原子力災害環境影響評価論Ⅰ
2020年7月7日（火）08:40－09:55（福島長期環境動態研究；
福島県における放射性セシウムの移動予測と移行抑制）

森林域を中心とした
放射性セシウムの環境動態
新里忠史

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
福島研究開発部門 廃炉環境共同研究センター
環境影響研究ディビジョン

セシウム-137の拡散シミュレーション（WSPEEDI）

•

•

•

1

Deposition of Cs-137 wasestimated by WSPEEDI model bycomparison with measured
surface soil concentration andmeteorological data.
Radioactive material deposited by
Wet and Dry deposition processes
depending on wind directions oneach day.
No border

H. Nagai et al., “Atmospheric dispersion simulations ofradioactive materials discharged from the Fukushima
Daiichi Nuclear Power Plant due to accident:
Consideration of deposition process”, The first NIRS
symposium on reconstruction of early internal dose dueto the TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power
Station accident, Chiba, Japan, 10-11 July, 20121

2

空間線量率の推移(航空機モニタリング)

福島市

福島市
南相馬市

郡山市

1F

いわき市

南相馬市

郡山市

1F

全般的に、空間線量率は時間と
ともに減少

いわき市

いまだ、空間線量率の高い地域がある

事故約1か月後（2011.4.29）

事故約8.6年後（2019.11.2）
放射線量等分布マップ拡大サイト
https://ramap.jmc.or.jp/map/eng

3

空間線量の分布(航空機モニタリング)
The source of the map;
Extension Site of Distribution Map of Radiation Dose, etc.,/GSI Maps

Dose rate (μSv/h)
1 m above ground surface
19.0 <
9.5 < value < 19.0
3.8 < value < 9.5
1.9 < value < 3.8
1.0 < value < 1.9
0.5 < value < 1.0
0.2 < value < 0.5
0.1 < value < 0.2
value < 0.1
No survey results

FDNPP

FDNPP
N

N

10 km

10 km
As of 29th April 2011

As of 2nd Nov. 2019

 全般的に、空間線量率は時間とともに減少してきている いまだ、空間線量率の高い地域がある
放射線量等分布マップ拡大サイト
https://ramap.jmc.or.jp/map/eng

4

地形、土地利用、空間線量率
空間線量率

地形陰影図
土地利用
Relief map is based on the 10 m DEM of Base map information by GSI

As of 2nd Nov. 2019
Joban
Expressway

Water

Fukushima
Fukushima

Urban
Kawamata

Rice paddy

川俣

Crop

R6

R6
R6

Grass

Aizu 落葉樹林
Lake
常緑樹林

Inawashiro

Naka-dori

Abukuma浪江
Mountains

Koriyama
Koriyama

FDNPP

10 km

Bare land

Snow and ice

N

Hama
-dori

FDNPP
FDNPP
川内
KawauchiN

km

High-Resolution Land Use and Land
Cover Map, ver. 12.08©JAXA

 山地の森林が大部分を占める
 北西プルームと南西プルームに沿う地点に調査地を配置

Dose rate (μSv/h)
1 m above ground surface
19.0 <
9.5 < value < 19.0
3.8 < value < 9.5
1.9 < value < 3.8
1.0 < value < 1.9
0.5 < value < 1.0
0.2 < value < 0.5
0.1 < value < 0.2
value < 0.1
No survey results

放射線量等分布マップ拡大サイト
https://ramap.jmc.or.jp/map/eng

実際の土地利用
 山地の森林 緩傾斜地、開けた傾斜地/平坦地（畑地） 森林に隣接する平坦地（家屋、倉庫等）

5

川俣町の例

山地の森林（落葉広葉樹林、ナラ林）
 山地の森林 緩傾斜地、開けた傾斜地/平坦地（畑地） 森林に隣接する平坦地（家屋、機材小屋等）

6

林縁（山林と畑や道路の境界付近、山菜ほか）

7

山林の隣接地での生産活動

8山地の森林（常緑針葉樹林、スギ人工林）
 山地の森林 緩傾斜地、開けた傾斜地/平坦地（畑地） 森林に隣接する平坦地（家屋、機材小屋等）

9

コナラとスギの樹木特性

10 コナラ（Quercus serrata）


落葉広葉樹。樹形は箒状、根系は深根性で杭根が発達、陽樹、環孔材。
成長は早いがある程度の年数がたつと成長が止まる。
傾斜の緩やかな山腹下部から山麓地で、土層や深くて軟らかく、透水性のよい崩積土で成長が最も良い。適潤性土壌から弱乾性土壌まで造林可能。標高500-600m以下が適。
薪炭材とシイタケ原木栽培用のほだ木として用いられる。薪炭材には直径5-20cmの小径材、シイタケ原木には直径6-14cmのものが用いられる。シイタケ原木の採材率は胸高直径8-14cmで最も多く、これより大きくなると、パルプ材として利用されることが多い。大径木は建築材、器具材、家具材としても利用される。シイタケ原木には外樹皮が薄く（サクラ肌）、表面に割裂の多い（チリメン肌）樹皮が適する。

 スギ（Cryptomeria japonica）



常緑針葉樹。樹形は細長い円錐状、根系は心根型で太い斜出根がよく発達して深くまで分布する。閉鎖林冠下（暗い林内）でもある程度生存を続けることができる中庸樹（陽樹と陰樹の中間；intermediate）。
おおむね、連続的に伸長成長と肥大成長を継続する。太平洋側に分布するスギ(オモテスギ)は林齢40-50年頃から生長が悪い。
北限は青森県、南限は鹿児島県屋久島。水分や養分に恵まれた肥沃な土地でよく成長、それらの欠乏に対して成長の低下が著しい。
スギの用途は広く、材は建築用材、船舶のマスト、橋梁、電柱、家具、桶・樽、お盆など、樹皮は屋根葺、葉は線香。
• 陽樹(intolerant)；少ない日光では、光合成があまりできない。光量の増加とともに、光合成量も増加。アカマツ、クロマツ、カラマツ、ナラ類。これとは反対の性質を持つ樹木を陰樹(tolerant)とよび、少ない日光でも光合成ができる。ただし、光量が増加しても、光合成量があまり増加しない。
• 環孔材；広葉樹において、水の通り道である道管が年輪に沿って配列する。針葉樹は、仮道管が材の全面に分布する。
• 耐乾性；土壌含水率が低いと光合成速度が低下する程度のこと。耐乾性が高いと同じ土壌水分量であっても光合成速度が高い。広葉樹の耐乾性は、コナラ＞ミズナラ＞ブナの順。アカマツは乾燥に対して耐性が高く水不足では蒸散が低下する。スギは水不足に対する反
応が遅く水が樹体から失われやすい。耐乾性は、アカマツ＞ヒノキ＞スギの順。ミズナラはスギよりも耐乾性が高い。
• 根系；杭根型は株から太い主根が深く地中に発達するタイプで深根性であり、平根型は地中浅くに水平に発達するタイプで浅根性。心根性は株から放射状に根が広がるタイプ。樹木の地上部と地下部の量的なつり合いを両者の重量比、T/R比(top-root ratio)で表す。
種の違いや個体の大きさに無関係にほぼ安定、スギ、ヒノキ、アカマツは3～4が多い。
• ほだ木；シイタケ菌が伸長したシイタケ原木を「ほだ木」と呼ぶ。

文献
本多静六 原著(2003)最新改訂森林家必携. 林野弘済会；森林総合研究所編集(2009)森林大百科事典. 朝倉書店；東京農工大
学農学部、森林・林業実務必携編集委員会編(2007)森林・林業実務必携. 朝倉書店.
堤 利夫編(1994)造林学. 現代の林学10、文永堂出版；堤 利夫編(1989)森林生態学. 朝倉書店.

11

ニーズの例(１／２)
カテゴリー
森林について、・・・

具体的な内容 除染した家が、また汚染されるのではないか。（移行予測）
 裏山の山菜やキノコは食べても大丈夫か、いつになったら食べれるのか。（濃度予測）
 しいたけの原木栽培はいつ再開してよいのか。（濃度予測）
 スギ（建築用材）やコナラ（しいたけ栽培用の原木）はいつ売れるようになるのか。（濃度予測）
 裏山で遊んでも大丈夫か。（被ばく線量予測） 林野火災でセシウムが流出したのではないか（移行挙動）
 県のモニタリングデータのばらつきを何とか説明できないだろうか。（移行挙動、濃度予測）
 県モニタリングデータを使って県産野生キノコの３０年後の濃度が予測できないか。（濃度予測）

河川・ダム湖について、・・・

 川（渓流含む）や河川敷で遊んでも大丈夫か。（濃度分布、被ばく線量予測）
 川魚を食べても大丈夫か。（移行挙動・予測）
 養殖場のヤマメは何で濃度が高いのか。（移行挙動、濃度予測）
 2019年台風19号でセシウムが大規模に移動したのではないか（移行挙動）

シミュレーションについて、・・・ シミュレーションで予測できたというけど、それは本当？ 実際に測った値のほうが説明しやすいが（分析値と解析による予測）、・・・。
 分析結果を説明できるモデルはないですか。（移行挙動を説明できるモデルが欲しい） いずれのニーズも、生活に係る（具体的な）現在と将来の状況に関係している
 環境中のセシウム分布とセシウムの動き
 林産物と水産物のセシウム濃度
 被ばく線量
 加えて、大規模な自然災害の影響、についての関心も高い
 シミュレーション結果と現地調査や分析結果の両方を示すことが求められている

12

ニーズの例(２／２)
カテゴリー

具体的な内容誰に聞けばよいのか、

いろいろ図面を使って説明してくれるのはありがたいが、図の見方がよくわからない、むずかしい。もっと手短に簡単に説明してくれないか。

何を見ればよいのか。

原子力機構さんはまじめな人が多いのでくわしく説明してくれるが、伝えたいメッセージをまとめて欲しい。公民館に貼れるような資料（公民館にどこを見ればいいのか、
貼って、地元の方が読むだけで理解できるようなポスターとか）が欲しい。
大学の先生やマスコミとかがいろいろ言っているが、どこに行けば、どこのサイトを見れば、まとまった簡単な説明が書いてあるのか。
インターネットで公開していると言うけど、家にはコンピューターがない。ス
マホでも見れるか。
文科省の放射線教育の副読本との対応がわかるようにしてほしい さらに、様々な調査研究機関やマスコミから情報が発信され、情報が氾濫しているため、それら情報の案内役や、分かりやすいまとまった解説が必要とされている
 調査や研究だけではなく、それらの結果の普及活動も必要

13

人の認識

SPACE

Although the perspectives of the world’s
people vary in space and in time, every
human concern falls somewhere on thespace-time graph.
The majority of the world’s people areconcerned with matters that affect only
family or friends over a short period oftime.
Others look further ahead in time orover a larger area – a city or a nation.
Only a very few people have a global
perspective that extends far into the
future.
Next
week

Next
Lifetime
few
years

TIME

Children’s
lifetime

対象とする“時間と空間”

実施する“対策、調査研究”(Meadows, D.H., et al., 1972, Limits to growth. http://www.clubofrome.org/report/the-limits-to-growth/)「成長の限界」

14

予測・評価の方法論
外挿法

過去の変動傾向を明らかにし，その傾向
を将来へ外挿することによる予測

類推法

予測しようとする現象と類似の事例を研究し，現象の一般化を図り，その類推か
ら将来の変動・変化を予測

確率論

地殻変動などの発生可能性を統計的に見積もり，将来の発生確率を予測

モデル

現象を複数のパラメータでモデル化し，数値解析により将来を予測2uu
rx  u f ( x, t )
 ke

b
2
t
x
x
侵食
堆積

「過去から現在に至るまでに生じた自然現象を詳細に知ること」
が将来予測の鍵

侵食
堆積
侵食

堆積

• 楠瀬勤一郎，小出 仁: 地質環境予測期間と不確実性の取り扱い. 資源と素材 117, 808-815 (2001).
• 田中和広: 地質環境の将来予測の考え方と現状. 月刊地球 26, 344-348 (2004).

Prophesy, Forecast, Prediction, Projection?

The results of the computer simulation
showing future trends should not be taken astrustworthy predictions of what the system will infact do; instead they indicate the type of behaviour（将来の動向を指し示すコンピューターシミュレーションの結果は，信頼すべきものであり，現実のシステムそのものの行動を正確に予測している，と理解してはならない；その行動のいくつかのタイプを呈示するにすぎない）

Huggett, R., 1980, Systems Analysis in Geography, pp.107-108.
（藤原・米田訳“地域システム分析”, 古今書院, p.124）

15

16

システム解析の戦略

From Huggett, R. (1980)

The lexical phase（語彙段階）

Parsing phase（説明段階）

Modelling phase（モデル化段階）

Analysis phase（分析段階）

 基本的なシステム成分の認識 システムに関する仮説，課題の識別
 システムの境界の設定
 システムの状態を定義する状態変数の選択

 システム成分間の関係の定義
 例：理論式，経験式，相関係数

 システム成分の状態変数に作用し，システムの状態を変化させるメカニズムの説明
 パラメータや定数に実際の値を与えてモデルを操作し，モデルを調整
 システムの振る舞いを記述するモデルの解明
 時に，評価可能な結果を生み出すもし，分析段階における結果が十分でないとすれば（通常，実際に観察されたシステムの状態変化と結果があまり対応していないことを意味する），そのモデルを適切なものに修正するために，以上の手順が再び繰り返される◆

研究課題（森林域Cs動態、林産物のCs移行研究）
 除染された生活圏へ、除染されずに残っている森林の放射性Csが移動し、再汚染されるのではないか？

森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域等の様々な森林環境での長期観測・経年変化
森林内のCs分布と経年変化

 森林の林産物（樹木、きのこ、山菜）に放射性Csが取り込まれ、今後、出荷できない・食べられないのではないか？

 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs
分布と経年変化 リター、土壌層における放射性Csの分布と経年変化
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布と経年変化

林産物のCs移行
溶存態Csの生成と移行
 きのこ/山菜とリター/土壌での移行 樹木とリター/土壌での移行 リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行 除染されてない林の隣接地で生活すると/林に入ると（山菜取り、森林保全）、被ばくするのではないか？

 源頭域における溶存態Csの生成と移行
空間線量評価ツールの整備
 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

1717森林での放射性セシウム動態／課題1818

森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域等の様々な森林環境での長期観測・経年変化
林外雨
放射性Cs
林外雨

森林内のCs分布と経年変化
 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs
分布と経年変化 リター、土壌層における放射性Csの分布と経年変化
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布と経年変化

林産物のCs移行
溶存態Csの生成と移行
 きのこ/山菜とリター/土壌での移行 樹木とリター/土壌での移行 リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行 源頭域における溶存態Csの生成と移行
空間線量評価ツールの整備
 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

19

調査地（地形、土地利用、空間線量率）
調査地

地形陰影図
土地利用

空間線量率

Relief map is based on the 10 m DEM of Base map information by GSI

As of 16th Nov. 2017
Joban
Expressway

Water

Fukushima
Fukushima

Urban
Kawamata
川俣

Rice paddy

R6

R6
R6

Crop
Grass

Aizu 落葉樹林
Lake
常緑樹林

Inawashiro

Naka-dori

Bare land

Abukuma浪江
Mountains

Snow and ice Koriyama
Koriyama

N

Hama
-dori

FDNPP

10 km
FDNPP
FDNPP

川内
KawauchiN

km

High-Resolution Land Use and Land
Cover Map, ver. 12.08©JAXA

 山地の森林が大部分を占める
 北西プルームと南西プルームに沿う地点に調査地を配置

空間線量率 (μSv/h)
1 m above ground surface
19.0 <
9.5 < － < 19.0
3.8 < － < 9.5
1.9 < － < 3.8
1.0 < － < 1.9
0.5 < － < 1.0
0.2 < － < 0.5
0.1 < － < 0.2< 0.1
No survey results
The source of the map; Extension Site ofDistribution Map of Radiation Dose,etc.,/GSI Maps

https://ramap.jmc.or.jp/map/eng

20

谷頭付近の微地形単位
I
I

:崖

II
III

II

: 水路

III
地形断面図
（河谷方向）

IVVI

20~50 m: 湿地

VII

20~50 mIVVI

田村(1999)微地形分類と地形発達，古今書院．を一部改変
微地形単位

主な水の動き土壌の移動過程

母材の堆積様式
湿潤状況

地形の変化

I 頂部斜面
頂部平坦面

鉛直方向

ごくわずかな葡行

残積成
弱乾性

やや安定
弱い凸型従順化

II 上部谷壁斜面

鉛直方向（斜面方向）

葡行

葡行成、土層薄い
適潤～弱乾性

やや不安定
凸型従順化

III 谷頭凹地

鉛直及び斜面方向， 斜面上部からの崩落、
水みち流
堆積、葡行、崩壊（水みち侵食）崩壊成、土層厚い
適潤～一部弱湿

鉛直及び斜面方向、 葡行、崩壊（水みち侵食）飽和表面流

葡行成、土層薄い
弱乾～適潤性IV 下部谷壁斜面

VI 谷底面

表面流
水みち流

斜面上部からの崩落、堆積、雨洗、水みち侵
食、氾濫堆積崩積性～水積成
土層厚い
弱湿～きわめて湿

VII

V

不安定
凹型従順化と凹型急峻化ないし一時的な線状掘り込みとが交互ときに大きく破壊される。
現在は徐々に変化しつ
つ、外形の形
成はすでに終了している

きわめて不安定凹型急斜面維持新しい谷頭に発生

きわめて不安定
平滑化と線状掘り込みとが交互

現在活発に変化している

21

調査地
川俣町
山木屋地区

川俣町

植 生
福島県

地 形

川俣町山木屋地区入久保山（降水量 1221.7mm/年）
 落葉広葉樹林（アカマツ混交）大柿ダム湖

 南向きの谷地形
 緩～急傾斜の斜面
 傾斜や方位の変化が大きく複雑な地形

浪江町

観測プロット/緩

浪江町川房地区 、双葉町井出地区
 上流）落葉広葉樹林
大熊町 下流）常緑針葉樹林
荻ダム湖

N

1000
900

川内村
600
500

W

10 km

地形陰影図は国土地理院による
航空レーザ測量
成果を利用

300
100
-3

 急峻な谷地形
堆積性土壌
真砂土 川房）ガリー侵
食による運搬・
地形計測/急堆積 井出）火災跡地
観測プロット/急

川内村荻地区 (荻ダム湖)(降水量 1465.1 mm/年)< 荻地区 A >

 常緑針葉樹林（スギ林）< 荻地区 B >

 常緑針葉樹林（スギ林）< 荻地区 C >

 針広混交林（スギ、アカマツ、コナラ）

荻地区B

褐色森林土

観測プロット/急

浪江町
川房地区

川内村
荻地区

土 壌

 北向きの谷地形
 中程度～急傾斜 尾根-斜面-谷底からなる単純な地形褐色森林土 南向きの谷地形
褐色森林土
 急傾斜
 尾根-斜面-谷底から 観測プロット/急なる単純な地形 南向きの斜面
褐色森林土 極急傾斜(50度超) 堆積性土壌
 尾根-斜面-谷底から観測プロット/急なる単純な地形

森林での放射性セシウム動態／課題

22
22① 森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域
等の様々な森林環境での長期観測② 森林内のCs分布

林外雨
放射性Cs

 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs分布

林外雨

 リター、土壌層における放射性Csの分布
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布④-1 林産物のCs移行④-2 溶存態Csの生成と移行
 きのこ/山菜とリター/土壌での移行 樹木とリター/土壌での移行 リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行 源頭域における溶存態Csの生成と移行③ 空間線量評価ツールの整備
 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

森林内での移動
林外への流出森林での放射性Cs動態→林床を中心として考える 23
降雨 (林外雨)

Input

Input

樹冠通過雨
(林内雨)

樹幹流

Input

Input

表面流

Outputリターフォール

土壌流出

Outputoutput土壌中の深さ方向への移行 樹冠・樹幹→ →林床
林内雨（水）、樹幹流（水）、リターフォール（落葉など）
 林床→ → → →→林外
表面流出（水）、土壌流出（土壌粒子）

林
床すべてのプロセスが林床を経由→林床を基準として
137Csの流出と流入をとらえる
23森林内での移動
林外への流出森林からの放射性Cs流出量、流入量の観測

樹幹流の計測と採取

幅 約 6m
長さ 約10 m
高さ 約20 cm

集水タンク：70ℓ

24

樹冠から林床へ（放射性Csの流入） 林内雨→「林内雨量」の観測→「林内雨」の採取

 樹幹流の発生→「樹幹流下量」の観測→ 「樹幹流」の採取

 リターフォール→リターフォールの採取

約20cm
高さ

貯留ボックス
(18 L)

林床から林外へ（放射性Csの流出）
幅約6 m
リターフォールトラップ（1 m 四方）林内雨量計

 表面流と土壌流出の発生+→「貯留ボックス」における水位観測

降雨採取
(2ℓ)

→「土砂貯留タンク」で全量回収

土砂貯留タンク（200ℓ）

林床を基準に考える

ある期間/ある面積における放射性Cs流出
入量の定量的評価：[Bq m-1 期間-1]森林内での移動
林外への流出[林内雨サンプラー]

林内雨の観測雨量計+降雨採取
(2L)

降 雨

25

気象観測の手引き（気象庁，平成10年9月）

転倒ます型雨量計で降雨量を計測
雨量計と接続された採水ボトルで林内雨を採取（2L）放射性セシウム沈着量（Bq/m2）= 降雨量（mm =L/m2）×放射性セシウム濃度（Bq/L）

森林内での移動
林外への流出26

樹幹流の観測林内雨，表面流，樹幹流の変動は，相関性がある林内雨量[樹幹流]
幹の周りに流水を受ける覆いを設置
樹冠投影面積流下する樹幹流をポリバケツに全量集め，水位から体積を算出（L）
体積を樹冠投影面積で割ることにより，単位面積当たりの樹幹流下量を算出（L/m2）

樹幹流下量

表面流量(L/m2，月間)

放射性セシウム沈着量（Bq/m2）= 樹幹流下量（L/m2）×放射性セシウム濃度（Bq/L）

森林内での移動
林外への流出リターフォールの観測27

2014.12.8
2014.10.16[リターフォール量]園芸用の支柱で1 m四方の枠を作り，寒冷紗を張る
放射性セシウム沈着量（Bq/m2）= リターフォール量（kg/m2）×放射性セシウム濃度（Bq/kg）
2014.12.8

27森林内での移動
林外への流出

表面流出の観測[表面流出]
タンク内に流入した表面流の水位を計測
水位→体積に換算し，表面流の流量（L/m2）を算出
流出した土砂等をすべて回収
放射性セシウム流出量（Bq/m2）= ｛表面流量(L/m2)
×放射性セシウム濃度(Bq/L)｝＋｛土砂流出量(kg/m2)×放射性セシウム濃度(Bq/kg)｝

28

森林内での移動
林外への流出29
22

表面流出の観測
観測プロットでの試料採取

固相試料の分離①三角堰内から ②三角堰の底質（ス
採取したスギ・ ギの実、4 cm以下
広葉樹の枝葉 の枝葉、土壌）③三角堰内の水（試料採取時に濁った）

乾燥器
による乾燥

溶液試料の減圧ろ過

リター_杉の枝葉採取により浮遊した泥質
分；粘土，シルト

リター_落葉樹の枝葉

三角堰の底質_スギの実、枝葉、土壌森林内での移動
林外への流出濃度，量，インベントリー，移動フラックス30

 放射性セシウム量[Bq]→どれくらいの量[Bq]の放射性セシウムが採取試料に含まれているか
放射性セシウム濃度[Bq/kg]×試料の重量[kg]＝放射性セシウム量[Bq]（比放射能）

 放射性セシウム沈着量・存在量（インベントリー）[Bq/m2]→単位面積あたりに，どれくらいの量の放射性セシウムが含まれているか
放射性セシウム量[Bq]÷試料の採取面積[m2]＝放射性セシウム沈着量[Bq/m2]※“沈着量=濃度[Bq/kg]×密度[kg/m3]×試料厚さ（深度）[m]”でも算出できる

 放射性セシウム移動フラックス[Bq/m2・期間]→ある期間において，単位面積あたりから，どれくらいの量の放射性セシ
ウムが移動したか （I1-I2）／観測期間
 （放射性セシウム量[Bq]÷観測区画の面積[m2]）／観測期間

 移動率・流出率[％／期間]→ある期間において，初期沈着量[Bq/m2]に対して何パーセントの放射性
セシウム量が移動・流出したか

森林内での移動
林外への流出31

林内雨，樹幹流，表面流の観測

樹幹流
林内雨

160

8.0

120

6.0

80

4.0

40

2.0

0
500

0.0

400

コナラ林（川俣町）

300

スギ林（川内村）

200
100

林内雨
(mm=L/m2)
樹幹流(L/m2)

リターフォール(g/m2)

0

表面流出

リター
フォール

土壌流出

3
2

川俣町山木屋地区

1(コナラ林; KW-plot)0

表面流出(L/m2)

42

2018年の観測
データ

0

土壌流出
(g/m2)

森林内での移動
林外への流出リターフォール(kBq/kg)

林内雨(Bq/L)

137Cs濃度の経年変化

落葉広葉樹(コナラ)1000

ごくわずかに低下

100

137Cs沈着量

1000

低下

10

1

1

0.1
10 2.00.1
10 2.0

6.0

8.0（T1/2=5.7y)

樹幹流

1
0.1

0.1

0.01
100 2.0

0.01
100 2.0

4.0

6.0

487 kBq/m2(T1/2=1.8y)

4.0

6.0

8.0

4.0

6.0

8.0

低下
1

低下

137Cs沈着量

100

10

4.0
わずかに低下2013.4.1に減衰補正

常緑針葉樹(スギ)497 kBq/m2（T1/2=7.6y)

32

Input

8.0

（T1/2=1.1y)
10

10

1

1

0.1

0.1

低下

(T1/2=2.0y)(T1/2=1.7y)(Bq/L)
2.0

4.0

時刻tにおける濃度 𝑪𝒕

6.0

2.0

8.0

𝜷 · 𝐞𝐱𝐩

𝒌𝒕

4.0→ 環境半減期（年）

6.0

𝑻𝟏⁄𝟐

8.0

𝒍𝒏𝟐
𝒌

森林内での移動
林外への流出137Cs濃度の経年変化

落葉広葉樹林(コナラ林)
表面流10

137Cs沈着量

33
2013.4.1に減衰補正

常緑針葉樹林(スギ林)

497 kBq/m2（T1/2=0.5y)

Output10

137Cs沈着量487 kBq/m2(T1/2=1.2y)11(Bq/L)

低下

流出土壌

0.1
100 2.0

低下
4.0

6.0

8.0

0.1
100 2.0

4.0

6.0

8.0

4.0

6.0

8.0

10

10

不明瞭

(kBq/kg)

不明瞭
1

1
2.0

4.0

6.0

8.0

事故からの経過年数

 流出土壌を除き、いずれも低下傾向

環境
半減期

2.0

（落葉広葉樹常緑針葉樹）
リターフォール （7.6年 ＞ 1.8年） 針葉と落枝
林内雨（5.7年 ＞ 2.0年） 針葉と落枝
樹幹流（1.1年 ＜ 1.7年） 樹幹
表面流（0.5年 ＜ 1.2年） 林床森林内での移動
林外への流出林床を基準とした137Csの流出入量
137Cs流出量※傾斜約３０度の山林にて観測KW-plot 2013

137Cs流入量
0
2
4

観測年

KW
川俣町
コナラ林

KA
川内村
スギ林

2013
2014
2015
2016
2017
2018
2013
2014
2015
2016
2017
2018

8

(kBq/m2) 2013.4.1時点に減衰補正

林内雨

2014
2015
川俣町
2016
コナラ林
2017
2018
KA-plot 2013
2014
川内村
2015
2016
スギ林
2017
2018
4

6

樹幹流
リターフォール
土壌流出
表面流

観測プロット改修に伴う増加

3

2

1

137Cs流出(kBq/m2)
0.9
0.8

(%)
0.18
0.15

(3.6)＊1(0.60)＊１

0.9
0.8
0.4
0.9
0.2

0.22
0.19
0.07
0.19
0.05

(2.3)＊1(0.48) ＊1

0.9
0.9
0.1

0.18
0.24
0.03

*1 2015年は、観測プロット改修により流出量が増加

0137Cs流入(kBq/m2)
3.6
3.5
2.0
1.1
1.2
1.3
5.1
4.8
3.9
3.0
1.8
1.5

34

137Cs 沈着量(kBq/m2)
(%)
0.72
0.71
497
0.40
0.23
0.25
0.26
1.04
0.98
487
0.80
0.62
0.36
0.31
2013.4.1時点に減衰補正

 流出量；(上棒グラフ)
森林の樹種に関わらずほぼ一定か減少（左棒グラフ
で、137Cs流出量の長さが同じか短い）

 流入量；(上棒グラフ)
コナラ林では2016年以降はほぼ一定大部分がリターフォールによる流入
スギ林では減少傾向（左棒グラフで、137Cs流入量の長さが年々短くなる）いない 流出量と流入量はともに、
137Cs沈着量の1%程度
かそれ未満（左表）⇒森林内でセシウムはほとんど移動していない

森林内での移動
林外への流出35

森林内で観察される移動現象

 降雨による移動

林縁でのリターの堆積

ガリー壁面の土砂崩れ

 雨滴侵食（リター被覆が無いか薄い林床）
 樹幹流による樹木の根元付近の侵食表面流による侵食（リター被覆が無い林床で顕著）
 リターフロー（広葉樹の落葉からなる林床斜面）
 雨期（主に７月から１０月）
 比較的に広範囲
 フロスト・アクションによる移動 凍上とフロスト・クリープ（凍結融解作用）
 凍結融解した土壌の傾斜方向へのスリップ
 冬期
 日中に日差しの差し込む南向き谷地形
 林内では局所的樹木根元での土砂流出
凍結融解による土砂移動

 マスムーブメントによる移動
 ガリー壁面、林道壁面や石取り場などの人為的な崖での土砂崩れ
 主に、雨期および融雪期（３月） 林内では局所的 雪による移動 積雪が斜面の傾斜方向へ移動し侵食 日中日差しの差し込む林床では，融雪水
 積雪および融雪期
 林内では局所的

20cm

雨滴侵食

35

森林内での移動
林外への流出2017.6.8浪江町

スギ林の林床36森林内での移動
林外への流出2018.10.16川俣町

落葉広葉樹林の林床

37森林内での移動
林外への流出 山地森林38

除染地の状況

下草/リター/表土除去による林床状況の変化→土壌流出に伴う放射性セシウム流出状況の変化

 緩傾斜地、開けた傾斜地/平坦地（畑地） 森林に隣接する平坦地（家屋、機材小屋等）

除染

未除染

延焼地
2017.6.26

火災跡地の状況39

 林床被覆の状況＜非延焼地＞
 リターによる厚い被覆（4-7 ｃｍ厚） 土壌層の露出は確認できない
 下層植生は認められない＜延焼地＞
 リター層焼失
 花崗岩礫、炭化した枝や樹皮 火災後に堆積したリター
 テラセット（階段状微地形）が発達
 草本類とササがごくわずかに生育

2017.6.26

非延焼地

森林内での移動
林外への流出除染地

様々な森林環境における137Cs 流出量の比較

40

渡辺ほか、森林除染後の放射性セシウムの移動量調査．福島県環境創造センター成果
報告会（2019.5.20）資料（2019）.
渡辺ほか、除染後の落葉広葉樹林林縁地における放射性セシウム流出量の経年変化、
KEKプロシーディング（投稿中）（2019）.

森林内での移動
林外への流出41

様々な森林環境における137Cs
流出量の比較

林野火災の跡地＊2017.6.19時点に減衰補正

流出物

137

観測地

観測期間

火災跡地

降雨量
（mm）

2017年6月19日～12月19日

949
828

非延焼地

2018年4月19日～12月19日
2017年6月19日～12月19日

949

2018年4月19日～12月19日828

被覆率16-58 %

Cs沈着量*(2017.6.19時点)（Bq m-2）

乾燥重量（g m-2）137

Cs流出量* 流出率（％）（Bq m-2）

348

10,806

2.60

128

2,635

0.63

18

810

0.15

19

310

0.06

416k

79-84 %

90-92 %547k

森林内での移動
林外への流出42

森林での放射性セシウム動態／課題
森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)

 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域等の様々な森林環境での長期観測・経年変化
林外雨
放射性Cs
林外雨

② 森林内のCs分布
 未除染の森林では～0.2%の流出率、除染地
や火災跡地では一時的に2-3％台、被覆の 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）に回復とともに1%台を下回る（1年程度の回おける放射性Cs分布
復期間が必要） リター、土壌層における放射性Csの分布
 森林の地表面の被覆状況（被覆率）が流出
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布
率に大きく影響 （樹冠→林床）＞（林床→林外）④-1 林産物のCs移行④-2 溶存態Csの生成と移行＜137Cs流出＞

 きのこ/山菜とリター/土壌での移行

137Cs
林床から流出する 樹木とリター/土壌での移行

137Cs
＝森林から除去される
リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行源頭域における溶存態Csの生成と移行
流出率に基づき単純計算すると・・・、

137Cs沈着量が山地森林における③ 空間線量評価ツールの整備半減するのは数百年後となり、森林環境に長期にわたり留まる傾向

 森林各部の放射性Cs分布の経年変化

 森林における空間線量率の分布と経年変化

森林内の
Cs分布

森林での放射性セシウム動態／課題

43
43① 森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域
等の様々な森林環境での長期観測
林外雨
放射性Cs
林外雨

森林内のCs分布と経年変化
 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs
分布と経年変化 リター、土壌層における放射性Csの分布と経年変化
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布と経年変化④-1 林産物のCs移行④-2 溶存態Csの生成と移行
 きのこ/山菜とリター/土壌での移行 樹木とリター/土壌での移行 リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行 源頭域における溶存態Csの生成と移行③ 空間線量評価ツールの整備
 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

森林内の
Cs分布
①伐採木の選定と養生

44

伐倒による樹木試料の採取⓪ 毎木調査（樹木本数、胸高直径の計測）↓① 伐倒木の選定と養生↓② 樹木の伐倒③ 針葉と小枝→ 秤量、前処理、分析④ 樹皮→ 形状の計測、秤量、前処理、分析⑤ 立木円板→ みかん割、心材と辺材の分離、容積密度の測定、前処理、分析⑤立木円板の採取③枝葉の採取②立木の伐倒

立木円板のみかん割④樹皮の採取心材と辺材の分離

森林内の
Cs分布

45

伐倒による樹木試料の採取
Sampled tree classes

160
140
120
100
80
60
40
20
0

644 本

50‐55

40‐45

30‐35

2013年1月

10‐15

立木本数

※ Sampling date; October, 2015

20‐25

伐倒調査の試験地（スギ林）

直径 (cm); DBH (地上1.2 m)

5
0

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

DBH (cm)

50.0

60.0

55-60

Cedar plantation
Jan. 2013

45-50

10

817本

35-40

15

2017年7月

25-30

y = 9.6492ln(x) ‐ 12.695
R² = 0.7788

Sampled tree classes

15-20

20

180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0-10

25

立木本数

Tree height (m)30

直径(cm)；DBH(地上1.2-1.3 m)

森林内の
Cs分布

2013.4.1に減衰補正

森林内における137Cs分布（スギ林）

46

心材 辺材 樹皮 枝 針葉

2015年
スギ立木
10月

川内村
スギ林

(％)
0

2

地上部
スギ立木

4

20.8 kBq/m2（スギ立木）

地下部
森林土壌

リター層
腐植層

鉱物⼟壌層

（落葉落枝と土壌）

スギ立木
地上部

樹皮

2

枝

針葉

4

(％)

リター層

18.8 kBq/m2（スギ立木）
(採取日）

森林土壌
地下部

20

木部(心材)

樹木の内部構造

腐植層

608 kBq/m2

鉱物⼟壌層

(採取日）
（落葉落枝と土壌）
0

(％)
100

80

)

0

辺材

60

内樹皮

心材

2017年
スギ立木(採取日）
9月

40

木部 辺
(材
形成層

20

外樹皮

0

414 kBq/m2

40

60

80

(％)
100

リター層
腐植層

137Cs沈着量(％)

 地上部 << 地下部 ←沈着量の９割以上(樹木)(落葉落枝、土壌) スギ立木の針葉と枝の137Cs沈着量が減少

土壌の
断面

森林内の
Cs分布

2013.4.1に減衰補正

森林内における137Cs分布（コナラ林）

2018年
10月

(％)

地上部

47

川俣町
コナラ林

24.8 kBq/m2（コナラ立木）548 kBq/m2

地下部

(％)

（落葉落枝と土壌）

木部 辺
(材
形成層

(％)

内樹皮

外樹皮

2019年
10月

木部(心材))

樹木の内部構造地上部（コナラ立木）16.5 kBq/m2
597 kBq/m2

地下部

(％)

（落葉落枝と土壌）

137Cs沈着量（％）

リター層
腐植層

 地上部 << 地下部 ←沈着量の９割以上(樹木)(落葉落枝、土壌)

 コナラ立木の辺材と樹皮の137Cs沈着量が減少

土壌の
断面

森林内の
Cs分布

2013.4.1に減衰補正

森林内における137Cs分布（スギ林とコナラ林）

森林の地上部（樹木）および地下部（リター層、土壌層）のセシウム分布
川内村スギ林（2017年9月）

137Cs沈着量（％）

川俣町コナラ林（2018年10月）

樹木を伐倒し、葉、枝、樹皮、材に解体
各部の重量（バイオマス量）を算定
137Cs沈着量（％）

 樹皮と辺材； スギ＜コナラ、 葉と枝； スギ≒コナラ
 落葉広葉樹林（コナラ）と常緑針葉樹林（スギ）ともに、森林に分布するセシウムのうち、地上部の樹木に2-5%程度、残りの90%以上が地下のリター・土壌層に分布

48

森林内の
Cs分布
100,000

樹木各部の放射性Cs濃度
外樹⽪
スギ(SAKA‐HW)

スギ(SAKA‐HE)

内樹⽪

辺材

コナラ
SAKA‐KE4

コナラ
SAKA‐
KE2‐3

SAKA‐
アカマツ

10,000⼼材
コナラ
SAKA‐KE2‐2

1,000

100

2015-2019年度の調査結果

川俣町山木屋地区での事例

2019/8/1

2018/8/10

2016/8/31

2019/8/1※縦棒グラフが長いほど、濃度が高いことを示す

形成層

2015-2019年の調査結果；外樹皮は濃度が低下する傾向。他は明瞭な変化は認められない

木部(心材)
内樹皮

外樹皮

各年度の濃度；樹皮で高く、木部で低い傾向

スギ、アカマツ、コナラでは濃度分布が異なる→養分や水(≒セシウム)の運ばれる仕組みの違い

2018/8/10

2017/7/26

2016/7/28

2015/11/5

2019/8/1

2018/8/10

2017/7/1

2016/7/28

2019/8/1

2018/8/10

2017/7/26

2016/8/31

2019/8/1

2018/8/10

2017/7/26

2016/8/31

2019/8/1

2018/8/10

2017/7/26

10
2016/8/31

137Cs 濃度 (Bq/kg)

49

木部
(辺材)

樹木部位の名称
成長錐による材の採取

森林内の
Cs分布

落葉広葉樹林

100%

リター層

80%

土壌層

60%

0-3 cm40%

3-6 cm
6-10 cm20%

10-20 cm0%常緑針葉樹林ス(ギ )総量に対する割合

コ
アカマツ )
(ナラ・

地下の
137Cs

地下部（リター、土壌）における放射性Cs分布50（％）
１Fの北西約34km
川俣町山木屋地区

スクレーパープレートによる土壌試料採取

0.3 0.8 1.4 1.8 2.3 3.3 4.3 5.4 6.3（年） リター層の137Cs沈着量は経年で減少
 土壌 0-3 cm深度；2014年以降、ほぼ一定

表層から下層への移行はほぼ生じておらず、137Csはリター層および土壌表層
3 cm以内に長期間留まる可能性

森林内の
Cs分布

地下部（リター、土壌）における放射性Cs分布ス(ギ )川内村荻地区（N=3～8）

常緑針葉樹林

１Fの南西約14km、1Fの北西約34km、

ス(ギ )

常緑針葉樹林

川俣町山木屋地区（N=1)

100%
80%
60%
40%
20%

Jul-2018

Jul-2017

Jun-2016

Jul-2015

Jul-2014

Jul-2013

Dec-2012

Aug-2012

Jan-20120%Jul-2011

 リター層の137Cs
沈着量は経年で減少（共通）

 スギ林川内村）土壌0ー3 cmの137Cs沈着量は、2014年以降わずかに増加、土壌3-6cmの137Cs
沈着量は増加傾向、137Csは3cm以浅に約60%、6cm以浅に約85%が存在
 コナラ林川俣町）表層から下層への移行はほぼ生じておらず、137Csはリター層および土壌表層
3cm以内に長期間留まる可能性、137Csは3cm以浅に約90％以上

51

森林内の
Cs分布

森林での放射性セシウム動態／課題

52
52① 森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域
等の様々な森林環境での長期観測
林外雨
放射性Cs
林外雨

森林内のCs分布と経年変化
 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs
分布と経年変化 リター、土壌層における放射性Csの分布と経年変化
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布と経年変化④-1 林産物のCs移行
 地上部（スギ立木） << 地下部（リター、土壌） ←沈着量の９割以上が地下部④-2 溶存態Csの生成と移行きのこ/山菜とリター/土壌での移行
樹皮で高く、木部で低い濃度勾配※ただし、樹種や個体で異なる
 樹木とリター/土壌での移行
137Csはリター層および土壌表層3 cm以リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行

内に長期間留まる傾向
 源頭域における溶存態Csの生成と移行※ただし、場所による差異がある③ 空間線量評価ツールの整備

 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

林産物の
Cs移行

森林での放射性セシウム動態／課題

53
53① 森林内での移動、林外への流出(様々な森林環境)
 未除染地、除染地、山岳地、火災跡地、渓流域
等の様々な森林環境での長期観測② 森林内のCs分布

林外雨
放射性Cs

 地上部（樹木）と地下部（リター、土壌層）における放射性Cs分布

林外雨

 リター、土壌層における放射性Csの分布
 樹木各部（葉、枝、樹皮、木部）の放射性Cs分布④-1 林産物のCs移行④-2 溶存態Csの生成と移行きのこ/山菜とリター/土壌での移行
樹木とリター/土壌での移行リター分解に伴う溶存態Cs生成と移行
源流域における溶存態Csの生成と移行③ 空間線量評価ツールの整備
 森林各部の放射性Cs分布の経年変化
 森林における空間線量率の分布と経年変化

林産物の
Cs移行

スギ林における137Csの移行

スギ林の137Cs沈着量
年間移動量の変化（山地）＜137Cs流入＞林内雨、樹幹流、リターフォール→樹木から林床へ移動する137Cs＝樹木から除去される137Cs

2015→ (2016)→ 2017
樹木
20.8→18.8

 流入量に基づき単純計算すると・・・、
2015-2017年に8.7 kBq/m2がスギ立木から除去

林内雨→スギ立木を伐倒して丸ごと分析し、2015年と2017年の137Cs量を算出すると、地上部の樹
木のCs減少量は2.0 kBq/m2

樹幹流→Cs除去量＞樹木のCs減少量

リターフォール

3.9→(3.0)→1.8

鉱質土層
40 →80%

この差分である6.7 kBq/m2（137Cs沈着量の0.8 – 1.5%相当）が新たに(414-608)
リター層
60 →20%54

樹木に取り込まれた可能性

表面流
流出土壌

＜137Cs流出＞表面流出、土壌流出(0.9) → 0.9→林床から流出する137Cs＝森林から除去される137Cs

 流出率に基づき単純計算すると・・・、(kBq m-2)

山地のスギ林における137Cs沈着量が半減するのは数百年後となり、森林環境に長期にわたり留まる傾向

林産物の
Cs移行

コナラ林における137Csの移行＜137Cs流入＞林内雨、樹幹流、リターフォール

コナラ林の137Cs沈着量
年間移動量の変化（山地）55→樹木から林床へのCs移動量＝樹木から除去されるCs量
 流入量に基づき単純計算すると・・・、

2018→→ 20192018-2019年に2.5 kBq/m2がコナラ立木から除去

樹木
24.8→16.5→コナラ立木を伐倒して丸ごと分析し、2018年と2019年の137Cs量を算出すると、地上部の樹木のCs減少量は8.3 kBq/m2

リターフォール

林内雨
樹幹流

1.3→(1.2)*

鉱質土層
92 →94%

この差分である-5.8 kBq/m2（137Cs沈着量の0.97 – 1.05%相当）が地上部の除去プロセス以外に機能(548-597)
リター層
1.5 →2.8%→Cs除去量＜樹木のCs減少量

表面流
流出土壌
0.4 → (0.4)*→根系への移動？
＜137Cs流出＞表面流出、土壌流出→林床から流出する137Cs＝森林から除去される137Cs

 流出率に基づき単純計算すると・・・、(kBq m-2)*暫定値（一部、分析中）

山地のコナラ林における137Cs沈着量が半減するのは数百年後となり、森林環境に長期にわたり留まる傾向

林産物の
Cs移行

樹木根とその周辺の土壌に含まれる放射性Cs

56

スギ切株

20 cm

細根
（直径2 mm以下）

 立木の周辺に深さ１ｍ程度の長方形の穴を掘り、細根、太根および根の周辺の土壌を採取
 樹木根は、直径2 mm以下の“細根（ひげ根）”とそれより太い“太根”に区分し、放射性セシウムを分析
 土壌；地表面からスクレーパープレート、土壌断面から採土円筒にて採取

林産物の
Cs移行

57

樹木根の太さと機能
切株

スギ

コナラ
20 cm

細根
（直径2 mm以下）

細根
太根

名称

太さ

特徴・機能

細根

2 mm 以下一次組織を多く含む成長部位（吸収）小径根

2 – 5 mm

木質化、若い組織が多い（吸収）中径根

5 – 20 mm

若い組織からの吸収物質・同化生産物を運ぶ通道作用の働き

大径根

20 – 50 mm

蓄積部分

特大根

50 mm 以上

支持・蓄積部分

苅住昇（2015）森林の根系特性と構造－バイオマス算定に向けた基礎解析－. 鹿島出版会, 東京.

樹木根に含まれる放射性Cs

林産物の
Cs移行

58

川俣町コナラ林（2019年10月）
137Cs濃度[kBq/ｋｇ]

0

10

20

外樹⽪

川内村スギ林（2017年12月）

千137Cs濃度[kBq/ｋｇ]

30

0

10

20

樹⽪

地上部

内樹⽪

辺材

辺材

⼼材

地上部

⼼材

10‐20

地下部

60‐80

辺材

80‐100深度（cm）

根系

40‐60

20 -

40‐50

40 60 80 100 -細根
土壌
太根(φ2mm-2cm程度)
太根(φ2-5cm程度)

心材

20‐30

）
cm

）
cm

20‐40

0-

地下部

0‐10

60‐70
80‐90

0-

深度（cm）

地下部

0‐10

深さ（

深さ（

地上部

30

20 40 60 80 100 -細根
土壌
太根(φ2mm-2cm程度)
太根(φ2-5cm程度)

 細根のCs濃度は地表付近で高く、深度方向に低い傾向。 コナラ細根＞スギ細根

外樹皮
内樹皮

 太根のCs濃度は変化がない
 深度20cm以深では、土壌にセシウムがほとんど含まれていないにもかかわらず、
細根と太根のセシウム濃度は比較高い（特に、コナラ） このため、樹木内のセシウムが根に移動している可能性が高く、根が土壌から吸収するセシウム量は樹体内の移動量より比較的少ない、と考えられる。

森林域の137Cs動態のまとめ、今後の課題

59① 137Cs濃度（リターフォール、林内雨、樹幹流、表面流、流出土壌）
 流出土壌を除き、いずれも低下傾向
 樹種による差異② 林床を基準とした137Cs流出・流入量
 流出量→ほぼ一定、流入量→減 少 いずれも137Cs沈着量の1%程度もしくは1%未満（森林環境での移行は緩慢）③ 森林内の137Cs分布
 地上部（スギ立木） << 地下部（リター、土壌） ←沈着量の９割以上
 137Csはリター層および土壌表層3 cm以内に長期間留まる可能性(＊)
 スギ立木の137Cs量の経年変化と地上部137Cs除去量から見積もると、2015-2017
年に137Cs沈着量の約1%が新たに樹体に取り込まれた可能性
 コナラ立木の137Cs量の経年変化と地上部137Cs除去量から見積もると、2018-2019年にかけて、137Cs沈着量の1%程度が除去プロセス以外で地上部樹木から移動→根系への移動？

＜今後の課題＞土壌中137Cs深度分布と根系137Cs量との関係
落葉広葉樹林での動態評価
森林土壌137Cs沈着量の不均質性の評価

樹木の
濃度推移
の予測

今後の研究の方向性

60

具体的な事象への適用を通じてニーズに応えていく研究 具体的な場面 2016年関東・東北地方豪雨や2019年台風19号による放射性セシ
ウム移動 2017年4月下-5月上旬の帰還困難区域における林野火災
 県森林モニタリング調査の結果解釈（なぜ場所により濃度変化の傾向が違うのか）、会津と中通りのキノコ濃度の変化は規則性があるか、その要因はなにか。
 シイタケ原木となるコナラ林の濃度変化を予測できないか・・・、等々。

 現実の山地や河川環境での生活・利用に係る総合的な取組



事物の多義性

森林からのCs流出率が低いという観測結果は、受け手により異なる意味を持つ。森林からの流出を不安視している住民にとっては安心材料となるが、森林内での活動や林産物の利用を再開したいと考える人々にとっては、不安材料となる。

相互行為



自然環境と避難区域の条件が同一であっても、その土地に係る人々（行政職員、事業者、住民）の考え方により、適用される or 適用できる対応策が異なる。
専門用語を日常の日本語に送り返すことにより、専門的な知識を普及・広報することが必要→FaCE!S開発の意義• Meadows, D.H., et al., 1972, Limits to growth• 中村雄二郎, 1992, 臨床の知とは何か. 岩波新書.

研究成果をどうやって広め、使ってもらうか「FaCE!S; フェイシス（福島総合環境情報サイト）」「QRコード」もしくはホームページアドレスから、アクセスすることができます。ご活用ください。

https://fukushima.jaea.go.jp/ceis/

61

62

河川

懸濁態137Cs濃度[kBq/kg]

溶存態セシウム137濃度は、夏季に相対的に高く、冬季に低い季節変動を示し、季節変動の上下幅は、時間とともに狭まっている全般的に濃度は低下している

台風前後における溶存態Cs濃度
溶存態137Cs濃度[Bq/L]

溶存態137Cs濃度[Bq/L]

懸濁態および溶存態Cs濃度の経年変化

平成27年関東・東北豪雨

0.6

令和元年台風19号後
0.4

河川水の採水0.2
国環研データ0
4.0

5.0

JAEAデータ

6.0
7.0
事故後の経過年数

8.0

9.0〇豪雨時・台風前後の値は季節変動の範囲内（その後の経年変化も影響は見られない）⇒少なくとも森林流域では、台風が渓流水の溶存態Cs濃度に影響を与えたとは考えにくい（Nakanishi & Sakuma, 2019,
Chemosphere)

63

河川水の137Cs濃度

懸濁態セシウム137濃度は低下す
る傾向にあるものの、濃度の低下
傾向は地点により差が見られる（土地利用や除染状況など）

河川水のろ過＜土壌粒子と水を分離＞
土壌粒子に付着→懸濁態セシウム
水に溶け込んでいる→溶存態セシウム

 河川水のセシウム137濃度は、懸濁態・溶存態ともに全般的に低下
 溶存態Cs濃度は、夏季に相対的に高く、冬季に低い季節変動を示す。季節変動の上下幅は、時間とともに狭まる。
→水温上昇とともに濃度が増加することは、リターや土壌有機物の分解が活発になる夏期に濃度が高くなったと推測される。
季節変動の上下幅が狭まることは、それら分解に伴う溶出の影響が低下していることを示す（Nakanishi & Sakuma, 2019) 太田川上流域の渓流水の溶存態137Cs濃度について、平成27年9月関東・東北豪雨および令和元年台風19号前後の溶存態Cs濃度を比較した結果、豪雨や台風前後の濃度は季節変動の範囲内【NIESとの連携】

河川

64

河川敷の137Cs分布
137Cs濃度 (kBq/kg)

河川敷における空間線量率とCs深度分布
小高川
請戸川
高瀬川
熊川

深さ（
㎝）

2014年－2016年

0

20

40

0

20

40

0

20

40

0
Nakanishi et al.
(2019) Radiat.
2016.11.15
Prot. Dosim.

10
2014.12.22

20

2015.11.19

高瀬川

30
137Cs濃度 (kBq/kg)
0

5

10

0

5

10

0

5

10

深さ（
㎝）

0

10

出水時の懸濁態137Cs濃度

202014.12.8

2015.11.6

2016.11.1

小高川

30
Nakanishi et al. (2019) Radiat. Prot. Dosim.を一部改変

2019.12.18

 これまでの観測により、懸濁態Cs濃度は経年で低下していることが分かっている（左上図）。
 このため、懸濁態Csを含む土砂が河川敷に堆積したとしても、河川敷のCs濃度は上昇しないと推定できる。
 実際に、河川敷の土砂を30cm深さまで採取すると、地表付近にCs濃度の低い土砂が堆積しており（右上図）、以前堆積したCs濃度の高い土砂を覆うような状況であった（Nakanishi et al., 2019）。
 Cs濃度の高い土砂がCs濃度の低い土砂に覆われることにより、放射線が遮へいされ、河川敷の空間線量率は低下すると推定できる。
 平成27年の関東・東北豪雨やその後の大雨後において、そのような線量率の低下が確認されており、大量に土砂が流出することは、線量率の上昇ではなく、低下に寄与することが分かってきた。
 令和元年台風19号後の追跡調査によって、同じメカニズムが働き、河川敷の空間線量率がさらに低下したことが確認された（左図） 【福島県と連携】

河川





河川を通じた年間流出量は流域沈着量の0.04～0.5%
ダムの無い流域からの流出率が高い
多くは出水時に懸濁態として流出（左下図）
懸濁態セシウムの移動はダムにより抑制されている（左図）

河川を通じた年間流出率
流域沈着量に対する流出率（％）

0.4
0.3

ダム有り






0.6
0.5

65

河川による１３７Csの移動

ダム無し

2014年度

ダム集水域の初期沈着量に比べ、放流セシウム
137量は0.01%程度（4年間の観測結果；2014～2017年）
懸濁態セシウムの大部分は湖底に沈降・堆積し、下流へ移動しない
底質からのセシウム溶出や集水域の環境変化による影響を確認するため、定期的かつ長期的なモニタリングが必須【国立環境研究所との共同成果】

2015年度
2016年度

0.2

横川ダム湖（太田川）

0.1（期間：2014.1.1－2014.12.31）

0請戸川 太田川 富岡川

高瀬川 小高川 熊 川 前田川

溶存態と懸濁態の寄与率

溶存態

流入 溶存態
37GBq

懸濁態
130GBq

懸濁態

80
60
40
20

請戸川 太田川 富岡川

2015年度
2016年度

2015年度
2016年度

2014年度
2015年度
2016年度
2014年度
2015年度
2016年度

2015年度
2016年度

2015年度
2016年度

0

国土地理院の空中写真を使用

2014年度
2015年度
2016年度

寄与率 (%)

100

高瀬川 小高川 熊 川 前田川

放流

33GBq

12GBq

※GBq：
109Bq

66

貯水池の137Cs濃度

貯水池（対数表示）

溶存態137Cs濃度（Bq/L）

100

溶存態セシウム137濃度

10

6
6

1

ため池

貯水池

 ダム湖では1 Bq/L 以下、帰還困難区域のため池では
双葉町
大熊町
概ね1 Bq/L 以上

0.1

大柿ダム
横川ダム

0.01

滝川ダム

 夏季に上昇し、冬季に低下する季節変動を示す
坂下ダム

10000
ため池

懸濁態137Cs濃度（kBq/kg）

食品中の放射性物質の基準値（食品衛生法）飲料水 10 Bq/kg

1000

 季節変動による夏季と冬季の濃度差は、オーダーが変わるほどではない

懸濁態セシウム137濃度10 概ね104～106 Bq/kgの
範囲

ダム湖

100

1

3

4

5

6

事故からの経過年数

7 明瞭な季節変動は確認
できない

67

以降のスライドは付録です
数値解析の概要
土壌や河川の用語 など

個別モデル・データベース

挙動予測モデル開発・整備（１／５）

68

陸域・水域動態モデルの対象スケール

予測や評価対象による解析モデルの整理

多様なニーズにこたえるため、様々な解析モデルを整備
⻑尾ほか(2019)福島における放射性セシウムの環境動態研究の現状（平成30年度版）JAEA-Research 2019-002, 235p.

個別モデル・データベース

挙動予測モデル開発・整備（２／５）

69 これまでの現地調査により、河川水中の溶存態セシウムの挙動は源流域における溶出挙動の影響が大きいと考えられた (Sakuma et al., 2018；Tsuji et al., 2016)。
 このため、これまでに開発した土壌流亡解析モデル（水・粒子の物理的輸送と、放射性セシウムの溶出・吸脱着等化学的挙動を基本）を改良、新たに有機物からのCs溶出とその温度依存性を考慮したモデルを整備。
 降雨直後の溶存態濃度の上昇・平水時の季節変動を再現。

Kitamura et al.(2016) ESPL,
Sakuma et al. (2017, 2018ab) JER
Malins et al. (2015) AGU【国立環境研究所との共同研究】
河川水の溶存態137Cs濃度

国立環境研究所の観測地点
リター層を考慮しない解析ケース
観測値（平水時）
観測値（大雨時）
リター層を考慮した解析ケース
降水量（観測値）

大雨前後での線量率変化の評価例（土壌流亡解
析モデル）
3次元水文地質構造モデル

森林生態系コンパート
メントモデル○使用した実測パラメータ（赤；環境動態研究の成果、青；JAEA成果）
・流域沈着量（航空機サーベイ）
・気象データ（降水量、気温、湿度など）、地形、地質、土地利用など
・侵食・堆積に係るパラメータ
・河川流量、土砂流出量の経時変化
・河川での放射性セシウム濃度の経時変化
・放射性セシウムの土壌深度分布の経時変化（文科省受託事業）
・線量率（河川敷周辺、平坦地）（文科省受託事業）

個別モデル・データベース

70

挙動予測モデル開発・整備（３／５）
 河川から海へ流出する水、土砂、溶存態・懸濁態セシウム量を時間単位かつ広域・長期的に、瞬時に推定する予測モデルを開発(MERCURY；Sakuma et al., 2019)（パラメータ数が少なくシンプルなモデル、様々な状
況下におけるCs流出量の概要を推定可能）。
【福島大学との共同研究】
 事故後半年間のセシウム流出量は、1Fからの直接放出量や大気を経由したフォールアウト量に比べ流出量が2桁程度少ないこと、2017年までに河川から海へ流出した量の6割を占めることを示した。

②

事故直後から
約半年間の海洋への137Cs流
出量の比較

①
③

④
河川から海洋へのCs流出量の推定手法（①→②→③→④）

計算対象河川流域(赤枠)と観測地点(白丸)〇使用した実測パラメータ（赤；環境動態研究の成果、青；JAEA成果）
・流域沈着量（航空機サーベイ）、河川での放射性セシウム濃度の経時変化
・気象データ（降水量、気温、日照時間など）
・水位、濁度の連続観測データ、H-Q曲線、L-Q式、濁度のSS濃度換算式等

事故直後か
ら約半年間
とそれ以降
（2017年まで）の流出量の比較※MURCURYにより、「2019年台風19号に伴うセシウム流出量は、
2015年関東・東北豪雨の流出量に対して6割程度と見積もられる 本成果は阿武隈川を含む複数河川など、様々な状況下の流出量の概要を把握することができ、台風19号など大規模出水時のCs流出量を瞬時に算出可能 ⇒大規模かつ高取水時における自治体や地域住民からの問いに速やかに対応できる
K.Sakuma,T.Nakanishi, K. Yoshimura, H. Kurikami, K. Nanba, M. Zheleznyak (2019) A modeling approach to estimate the 137Cs discharge inrivers from immediately after the Fukushima accident until 2017. Journal of Environmental Radioactivity, 208-209,10.1016/j.jenvrad.2019.106041

個別モデル・データベース

71

挙動予測モデル開発・整備（４／５）
 流域スケール（陸域生態系）を対象とした包括的な放射性セシウムの動態（森林動態、森林や農地などから河川への流出、農林水産物への移行）を考慮した被ばく評価モデルを開発。福島県浜通りの複数の流域に対して
ストック・フローを解析し、包括的評価システムへ導入。
 渓流魚に取り込まれるセシウムは、森林から河川への異なる3つの経路から供給されることを解明。

操上ほか（2016）
JAEA-Research 2016-020

渓流魚

Kurikami et al. (2019) JER〇使用した実測パラメータ（赤；環境動態研究の成果、青；JAEA成果）
・流域沈着量（航空機サーベイ）
・森林内各部位の放射性セシウム濃度の経時変化
・樹冠から林床への放射性セシウム移行フラックスの経時変化
・森林、田畑（文科省受託事業）、都市域から河川への放射性セシウム
年間流出率
・湖沼での沈降率
・淡水魚への放射性セシウム移行係数
・河川水（文科省受託事業）・淡水魚の放射性セシウム濃度

 きのこ類や野生鳥獣類への適用も試行、林産物への適用を福島県と連携して進める予定
H. Kurikami et al. (2019) Numerical study of transport pathways of 137Cs from forests to freshwater fish living in mountainstreams in Fukushima, Japan. Journal of Environmental Radioactivity, 208-209, DOI: 10.1016/j.jenvrad.2019.106005

個別モデル・データベース

72

森林内の空間線量率の解析的評価（５／５）

 実測の空間線量率の変化の要因として、樹冠から林床に移行し線源が1m高さに近くなる効果および放射性セシウ
ムが深度方向に移行することによるリター/土壌の遮蔽効果が推察されており、それら要因を考慮したモデルを組み立てることにより、実測の線量率変化を解析により再現することを試行。 【森林総合研究所との共同研究】（佐久間ら、2018；Malins et al., 2019）

常緑樹

落葉樹

Ḣ*(10)
リター層

1m
土壌
ガンマ線

134Cs & 137Cs

森総研による
現地データ

樹冠

リター層

線量率Ḣ*(10)樹幹

地上から高さ1mの空間線量率の物理減衰に対する比空気

樹冠から林床へのCs移行による影響

深度方向へのCs移行による影響

実測値
解析例（入力データの見直し）
解析例（各部位の実測Cs濃度を直接入力）

年
Malins et al. (2019, 2020 submitted)

土壌⇒初期に高く、その後低下する逆S字カーブの変化が再現されている 林野庁の放射性物質拡散防止等技術検証・開発事業に対して、森林総合研究所が得た現地データに基づき、林内線量率の解析を林野庁からの依頼のもと実施
 同事業の調査データをさらに拡張した成果（点の線量率測定結果を３次元で明示し、かつ樹木伐倒と落葉落枝による空間線量率の変化を再現）を林野庁に提供、林野庁の事業に反映

林産物の
Cs移行

チェルノブイリの事例；樹木汚染状況の予測評価

73

森林の樹⽊や⼟壌に沈着した放射性セシウムは、林床の⼟壌から樹⽊の根、あるいは樹⽊表⾯から吸収され樹⽊内部に取り込まれて葉や枝に移動し、落葉落枝とともに再び林床へ移動し、森林内で循環している可能性がある森林内の放射性セシウム循環は⾮常に緩慢で⻑期にわたる

土壌137Csインベントリ（Bq/m2）で規格化した樹木の137Cs濃度（m2/kg）

チェルノブイリ原⼦⼒発電所事故における樹⽊汚
染状況の予測評価

0.0030＜Shaw, et al., 2003,Fig. 11＞
Modelling the behaviour of radiocaesium in forest
ecosystems
MODELLING RADIOACTIVITY IN THE ENVIRONMENT
E. Marian Scott (Editor)

実線；モデルによる予測〇及び□；実測値

 Cs濃度が増加し、その後減少する傾向を示すこと
が、Csの森林内循環を示す。

20年生樹木 樹木の木部における濃度は、樹木表面に初期沈
着したCsの表面/葉面吸収と土壌層に含まれるCsの経根吸収で増加し、樹木内を移動して新葉や新枝に達したCsがリターフォールや枝葉滴下とともに林床へ移動することで減少する。

0.002040年生樹木0.001060年生樹木0
年

ベラルーシのマツ林における樹木137Cs汚染状
況の予測（Shaw, 2002による）

 林床では、土壌層へのCs固定化や下方移行が、経根吸収の速度より速いため、森林内におけるCsの循環が繰り返されることで、樹木内の濃度は減少
 若齢林の樹木は生物活性が高く、栄養素を多く必要とするため、それらと合わせてCsも多く取り込まれ濃度が増加しやすい

林産物の
Cs移行

チェルノブイリの事例；木部における放射性Cs存在量の感度解析(a) K3=0.006(根系吸収の移行係数)

K3；soilからtree internalへの移行係数
K1；樹木表面（tree external）
から樹木内部（tree internal）へ
の移行係数

2

Bq/m

(b) K3=0.12(根系吸収の移行係数)74＜Belli, eds., 2000,Fig. 26＞(葉面吸収の移行係数)年(葉面吸収の移行
係数)年

Agenzia Nazional per la Protezlone
dell’Ambiente, Rome (ANPA),SEMINAT Final Report 1996-1999※リターフォールによるCs除去と土壌層中での下方への移行に関する移行係数は一定(a)K3=0.006；土壌から樹木への移行が著しく遅く、実質的に根系吸収がないとみなせる条件。チェル
ノブイリの事例では、ChNPPから30km圏内で見られる状況。燃料粒子が多いため、放射性物質が土壌中に溶出しにくく、溶存態の存在量が少ない（放射性セシウムのbioavailabilityが低い状況）。
(b) K3=0.12；土壌から樹木への移行が比較的早い条件。有意に根系吸収があるとした条件。チェルノ
ブイリの事例では、ChNPPから30km以上離れた遠隔地での状況。（bioavailabilityが高い状況）

 経根吸収がなく、葉面吸収が主となる条件（上図左(a)のk1=0.1、葉面吸収が経根吸収の100倍程度）では、事故後すぐに木部Cs濃度のピークが認められる。経根吸収が葉面吸収の10倍程度以下の条件（上図左(a)のK1=0.05以下）では、事故後10年前後に濃度ピークが認められる。
 経根吸収が有意である条件では、葉面吸収が経根吸収と同程度であっても、事故後510年にCs濃度ピークが認められる。

土壌の断面→土壌層位“土 壌”＝”岩石の破砕物”＋”生物活動に由来する有機物”

AO
A

B

C
R

AO層：落葉や落枝とその腐朽途中の有機物からなる．灰色や黒色を呈する．腐朽の程度により，L層（リター層），F層，H層に細分される．堆積有機物層あるいは堆積腐植層ともいう．
※L: litter（リター），F：fermentation（発酵），H：humus：腐植，の頭文字※土壌学の用法：AO層→0層，L層→Oi層，F層→Oe層，H層→Oi層

A層：A0層の下位にあり，腐植に富み膨潤で柔らかく，密度が小さ
い．植物の細根に富み，微生物や土壌動物の活動が活発．黒褐色を呈することが多い．土壌が小さな団子状（団粒）を呈す
る場合が多い．
B層：A層の下位にあり，明るい色調で腐植が少ない．A層から溶脱した鉄や腐植が蓄積する土壌もある．褐色森林土の場合は明るい褐色を呈する．
C層：岩石の礫が多く，土壌の母岩の性質が強く残る．土壌の生成作用はあまり受けていない．
R層：C層の下部にあり，固結した基盤岩．硬く，人力の掘削は困難．

Bridge, J. & Demicco, R. (2008)，森林立地学会編(2012)森のバランス, 東海大学出版会に基づき編図75

河川の地形（人工堤防がある場合）と放射性セシウムの挙動

76

流路（河道）
高水敷

放射性セシウムの形態
懸濁態（粒子態）：川の濁りの元となる微粒子（浮遊懸濁物質）に吸着された状態
溶存態：イオンのように、水に溶けている状態
 平水時（左）では陸だった高水敷が、高水時（右）では水に浸かっています。
また、高水時には川の濁りも増えていることが分かります。（小高川）鈴木隆介(1998)建設技術者のための地形図読図入門第２巻低地，古今書院に基づき編図

77

堆積物粒子の運搬様式
 堆積物の粒子の大きさ（粒径）
粒径により，水流に対する振る舞いが異なる
4 μm
1/256 mm
Clay

流れ

63 μm
125 μm
1/16 mm 1/8 mm
Silt

Very
fine

250 μm¼ mm ½ mm

Fine

MediumSand

浮 流(suspension)
上昇力＞沈降力

1 mmCoarse2 mmVerycoarseGravel粘土・シルト

躍 動(saltation)
平均上昇力＜沈降力
砂掃 流(traction)
上昇力＜＜沈降力
礫Fritz, W.J. & Moore, J.N.(1988)（原田訳，層序学と堆積学の基礎，愛智出版）に基づき編図

粒子の移動を開始させる “流速(※)”と “粒径” の関係
Hjulstrom - Sundborg ダイアグラム(※) 移動限界流速（critical velocity）
or 限界流速（threshold velocity）

掃 流
C
A
流 速

E

B
D

堆 積

v.f. f. m. c. v.c.

Clay

Silt

Sand
粒 径

Fritz, W.J. & Moore, J.N.(1988)（原田訳，層序学と堆積学の基礎，愛智出版）に基づき編図

78

Pebble79

環境倫理学
環境倫理学の立場・主張
１）地球の有限性
地球の生態系という有限空間では、原則としてすべての行為は他者への危害の可能性を持つもので、倫理的統制のもとに置かれる。
２）世代間倫理未来の世代の生存を保証するという責任が現在の世代にある。
３）生物保護
資源、環境、生物種、生態系など未来世代の利害に関係するものについては、
人間は自己の現在の生活を犠牲にしても、保存の完全義務を負う。
参考文献

・加藤尚武(1991)「環境倫理学のすすめ」、丸善ライブラリー・加藤尚武(1998)環境問題を倫理学で解決できるだろうか、加藤尚武編「環境と倫理 自然と人間の共生を求めて」、有斐閣アルマ