関東森林研究 67-1(2016)

論 文

福島原発事故で汚染された森林における様々な樹木種の放射性セシウム濃度
Concentration of radiocesium in various tree species grown in forest ecosystems affected by the accidentof Fukushima Nuclear Power Plant
田中憲蔵＊１・梶本卓也＊１・齊藤哲＊１・川崎達郎＊１・小松雅史＊１・壁谷大介＊１・矢崎健一＊１・太田敬之＊１・田淵隆一＊１・松本陽介＊１・宇都木玄＊１・酒井武＊１・飛田博順＊１・伊東宏樹＊１・大橋伸太＊１・黒田克史＊１・
高野勉＊１・赤間亮夫＊１・高橋正通＊１＊１
Tanaka KENZO , Takuya KAJIMOTO＊１, Satoshi SAITO＊１, Tatsuro KAWASAKI＊１, Masabumi KOMATSU＊１,Daisuke KABEYA＊１, Kenichi YAZAKI＊１, Takayuki OTA＊１, Ryuichi TABUCHI＊１, Yosuke MATSUMOTO＊１, Hajime UTSUGI＊１,Takeshi SAKAI＊１, Hiroyuki TOBITA＊１, Hiroki ITO＊１, Shinta OHASHI＊１, Katsushi KURODA＊１, Tsutomu TAKANO＊１,Akio AKAMA＊１ and Masamichi TAKAHASHI＊１＊１ 森林総合研究所
FFPRI., Tsukuba, Ibaraki, 305-8687, Japan
要旨：福島県内で３カ所の異なる汚染度の調査地（川内，大玉，只見）を設定し，生育しているクマシデやミズキなど６～17 樹種の葉と幹枝の放射性 Cs の濃度を 2012 年から 2014 年にかけて毎年測定した。調査地の林分は，主にスギ人工林であるが，ヒノキとアカマツ人工林，落葉広葉樹二次林も調査地に加えた。測定試料は樹木個体を伐採し，葉と幹枝に切り分け採取した。
各試料は乾燥後粉砕しゲルマニウム半導体検出器（GEM20-70）を用いて放射性 Cs（134Cs137と Cs の合計値）の濃度を測定した。2012 年から 2014 年にかけて３調査地とも，葉と幹枝の放射性 Cs 濃度は減少傾向にあった。放射性 Cs 濃度は葉に比べ幹枝で高かった。樹種間で放射性 Cs 濃度に違いが見られ，ミズキの葉の濃度はやや低かった。また，大玉のサンプルを用い樹種間の葉のカリウム濃度と放射性 Cs 濃度を比較したところ有意な相関は無かったが，放射性 Cs 濃度が最も高いコシアブラではカリウム濃度も高い値を示し，この樹種のカリウムを集積しやすい特性が葉の高い放射性 Cs 濃度と関係している可能性が考えられた。
キーワード：カリウム，コシアブラ，福島第一原発事故，放射性セシウム
Abstract: We have monitored contents of radiocesium in stem-branch and leaf of various forest tree species, such as Carpinus
japonica and Cornus controversa, from 2012 to 2014 in three different sites (Kawauchi, Otama, Tadami) in Fukushima Prefecture,each of which was contaminated at different levels by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident in 2011. In theseexperimental sites, research plots of different forest types at each site were established. We selected plantations of Japanese cedar(Cryptomeria japonica), Japanese red pine (Pinus densiflora), Japanese cypress (Chamaecyparis obtusa), and secondary deciduous
broad-leaved forest (dominated by Quercus serrata) for the study sites. To collect the leaf and stem-branch samples, we harvested
individuals of the target species (n=5-14 per site). All collected samples were oven-dried for 72hr. Concentrations of radiocesium
were measured for grinded samples by using germanium semiconductor detector (GEM20-70). Average radiocesium concentrationsin the leaf and stem-branch reduced from 2012 to 2014, though several species showed different patterns. The concentration also
differed between species, e.g. Cornus controversa showed lower value than other species. Relationship between leaf potassium andradiocesium concentrations was not significant. However, Acanthopanax sciadophylloides, showing the highest radiocesium
concentration, also had higher leaf potassium than other studied species.
Keywords: Acanthopanax sciadophylloides, Cornus controversa , Cs, potassium
I はじめには，特に草本類を中心に多種での測定が行われ，アカザ

植物は様々な物質を体内に吸収し，成長や繁殖を行っ科やイネ科の一部で高濃度の放射性 Cs の蓄積が認めらている。2011 年３月に発生した東京電力福島第一原子力

れている（14）。また，イネの 85 品種間での放射性 Cs 蓄発電所の事故（以下，福島原発事故）で大量に放出され積量の比較から，品種間で有意に Cs 吸収量が異なり，こた放射性セシウム 134 と 137（以下，放射性 Cs，３）にれらの違いが遺伝的に支配されている可能性が示唆されついても，植物は体内に取り込むことが明らかになってている（10）。一方，樹木の放射性 Cs 濃度については報いる（１，２）
。しかし，福島原発やチェルノブイリ原発告された樹種数が限られており（８，12，15），事故後の事故後の調査から，植物の種類によって葉など樹体内に放射性 Cs 濃度の変化についての知見も限られている（５，蓄積する放射性 Cs の濃度に大きな違いがあることが報６，９）。チェルノブイリ原発事故の影響を受けたヨーロ

告されている（１，２，７，14）。福島原発事故での研究

ッパの森林でもいくつかの樹種で報告があり，種によっ－ 45 －(2016 年 3 月 15 日受理)

て Cs 蓄積量に違いがあることが分かっている（１，２）。

地とも 2012 年から 2014 年にかけてばらつきはあるが減しかし、共通する種もほとんど無いためその結果を日本少する傾向を示した（図－１）。また，葉に比べ幹枝の放にそのままあてはめることは難しいと思われる。また，

射性 Cs 濃度の方が高い傾向がみられた。しかし，梶本らチェルノブイリ原発事故後の草本などの研究から，放射（５）が本研究と同一調査地の常緑針葉樹について詳し

性 Cs の植物体内での挙動は，同じアルカリ金属で性質く解析した結果，スギとヒノキでは，葉の Cs 濃度の方がが似たカリウムに類似するとの指摘があり，主に葉や茎幹枝に比べ数オーダー高いことを報告している。この違の成長点で集積する可能性が高い（２，11）。

いは，葉寿命の長いスギやヒノキでは，事故直後に高濃この研究では，福島原発事故で放出された放射性 Cs 濃度の放射性 Cs に汚染された葉がまだ樹冠内に残ってい度が様々な樹木種でどのように異なるのか，落葉広葉樹るため値が高くなったと考えられる（５）。一方、同じ針の小径木を中心に汚染度の異なる福島県内の３カ所の森

葉樹でも，葉寿命が２～３年とスギの約半分しかないア林で３年間モニタリングした結果を報告する。また，葉カマツでは，葉の放射性 Cs 濃度も素早く減少した（５）。のカリウム濃度と放射性 Cs 濃度の関係についても検討

YOSHIHARA ら（１５）も，常緑，落葉を問わず事故後を行う。に展葉した広葉樹の葉の放射性 Cs 濃度が大きく低下することを報告している。一方，2012 年から 2014 年まで

II 材料と方法

継続して調査出来た落葉広葉樹について，放射性 Cs 濃

調査は，福島県内の川内村，大玉村，只見町の計３ヶ度の年変動を調べたところ，葉，幹枝共に減少している所で行い，2011 年７－８月の放射性 Cs 蓄積量はそれぞ

樹種もあるものの，2013 年に最も高い値を示す樹種も確れ 263，19.3，2.2（kBq m-2）であった（４，５）
。川内村

認できた（図－２）。同様の事故後の放射性 Cs 濃度の上はコナラ林，只見町ではスギ林，大玉村ではアカマツ林

昇は，大玉のコナラからも報告されている（５）。これらとコナラが優占する落葉広葉樹林で試料を採取した。各の変動は個体間差や，調査地の微地形の違いによる土壌林分の林齢は約 40 年生である（４，５）
。などの放射性 Cs 濃度のばらつきを反映しているものと考えられ（５，６），種間差や年変動の検出には，同一個体でのモニタリングや多個体のサンプリングが必要にな満の小径木で統一した。放射性 Cs 濃度測定用の幹枝とると考えられた。

葉の試料は個体を伐倒して採取した（４）。測定誤差を減らすために，樹冠の様々な部位の葉を均等に採集し，よく混ぜて試料とした。また，枝幹についても様々な太さの部位を切断後，混ぜて測定試料とした。コナラとクリの大きな個体については樹冠を２から３層に分け葉や枝を採取し，ブルーシート上で枝と葉をより分けてよく混ぜてから測定試料を採取した（４）。全ての試料は，乾燥器（75℃）で 72 時間程度乾燥してから細かく粉砕し，放射性 Cs 濃度（134Cs と 137Cs の合計値）をゲルマニウム半導体検出器（GEM20-70, セイコー EG&G）で測定し，半減期を使って各年の基準日（９月１日）に補正した値を用いた（４）。また，葉の放射性 Cs 濃度と元素特性がRadiocesium concentration (kBq kg-DW-1)

供試木については１調査地につき６から 17 樹種を選んだ（付表‐１）。ほとんどの個体は，胸高直径 10cm 未100.00
10.00
Kawauchi

1.00
Otama0.10
Tadami0.01
2012

似ているとされるカリウム濃度との比較を，2014 年に大2013
Year2014

玉で採集した９樹種（アカマツ，アワブキ，エゴノキ，

図－１． 幹枝と葉の放射性 Cs 濃度の年変化．幹枝はシクリ，コシアブラ，コナラ，スギ，ホオノキ，リョウブ）

ンボルの塗りつぶし，葉は白抜きで示す．調査した全種について行った。葉のカリウム濃度は高田ら（13）のデの平均値を用いた．

ータから各樹種の平均値を用いた。
Fig ． 1
III 結果と考察

Changes on radiocesium concentration in stem-branches and leaves in three sites from 2012 to 2014. Data sets

１．葉と幹枝の放射性 Cs 濃度の年変動 採集した落葉広葉樹の平均の葉と幹枝の放射性 Cs 濃度は，３調査

were average values of all sampled species. Filled symbols
mean stem-branch and opened symbols mean leaves.

－ 46 －関東森林研究 67-1(2016)

Kawauchi stem-branch3020201010Cornus controversa
Acer amoenum
Ostrya japonica
Styrax obassia
Benthamidia japonica

00310000
Kawauchi leaf

2012

2013

2014

Otama stem-branch

32012

11002014

Otama leaf
Cornus controversa
Acer mono
Aria alnifolia
Styrax japonica
Prunus grayana
Carpinus japonica

222013

Radiocesium concentration (Bq kg-DW-1)

Radiocesium concentration (kBq kg-DW-1)

30

Acanthopanax
sciadophylloides

1000

Castanea
crenata
Cryptomeria
japonica
Quercus serrata

Magnolia obovata

Styrax japonica
Clethra barbinervis

100

Pinus
Meliosma myriantha
densiflora10

y = 0.058x - 210.26
r² = 0.15
ns10

10000

20000

30000

Leaf potassium concentration (ppm)

図－３． 葉のカリウム濃度と放射性 Cs 濃度の関係．放射性 Cs 濃度は大玉で 2014 年に得られたデータを使用し

2

2012

2013

2014

Tadami stem-branch

211た．

2012 2013 2014
Tadami leaf
Cornus controversa
Aesculus turbinata
Magnolia obovata
Prunus grayana
Fagus crenata
Acanthopanax sciadophylloides

2012 2013 2014

Year

concentrations in Otama site at 2014.
３．まとめ 福島原発事故後の森林への放射性 Cs 降下による樹木の葉や幹枝の Cs 濃度は年々低下傾向にあ00

Fig．3 Relationship between leaf potassium and radiocesium

2012

2013

2014

ると考えられた（５）。しかし，樹種間での濃度差が大きい可能性が高く，今後、調査個体数を増やし，さらに葉内でのカリウムなど他元素の蓄積パターンとの関係解析

図－２． 2012 年から 2014 年にかけての３調査地におから，どのような特性を持つ樹種で放射性 Cs を蓄積しける樹種ごとの幹枝と葉の放射性 Cs 濃度の変化．

やすいのか解明する必要がある。

Fig ． 2

謝辞

Changes on radiocesium concentration in stem-

試料木の採取等の現地調査，分析に際し，磐城，福島，branches and leaves in three sites from 2012 to 2014.

会津の各森林管理署（支署），福島県川内村の関係者各位，２．葉のカリウム濃度と放射性 Cs 濃度の関係 葉の森林総合研究所の多くの研究員及び非常勤職員のご協力

カリウム濃度と放射性 Cs 濃度を 2014 年に大玉で採集しを頂いた。厚くお礼申し上げる。なお本研究は，林野庁た９樹種について比較したところ，有意な正の相関は見

委託事業「森林内における放射性物質実態把握調査事業」

られなかった（r2 = 0.15, P > 0.05）。しかし，放射性 Cs 濃と森林総研交付金プロジェクト（課題番号 201205）によ度が他の樹種より６～40 倍も高いコシアブラでは葉のり実施した。

カリウム濃度も約 16000ppm と高く，逆に Cs 濃度の低いアカマツなどの樹種ではカリウム濃度もかなり低い値を引用文献示すことが分かった（図－３）。チェルノブイリ原発事故（ １ ） BROADLEY, M. R., and WILLEY, N. J. (1997)

後の調査でも，葉にカリウムを蓄積しやすい植物で放射Differences in root uptake of radiocaesium by 30 plant taxa.

性 Cs 濃度が高い可能性が指摘されており（１,２），コシ

Environ. Pollut. 97:11-15

アブラの高い放射性 Cs 濃度は，カリウムを蓄積しやす（２）BROADLEY, M. R., WILLEY, N. J., and MEAD, A.

い性質と関係している可能性がある。また，コシアブラ(1999) A method to assess taxonomic variation in shootについては，草本を含む他の植物に比べると葉の放射性caesium concentration among flowering plants. Environ. Pollut.

Cs が非常に高いことが報告されている（６,８）
。

106:341-349（３）HASHIMOTO, S., UGAWA, S., NANKO, K., andSHICHI, K. (2012) The total amounts of radioactively－ 47 －

contaminated materials in forests in Fukushima, Japan.

Radioact. 134:54-60

Scientific reports, 2: Article number 416（10）OHMORI, Y., INUI, Y., KAJIKAWA, et al. (2014)（４）梶本卓也・高野勉・齊藤哲・黒田克史・藤原健・

Difference in cesium accumulation among rice cultivars grown

小松雅史・川崎達郎・大橋伸太・清野嘉之（2014） 森林in the paddy field in Fukushima Prefecture in 2011 and 2012. J.

生態系における樹木・木材の放射性セシウム分布と動態

Plant Res. 127:57−66の調査法. 森林総合研究所研究報告 13:113-136（ 11 ） OHMORI, Y., KAJIKAWA, M., NISHIDA, S.,（５）梶本卓也・齊藤哲・川崎達郎・壁谷大介・矢崎健

TANAKA,一・田中浩・太田敬之・松本陽介・田淵隆一・清野嘉之・

FURUKAWA, J., and FUJIWARA, T. (2014) The effect of

高野勉・黒田克史・藤原健・鈴木養樹・小松雅史・大橋fertilization on cesium concentration of rice grown in a paddy

伸太・金子真司・赤間亮夫・高橋正通（2015）東京電力

field in Fukushima Prefecture in 2011 and 2012. J. Plant Res.

福島第一原子力発電所事故で影響を受けた森林の放射

127:67−72性セシウムの挙動―事故後２年間の林冠から地表への（12）TAGAMI, K., UCHIDA, S., ISHII, N., and KAGIYA,移行過程からみた樹種特性―．日林誌. 97:33-43

S. (2012) Translocation of radiocesium from stems and leaves（６）KIYONO, Y., and AKAMA, A. (2013) Radioactiveof plants and the effect on radiocesium concentrations in newly

cesium contamination of edible wild plants after the accident atemerged plant tissues. J. Environ. Radioact. 111:65-69

the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Jpn. J. For.

（13）高田実弥・高松武次郎・佐竹研一・佐瀬裕之（1993）

Environ. 55:113-118

陸上植物葉の元素濃度‐中性子放射化分析データ集 I－．

（７）KOBAYASHI, D., OKOUCHI, T., YAMAGAMI, M.,

270pp．国立環境研究所

and SHINANO, T. (2014) Verification of radiocesium（14）YAMASHITA, J., ENOMOTO, T., YAMADA, M.,decontamination from farmlands by plants in Fukushima. J.

ONO, T., HANAFUSA, T., NAGAMATSU, T., SONODA, S.,

Plant Res. 127:51−56

and YAMAMOTO, Y. (2014) Estimation of soil-to-plant（８）NAKAI, W., OKADA, N., OHASHI, S., and TANAKA,

transfer factors of radiocesium in 99 wild plant species grownA. (2015) Evaluation of 137Cs accumulation by mushrooms

in arable lands 1 year after the Fukushima 1 Nuclear Powerand trees based on the aggregated transfer factor. J.

Plant accident. J. Plant Res. 127:11−22

Radioanalytical Nucl. Chem. 303:2379-2389.

（15）YOSHIHARA, T., MATSUMURA, H., HASHIDA, S.,（９）OHASHI, S., OKADA, N., TANAKA, N., NAKAI, W.,

and NAGAOKA, T. (2013) Radiocesium contaminations of 20

and TAKANO, S. (2014) Radial and vertical distributions ofwood species and the corresponding gamma-ray dose rates

radiocesium in tree stems of Pinus densiflora and Quercus

around the canopies at 5 months after the Fukushima nuclear

serrata 1.5 y after the Fukushima nuclear disaster. J. Environ.

power plant accident. J. Environ. Radioact. 114:60-68

N.,

KOBA-YASHI,

N.I.,

Appendix １．調査地，調査年別の試料採集した落葉広葉樹のリスト．＋は試料採取有，－は無を表す．
Appendix 1 List of all sampled deciduous broad-leaved trees. +; collected, -; not collected.
SpeciesAcanthopanax sciadophylloides
Acer amoenum
Acer japonicum
Acer mono
Aesculus turbinata
Aria alnifolia
Benthamidia japonica
Carpinus japonica
Castanea crenata
Clethra barbinervis
Cornus controversa
Fagus crenata
Magnolia obovata
Meliosma myriantha
Ostrya japonica
Prunus grayana
Quercus crispula
Quercus serrata
Stewartia pseudocamellia
Styrax japonica
Styrax obassia
Zelkova serrata

Kawauchi2012 2013 2014++++++++++++++++++++++-－ 48 －

Study sites
Otama
2013 2013 2014++++++++++++++++++++++++++++-Tadami
2014 2013 2014+++++++++++++++++++-TANOI,K.,