下層木では樹に比べて直径成長の低下が大きい傾向を読み取ること

高成長と同程度に樹冠長も拡大するため、結果としてができる。これに基づき竹内（2004）は、被陰下ではいずれの階層も樹冠長率 40% 程度を維持していくもの

樹高成長に比べ直径成長の低下が大きい傾向にあるたと考えられる。しかし、上述のように下層木について

め、複層林の下層木は形状比が高くなりやすいことをは、個体の健全な成長維持の点から十分な葉量を保持指摘している。複層林における形状比と気象害の関係しているとは言い難い。下層木のなかには、着葉量がについては、上層木は通常の単層林と同様、形状比が少ない枝がまばらに分布する個体もみられた。さらに、

70 以 上 で 気 象 害 が 生 じ や す い と 考 え ら れ る（ 石 井 ら

KO-IV の下層木については、樹冠長変化速度が負の値

1983, 國崎ら 2002）。下層木では 110 以上になると冠雪となり樹冠長の拡大傾向がみられず（Fig. 3a）、これが害による幹折れや幹曲がりが生じやすくなるとの報告

上述の樹冠長率の低下傾向をもたらしているため、間がある（落合ら 1987, 杉田ら 2014）。また、上層木と伐による光環境の改善や競争の緩和が必要と考えられ

下層木の位置関係や上層木の樹冠構造、上層木の立木る。

密度が低いことなどにより、下層木が上層木樹冠の庇
護作用を十分に受けることができず、形状比の高い下4.3 複層林施業の問題点

層木が冠雪害を受けやすいことが指摘されている（和本研究の複層林を先代とともに長年管理してきた岡口ら 1992, 杉田ら 2014）。本研究の調査地である愛媛

信一氏は、下層木の損傷を最小限に抑えるための伐倒

県久万地方の人工林でも冠雪害が発生している（落合や枝打ちによる林内の光環境の改善など、高度な技術

ら 1987）。本研究の上層木の形状比は約 60 以下であり、を駆使しながら可能な限り立木密度と林内の光環境に

上層木に対する気象害の危険性は比較的少ないと考え配慮した複層林の管理を行ってきた（藤本ら 1991, 藤

られる。一方、下層木の大部分と一部の中層木の形状

森 2010a）。上層木だけでなく中層木についても成長が森林総合研究所研究報告 第 19 巻 1 号, 2020

高齢複層林の成長経過

51

比 較 的 良 好 で、 樹 冠 長 率 も 概 ね 40% 以 上 を 維 持 し て出技術を備えていること、(3) 施業が集約的となるたいることはその成果であるといえる。しかし、下層木

め、林道近くや路網密度が高いなど伐出に有利な立地の生育状況や中層木の一部と下層木にみられた 100 をであること、(4) 気象害の心配が少ない場所、といった超える高い形状比については、今回の調査以前から同条件を満たす場合に限定すべきとしている。今後、複様の状態が長く続いており（安藤 1982, 安藤ら 1986a,

層林の造成や維持・管理の困難さについて注意を喚起b）、間伐を主体とする各層の密度管理をよほど集約的していく必要がある。

に行わなければ改善していくことは容易ではない。久謝

万地方では、優良大径材生産とともに、均質な優良小辞

丸太生産を目標のひとつとし、形状比が高くとも年輪

本研究の調査地である複層林を管理し、先代の岡譲

幅の詰まった材に一定の価値をおいていた。このため、

氏とともに長年調査にご協力いただいている岡信一氏

複層林下層木のような形状比の高い状態にもある程度に深く感謝申し上げる。元森林総合研究所の竹内郁雄の林業的な合理性があったと考えられる。しかしなが氏と杉田久志氏には現地調査に同行していただき、岡ら、優良小丸太需要も縮小した現在では、下層木のも氏を交え現地で複層林施業に関する議論をしていただ

つこのような形状や成長の特徴は、気象害リスクなどいた。森林総合研究所四国支所の伊藤武治氏と同東北複層林において下層木の生育を維持する上でマイナス

支所の野口麻穂子氏にも現地調査にご協力いただいた。

面になっている。

最後に、安藤貴氏から続く林業試験場四国支場造林研本研究で得られた結果をもとに、複層林施業・管理究室（現 森林総合研究所四国支所森林生態系変動研究に関する要点をまとめてみる。まず、複層林中層木の直グループ）の歴代研究員による継続的な複層林試験地

径成長と樹高成長が良好であった点について（Fig. 1）、

調査への尽力に感謝申し上げる。

その要因としては、上層木が高齢になった段階で複層引用文献林に移行し、低密度に維持してきたことが重要であった と 考 え ら れ た（4.1

直 径 成 長 と 樹 高 成 長 を 参 照 ）。

安藤貴（1982）愛媛県久万地方における事例. 日本林業

藤森（2003）は複層林造成の失敗の原因として、若齢技術協会編 “複層林の施業技術”. 日本林業技術協会,

林分の段階で下層木を植栽し二段林へ移行するために、

112-118.

上層木の密度を低下させてもすぐに林冠が閉鎖し、下

安藤

貴・竹内

郁雄・落合

幸仁（1986a）スギ, ヒノ

層木の維持が困難になる事例が多いことを指摘していキ複層林の施業と生長の経過（1）スギ−スギ二段林る。この点については岡氏も複層林造成初期に同様の

KO-I の事例. 日林関西支講, 37, 175-178.

失敗を経験しており、試行錯誤の末に現在の複層林を安藤成立させた経緯がある（岡 1992）。しかし、本研究のKO-I、KO-II の中層木の生育状況は部分的ではあるものの複層林における数少ない成功事例といえるであろけて. 全国林業改良普及協会, 428pp.
藤森隆郎（2010a）藤森隆郎 現場の旅 新たな森林管理を求めて 上巻. 全国林業改良普及協会, 264pp.

藤森

理を強いられ、極めて困難な施業となる。このように複層林施業は高度に集約的な施業であることがあらた

隆郎（1992）複層林マニュアル−施業と経営−. 全
隆郎（2003）新たな森林管理―持続可能な社会に向持しようとすれば、上層木のみならず立木密度の高い
下層木についても一本一本の環境条件に応じた個体管

幸仁（1986b）スギ, ヒノ

国林業改良普及協会, 119pp.
藤森

たように、いずれの調査区も健全な状態にあるとは言い難かった。そのため、複層林の植栽木の健全性を維郁雄・落合

KO-II の事例. 日林関西支講, 37, 179-182.
藤森う。一方、下層木の生育については、直径成長の不良
や 100 を超える高い形状比（Figs. 1, S3）などで示され

貴・竹内

キ複層林の施業と生長の経過（2）スギ−スギ二段林隆郎（2010b）間伐と目標林型を考える. 全国林業改良普及協会, 191pp.
藤下

章男・大場

孝裕・鈴木

善郎（1996）スギ−スギ

めてうかがえた。本研究の複層林については、所有者

二段林の上木間伐に伴う下木の損傷事例. 日林中支の高度な施業技術と長年の努力による集約的な管理を論, 44, 95-96.

もってしても、下層木の健全性を維持するのは困難で藤本あることが示された。
複層林は一斉皆伐の反省に基づいた非皆伐の人工林として造成されてきたが、その管理には高度な技術を

深田

正臣・山本

武（1991）スギ複層林下

英久・宮田

弘明・山﨑

敏彦（2011）強度間伐施業等に対応した森林管理技術の開発. 高知県森技セ平

要するものであり、担い手不足の状況が続く日本の林業の現場にあって、今後積極的に造成していくことは幸司・田中

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成 22 年度研究成果報告書, 31-32.
蜂屋

欣二・安藤

貴（1982）目的に対応した施業体系の望ましい状況であるとはいえない。竹内（2007）によあり方. 日本林業技術協会編 “複層林の施業技術”. 日

れば、複層林の造成は、(1) 水土保全や景観保全の観点

本林業技術協会, 111-112.

から裸地化が好ましくない場所、(2) 担い手が高度な伐
Bulletin of FFPRI, Vol.19, No.1, 2020

石井

弘・片桐

成夫・三宅

登（1983）冠雪害をうけた

宮本和樹

52

他

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竹内

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美明・柴田

叡弌・米田

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矢野

進治・前田

雅量・榧谷

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における複層林に関する研究（I）−アカマツ・スギ,
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statistical computing”. R Foundation for Statistical

以下はオンライン版のみの掲載となります。
https://www.ffpri.affrc.go.jp/pubs/bulletin/453/index.html

Computing, Vienna, Austria, https://www.R-project.org/
酒井

武・川崎

達郎・田淵

隆一・竹内

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Fig. S3. 複層林調査区における形状比の推移（胸高直径 5

酒井

武・倉本

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酒井敦（2017）久万複層林試験地に関する文献一覧. 森
久志・高橋

利彦・齋藤

誠・濱道

Fig. S4. 複層林調査区における樹冠長の推移。
Fig. S5. 複層林調査区における樹冠長率の推移（胸高直径5 cm 以上）。

林総研四国支所年報, 58, 26-29.
杉田

cm 以上）。

寿幸・藤田

森林総合研究所研究報告 第 19 巻 1 号, 2020

53

Evaluating the soundness of growth performance of planted trees
in old-aged multi-storied plantations of Japanese cedar(Cryptomeria japonica) under intensive forest management
Kazuki MIYAMOTO *, Tatsuya OTANI , Atsushi SAKAI4) 5)
1)
Takeshi SAKAI and Shiro OKUDA
1)

2)

2) 3)

,

Abstract
We examined growth performance of planted trees in the last 16 years in the multi-storied Japanese cedar(Cryptomeria japonica) plantations with the upper story trees being over 100 years old and the mid and lower story
trees being 30 to 52 years in Kuma district, Ehime prefecture, Shikoku, Japan, to clarify if planted trees can growsoundly in the old-aged multi-storied conifer plantation under intensive forest management. The diameter growth rate
showed more than 0.80 cm/year for the upper- and mid-story trees, which was similar or higher than that of trees ina single-storied plantation. It was 0.25 cm/year for the lower-story trees, which was lower than that of trees for theupper- and mid-story trees. The height growth rate showed more than 0.5 m/year for the mid-story trees. However,it appeared to reach a plateau for the upper story trees, 0.13 m/year, for the upper-story trees and 0.22 m/year for the
lower-story trees. The height/diameter ratio was lower than about 60 for the upper story trees, whereas it was from70 to 120 for the mid-story trees. Median height/diameter ratio showed over 100 in the lower-story trees. This multistoried plantation can be mentioned as a rare example of good practice in terms of its high growth rate in terms ofupper- and mid-story trees, owing to a long-term intensive tree density management by the owner. However, thehigh values of height/diameter ratio for a part of the mid-trees and most of the lower-story trees and low growth
performance of the lower-story trees suggest high risk of snow accretion damage and the difﬁculty of maintaining themulti-storied plantation sound for a long time even under intensive forest management.
Key words: Non-clearcutting system, Height-diameter ratio, Thinning, Kuma district

Received 18 March 2019, Accepted 14 November 20191) Department of Forest Vegetation, Forestry and Forest Products Research Institute (FFPRI)
2) Shikoku Research Center, FFPRI
3) Tohoku Research Center, FFPRI
4) Kansai Research Center, FFPRI
5) Department of plant ecology, FFPRI* Department of Forest Vegetation, FFPRI, 1 Matsunosato, Tsukuba, Ibaraki, 305-8687 JAPAN; e-mail: mkazuki@affrc.go.jp
Bulletin of FFPRI, Vol.19, No.1, 2020