関東森林研究論 文69-2(2018)

極端気象現象の林分への影響と強風および乾燥化の近年の傾向
Influence of extreme climate on stand growth and recent tendency of strong wind and dryness
齊藤哲＊1
Satoshi SAITO＊1＊１ 森林総合研究所
Forestry and Forest Products Research Institute, Tsukuba, Ibaraki 305-8687
要旨：本研究は乾燥や強風の近年の傾向，およびそれら気象条件の人工林へ及ぼす影響を把握することを目的とし，気象台のデータから乾燥(年降水量，無降水日数，連続乾燥日数)と強風(強度：最大瞬間風速年最大値，頻度：日最大瞬間風速≥30m/s の年間日数)の近年(乾燥 100 年間，強風 50 年間)の傾向を解析した。またそれら気象条件と，データが公表されている愛知県稲武のヒノキ林の 20 年間の成長・枯死との関係を解析した。年降水量以外いずれの気象条
件も期間前期(乾燥：1917-1966 年，強風：1967-1991)に比べ後期(乾燥：1967-2016 年，強風：1992-2016 年)に増加している都市が東日本に多くみられ，極端気象現象の増加にも地域性が示唆された。また，年降水量の増加は顕著でない一方で，無降水日数は全ての都市で増加しており，乾燥と豪雨の２極化が進んでいる可能性が示唆された。しかし，解析したヒノキ林では，強風，乾燥とも材積成長や枯死に顕著な影響が確認出来なかった。今回の解析で林分への影響は検出されなかったものの，極端気象現象は増加傾向にあり，今後の森林への影響に注視していく必要がある。
キーワード：最大瞬間風速年最大値，日最大瞬間風速 30m/s 以上の日数，無降水日数，連続乾燥日数，年降水量
Abstract: In order to understand the tendency of extreme climate and its influence on forests, I defined the indices expressing
dryness (annual precipitation, no-rain days and continuous dried days) and strong wind (both strength and frequency), and analyzed
the relationship between their indices and growth of a forest in Inabu, Aichi prefecture, that their growth data for 20 years wereopened in previous study. In most cities, all indices except annual precipitation were larger in late-half periods (1967-2016 fordryness and 1992-2016 for wind) than in early-half periods (1917-1966 for dryness and 1967-1991 for wind). Especially, many
cities in eastern Japan showed the increment, indicating the regional characteristics. Although annual precipitation did not increasein many cities, the number of no-rain days increased in all cities. It indicates the polarization of no-rain days and heavy rain days.
However, all indices of strong wind and dryness showed little influence of growth and death of trees. Since extreme climate tend toincrease, we should pay attention to influence of them on forest, although we could not detect the influence in this study.
Key-word: yearly maximum of instantaneous wind speed, number of days with over 30m/s in instantaneous wind speed, no-raindays, continuous dried days, annual precipitation

Ⅰ はじめに気象現象は森林では撹乱要因のひとつと考えられ，森林近年の気候変動は科学的にも明らかにされており，そ動態の一過程である上層木の枯死に伴う次世代への更新の森林生態系への影響が懸念されている(1)。森林には生にとっても重要である。一方，木材生産機能に関しては物多様性の維持や木材生産機能など多面的な機能があり，生産物の損失や生産能力を低下させるマイナスの影響のそれぞれの機能に応じた影響を考える必要がある。生物みで捉える必要がある(2)。しかし，木材生産機能への影多様性への影響に関しては，気温の上昇や降水量の変化

響，特に極端現象の影響に関しては，まだ十分に明らかにより樹木の分布適域が変化すると予測され，分布域のにされておらず，その影響評価が求められている。

ボーダーラインでは絶滅の危険性なども指摘されている

本研究では，近年の日本において，樹木の成長・枯死(4)。また，気候変動は，平均気温の上昇などの静的な変に影響する可能性のある，極端気象現象が増加傾向ある化だけでなく，台風の強大化や極度の乾燥などの極端現いは減少傾向にあるか検討することを第一の目的とする。

象を引き起こすことも報告されている。こうした極端なそして，既存の文献で公表されている林分の成長データ－

1 －(受理日 2018 年 2 月 20 日)

と最寄りの気象条件とを比較し，強風や乾燥が樹木の成した。そして成長量(D2H)と年降水量，無降水日数との関長や枯死に及ぼす影響を検討することを第二の目的とす係を，また各年の枯死数(Nd)と最大瞬間風速年最大値まる。

たは連続乾燥日数との関係を解析した。

Ⅱ 方法

Ⅲ 結果

１．気象条件 極端気象現象は乾燥と強風を対象とし

１．極端気象現象の傾向 年降水量，年間無降水日数た。乾燥については，年降水量，年間無降水(日降水量がおよび連続乾燥日数の近年 100 年のうちの前期(1917-0mm)日数，連続乾燥日数(日降水量が 1mm 未満が続い1966 年)と後期(1967-2016 年)の平均値を比較した結果た日数)を指標として用いた。一方，強風の強度および頻を表−1 に示す。前期よりも後期で年降水量が減少した都度として，最大瞬間風速年最大値および 1 年間に最大瞬市が 33 都市あり，そのうち有意差がみられたのは日本

間風速日最大値が 30m/s 以上を記録した日数をそれぞ海側の５都市(秋田，山形，福井，松江)であった。逆に増れ指標とした。樹木に影響がではじめる値は気象庁

加した都市は 13 都市で，そのうち有意差がみられたの(http://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/kazは京都のみであった。

ehyo.html)を参考に瞬間風速 30m/s とした。

年間無降水日数の差は全ての都市において後期が有意比較的古くからデータがある 46 都市の地方気象台のに大きく，その差は 11〜53 日の範囲であった。増加日

データを解析対象とし，気象庁が Web 上で公開してい数は長野，福島，山形，松江，仙台の順に多かった(表−るデータを利用した(http://www. data.jma.go.jp/gmd/１)。連続乾燥日数は減少が 18 都市，増加が 26 都市，変risk/obsdl/index.php, 2017 年 12 月 27 日閲覧)。降水量

化なしが 2 都市(表−１)あり，そのうち，宮古，福島，水は 1917~2016 年の 100 年間の，風速は 1967~2016 年の戸，長野で有意に増加し，有意に減少した都市はなかっ

50 年間の毎日のデータを解析した。そして解析期間の前た。

期(降水量は 1917~1966 年，風速は 1967~1991 年)と後

強風の強さの指標である最大瞬間風速年最大値の 50期(降水量は 1967~2016 年，風速は 1992~2016 年)の平年間の平均は，最大 34.5m/s(鹿児島)，最小 21.6m/s(山均値を都市ごとに比較した。

形)であった。その 50 年を前期(1967-1991 年)と後期

解析対象の期間中，降水量に関しては観測装置の変更(1992~2016 年)に分けて比較した結果を表−1 に示す。前等によるデータの不連続性が生じることはなかったが期に比べ後期で減少した都市は 5 都市であった。ほかの(http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/ index.php，41 都市は増加し，うち 20 都市で有意差がみられたが，2017 年 12 月 27 日閲覧)，最大瞬間風速は 2007 年 12 月

中国，四国，九州(岡山，長崎，熊本，大分の 4 都市)より4 日以降，全ての気象台で計算基準が 0.25 秒間隔の瞬間も神戸以東(16 都市)に多かった。

値から 3 秒間の平均値に変更され，値が約 10%小さくな

最大瞬間風速日最大値が 30m/s 以上を記録した日数の(http://www.jma.go.jp/jma/press/0710/26a/

平均値をみると，前期より後期に減少したところは前橋，

syunkan 1026.pdf，2017 年 12 月 27 日閲覧)。そこで解下関の 2 都市のみで，10 都市は変化なし，残りの 34 都

析では 2007 年 12 月 4 日以降の最大瞬間風速の値を 0.9市が増加していた。そのうち 12 都市が有意であったがで割り変更前の条件に揃えて解析に使用した。

それらは鹿児島以外，すべて神戸以東の都市であった。

った

２．林分成長 林分成長は SUMIDA et al.(6)が公開し２．林分成長と気象条件解析した林分の成長量

た名古屋大学稲武演習林のヒノキ林の 20 年間のデータ(D2H)と，年降水量および無降水日数との関係を図−１にを利用した。
初期の林分状態は胸高周囲長平均値 22.4cm，示す。個体成長量の平均値は 19 年間で 4.41×10-3 ~7.43

樹高 7.4m，立木密度 7,400 本/ha であった(6)。1977 年

×10-3m3/yr の範囲であった。D2H と年降水量，無降水(21 年生)から 1996 年まで毎年測定された胸高周囲長と日数のいずれの組合せでも両者のピアソンの積率相関係

樹高の値から D2H(胸高直径二乗×樹高，m3)を個体ごと数の絶対値は 0.36 以下で有意な相関はみられなかった。に算出し、その成長量の 1 個体あたりの平均値を年ごと次に枯死数(Nd)と最大瞬間風速年最大値または連続に求めた。初期のプロット内の個体数は 146 個体であっ乾燥日数との関係を図−２に示す。枯死数も，最大瞬間たが，20 年間通して生存した 92 個体のみを成長量の計

風速年最大値，連続乾燥日数のいずれの指標に対しても算の対象とした。

ピアソンの積率相関係数の絶対値は 0.25 以下で有意で最寄りの気象データとして，降水量は稲武(アメダス)の，はなかった。

風速は名古屋地方気象台のデータ(1978~1996 年)を収集－

2 －関東森林研究

表−1．主要都市の長期気象条件における前半と後半の69-2(2018)

表−1 つづき期間平均値の差(後半−前半)
Table 1. Difference of mean weather indices between
early- and late- half period at each city (average inlate-period minus one in early-period).

*印は有意差(*: p<0.05, **: p<0.01, ***: p<0.001, t-test)．

図−１．林分成長量(D2H)と年降水量および無降水日数との関係
Fig.1 Relationship between growth (D2H) and annual
precipitation or no-rain days

図−２．枯死数(Nd)と最大瞬間風速年最大値および，連続乾燥日数との関係
Fig.2 Relationship between the number of dead trees(Nd) and yearly maximum of instantaneous windspeed or continuous drying days

－3 －Ⅳ 考察
極端気象現象は今回の解析からも増加傾向が確認され

謝辞：本研究は，農林水産省委託プロジェクト研究「農た。近年 100 年の降水量の解析からも乾燥化が進んでい林水産分野における気候変動対応のための研究開発」，おる傾向がみられた。特に雨の降らない日は明瞭に増加しよび国立研究開発法人森林研究・整備機構所内委託プロていた(表−1)。年間降水量に大きな変化がみられなかっジェクト「気象害リスクの評価手法に関する研究」の支た都市が多い(表−1))ことから，無降水と豪雨の２極化が援を受けて実施した。解析初期の段階で森林総合研究所進んでいる可能性もある。樹木の生残・成長にとっては荒木眞岳氏，壁谷大介氏，田中憲蔵氏，井上裕太氏，北長期間の乾燥が大きく影響すると考えられるが，連続乾岡哲氏，千葉県農林総合研究センター森林研究所荒木功

燥日数の増減は県によって異なった。しかし，広域的傾介氏に有益なコメントを頂いた。ここに感謝の意を表し

向をみると，北日本で増加している都市が多く，将来的ます。

な乾燥化の進行程度も地域によって異なることが考えられる。

引用文献

また，近年の台風の発生数に明瞭な長期変化傾向はみ(1) IPCC (2007) Climate Change 2007: Mitigation of climateられないとの結果も報告されているが(3)，日本に影響のchange. Working Group III contribution to the Fourth

少ない台風も含めた全発生数ではなく，都市で実際に記Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate

録された風速ベースの前後半に分けた解析では，頻度，Change, Cambridge University Press, 851 pp

強度ともに増加する都市が多かった(表−1)。

(2) 諌本信義・高宮立身(1992)1991 年９月台風 19 号に発

一方，こうした気象現象の林分の成長への影響をみる

生した大分県における森林被害の要因解析．大分県林試と，今回対象とした林分において成長や枯死に大きく影

研報 18：1-43

響しているという現象は確認出来なかった。今回その理(3) 気象庁(2017)気候変動監視レポート 2016．気象庁,

由までは特定できなかったが，可能性としては以下のこ東京，90ppとが考えられる。
まず，今回解析した期間(1978~1996 年)(4) MATSUI, T., TAKAHASHI, K., TANAKA, N., HIJIOKA,の気象条件の変動幅では影響が小さい可能性が考えられ

Y., HORIKAWA, M., YAGIHASHI, T., HARASAWA, H.

る。例えば，名古屋地方気象台では 1977~1996 年間に最(2009) Evaluation of habitat sustainability and vulnerability for

大瞬間風速年最大値 が 30m/s 以上とならなかった年がbeech (Fagus crenata) forests under 110 hypothetical climatic

15 年あり(図−２)，強風頻度の影響を検出する解析にはchange scenarios in Japan. Applied Vegetation Science 12 : 328-

十分とはいえなかった。ほかの理由として，気象台と調339

査地が離れていることが気象条件の影響を検出できなか(5) 齊藤哲・永淵修・中澤暦・金谷整一・新山馨(2017)宮った一因である可能性もある。最大瞬間風速は地形や風崎県綾町の照葉樹林群落の動態と影響する様々な環境要向きなどにより大きく異なり(7)，観測された気象データ

因との関係．環境科学会誌 30：190-202

が対象林分の気象条件を十分に反映していないことも考(6) SUMIDA, A., MIYAURA, T., TORII, H. (2013)

えられる。また，20 年間の林分内の樹木の自己間引きにRelationships of tree height and diameter at breast

よる密度効果の変化も影響している可能性もある。このheight revisited: analyses of stem growth using 20-

ような気象台と調査値の距離や自己間引きの影響に関し

year data of an even-aged Chamaecyparis obtusaては今後検討していく必要がある。しかし，樹木の枯死

stand. Tree Physiology 33 : 106-118

は風速に大きく左右されたという事例報告(5)もあり，表(7) 内田孝紀・水永博己・齊藤 哲・上村佳奈・木下裕子・−1 からも強風の強度，頻度は全国的にも増加傾向にある

丸山敬(2010)森林･林業分野における風害シミュレーシ

ことから今後成長や枯死への影響に注意する必要がある。

ョン -数値風況予測技術(CFD)によるアプローチ-．
森林

今回の解析では林分への影響は顕著に検出されなかっ立地，52：67-77

たが，極端現象は強風，乾燥とも増加する傾向がみられ，さらにその増加傾向も地域性がみられることが示唆された。地域によっては，近い将来森林への影響がでてくる可能性も考えられる。森林への影響が出始める初期のうちに検知することが重要であり，そのためにも森林の状態を長期的にモニタリングする体制が必要であろう。

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4 －