関東森林研究論 文70-1(2019)福島第一原発事故後に更新したアカマツ，スギ，コナラの枝葉の 137Cs 濃度の季節変化
田中憲蔵１・齊藤哲２・三浦覚１・梶本卓也３
１ 森林総合研究所
２ 森林総研関西
３ 森林総研東北
要旨：樹木の葉と当年枝の 137Cs 濃度の季節変化を明らかにするために，福島県田村市都路地区で原発事故後に植栽したコナラとスギ，事故後に天然更新したアカマツの実生，事故後伐採したコナラから発生した萌芽枝について，2016年６月から 2017 年 12 月まで１から数カ月間隔で当年シュートの採集を行った。また，コナラは１回目の伸長に続いて，２度目，３度目の伸長が見られたため，これらの枝次数間でも 137Cs 濃度を比較した。試料は葉と枝に分けゲルマニウム半導体検出器で 137Cs 濃度を測定した。３樹種とも葉と枝の 137Cs 濃度は季節変化し，展葉直後の若い葉や枝で濃度が高いが，その後濃度は低下し８月以降から冬期にかけては比較的変化が小さかった。コナラでは若い２次枝，３次枝の濃度がやや高くなる傾向があった。以上から，137Cs は比較的若い部位で濃度が高くなると考えられた。
キーワード：137Cs，経根吸収，福島第一原発事故，萌芽更新，放射性物質

Seasonal changes in 137Cs activity in current year shoot in Pinus densiflora, Cryptomeria japonica andQuercus serrata after the accident of Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant
Tanaka KENZO1 , Satoshi SAITO２, Satoru MIURA１, 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 seasonal change in 137Cs activity of current leaves and branches in Pinus densiflora (naturally regeneratedsaplings), Cryptomeria japonica (planted saplings) and Quercus serrata (planted saplings and coppices) in Miyakoji, Tamura,
Fukushima. Current year shoots were collected from June 2016 to December 2017 at intervals of one to several months. In addition,
137Cs activity in Q. serrata was compared among first shoots (elongated at May) and lammas shoots appeared successively fromJune to August. All collected shoots were divided into leaves and branches and the activity of 137Cs measured for grinded samples
by using a germanium semiconductor detector (GEM20-70). Regardless of tree species, there were significant seasonal changes in137Cs, and the activity was higher in young leaves and branches at May or June, while the activity decreased thereafter and thechange was relatively small from August to winter. In Q. serrata, the 137Cs activity of younger secondary and tertiary lammas shootstended to be higher than older first shoot. From these results, 137Cs was thought to be high at relatively younger organs such as justexpanded and lammas shoots.
Key-word: 137Cs, root uptake, Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant, coppice, radioactive material

告されていることから（３‐５，７，８），放射性 Cs 濃

Ⅰ はじめに
東京電力福島第一原発事故による放射性セシウム（Cs）度も季節変化する可能性が高い。特に，枝や葉の伸長展汚染地域で，木材やシイタケ原木として利用される木部

葉期には細胞分裂が活発な伸長部分に様々な物質が移動の汚染の程度を，立木段階で簡便に推定する方法が求めするため（５，７，８），放射性 Cs の濃度変化も大きいられている。葉や当年枝は採取が容易なため，放射性 Csと考えられる。実際，福島第一原発事故やチェルノブイによる木部汚染の指標として有望である（６，11）。しかリ原発事故後の調査からも，季節や葉齢に伴う 137Cs 濃

し，これまでの研究から樹木の葉や枝ではカリウム（K），度の変化が指摘されている（１，２，９，14，15）。また，窒素，デンプンなど様々な物質の季節的な濃度変化が報樹体内での放射性 Cs の移動は，元素の性質がよく似て－77 －（受理日 2019 年 1 月 16 日）

いる K に類似するとの指摘があり，K が蓄積する部分で137Cs 濃度の相対値で解析を行った。

ある茎などの成長点に集積する可能性が高い（10，12‐15）。しかし，当年枝・葉の Cs 濃度の季節変化を１年以III 結果と考察

上モニタリングした例は限られ，年間を通じてどのよう１．枝と葉の 137Cs 濃度 アカマツとコナラの当年生な濃度変化がみられるのか，種間差など不明な点が多い。の枝と葉の 137Cs 濃度の間には直線回帰による有意な相この研究では，福島第一原発事故後に植栽または天然・関がみられ（P<0.01），同一個体の当年枝と葉の 137Cs 濃

萌芽更新した樹木の当年枝と葉の放射性 Cs 濃度の違い

度は対応していることが分かった（図‐１）。同様の関係について，林業樹種として重要なスギ（Cryptomeria

は他の樹種でも見られ今回の結果と矛盾しなかった（10）。

japonica （Thunb. ex L.f.) D. Don），アカマツ（Pinus800

Pinus densifloray = 0.8x + 16.9, R² = 0.76
P<0.01densiflora Siebold et Zucc.），コナラ（Quercus serrata Murray）間にわたって調べた。また，コナラについては５月ごろに１度目の枝の伸長（１次枝）のあと６月から８月にかけて２度目（２次枝），３度目（３次枝）の伸長が見られたことから，これらの枝間での放射性 Cs 濃度の違いについても明らかにすることを目的とした。

Branch 137Cs (Bq kg-1)

を対象に 2016 年６月から 2017 年 12 月までの２成長期

Q. serrata（Sprout）
y = 0.7x - 2.4, R² = 0.75
P<0.01600

Q. serrata（Planted）
y = 0.9x - 9.4, R² = 0.93
P<0.01

400

200

Pinus densiflora(Planted)
Quercus serrata（Planted）(Sprout)
Quercus serrata（Sprout）

Ⅱ 材料と方法
0１．調査地 調査は，福島県田村市都路地区の林分で0行った。調査地の 2015 年 11 月の空間線量は約 0.5μSv

200

400

600

800

1000

Leaf137Cs (Bq kg-1)

hr-1 で，放射性 Cs の沈着量は約 130 kBq m-2 であった
（11）。
スギは 2013 年に植栽した個体，アカマツは事故後に天図‐１. 枝と葉の 137Cs 濃度然更新した実生を各 10 個体調査に用いた。また，コナラ

Fig.1 137Cs activity between branch and leaf.

は 2013 年に植栽した個体と，2012 年に伐採した株からの萌芽個体を各 10 個体選んだ。

２．137Cs 濃度の季節変化 スギ，アカマツとも当年生の葉と枝の 137Cs 濃度は季節変化した（図‐２）。両樹種

２．調査方法 2016 年６月，7 月，８月，10 月，12 月，

ともに 2016 年の６月や 2017 年の５月の展葉期に 137Cs

2017 年３月，５月，８月，10 月，12 月に供試木の当年濃度が高く，その後８月ごろにかけて濃度が大きく低下

枝を採取し，アカマツとコナラについては枝と葉に分けした。また，８月以降は春先まで値は漸減するが変化が放射性 Cs を測定した。スギは，枝と葉の区別が困難なた

少 なく安 定して いた。 スギで は１年 葉に比 べ当年め分けずに測定した。また 2016 年６月と 2017 年５月の1.5スギについては，当年葉に加え古い１年葉も採取した。てから細かく粉砕し，放射性 Cs 濃度をゲルマニウム半1.0Dec-17

Oct-17Nov-17

Sep-17

Jul-17Aug-17

Jun-17

Apr-17May-17Mar-17

用いた（11）。放射性同位体である 134Cs も検出されたがJan-170.0

減期を使って基準日（各年の９月１日）に補正した値をFeb-17

導体検出器（GEM20-70, セイコー EG&G）で測定し，半Dec-160.5
Oct-16全ての試料は，乾燥器（75℃）で 72 時間程度乾燥しLeaf
BranchPinus densiflora

Nov-16に近い葉色や堅さであった。

0.01.5

Sep-16

質感も柔らかかったが，７月や８月以降には成熟した葉0.5Jul-16

展葉開始からまだ時間がたっていないため葉の色が薄く1.0

Aug-16

けて採取した。各樹種とも 2016 年６月や 2017 年５月はCryptomeria japonica

Jun-16

たに２次枝などが伸長していたため，それぞれの枝を分Relative activity of 137Cs

コナラについては 2016 年８月と 10 月に１次枝の先に新濃度が薄いため本研究では 137Cs の濃度で評価した。ま図‐２.

た，個体ごとに 137Cs 濃度のばらつきが大きいため，季節

Fig.2 Seasonal changes on relative 137Cs activity in C.

変化の解析では各個体の最大値を示した月を基準にしたjaponica and P. densiflora.

－78 －137Cs相対値の季節変化（スギとアカマツ）

関東森林研究1.5ている（３，７）
。特に，Cs と元素特性が類似し，樹体内LeafBranchQuercus serrata (Planted)70-1(2019)

での挙動に相関があるといわれる Kも落葉前に引き戻しによる濃度の低下が報告されており，今回の 137Cs の低1.0

Relative activity of 137Cs

下も K の引き戻しに伴って Cs も回収されたためと考えられた（３，７）
。

0.5

３．コナラ当年枝内の葉と枝の 137Cs 濃度の違い 同じ季節に採取したコナラの当年枝内のシュートの次数間0.01.5での 137Cs 濃度にも差がみられた（図‐４，５）。特に，Quercus serrata (Sprout)

Leaf
Branch1.0

８月に採取した個体では，５月ごろ伸長した古い１次枝に比べ，７月から８月に伸長した若い２次枝や３次枝の137Cs 濃度が高い傾向がみられた（図‐４，５）。一方，10 月にはこれら枝次数間での 137Cs 濃度の差は比較的小0.5さくなっていた（図‐５）。このことから，同じ当年枝内

図‐３.

Dec-17Oct-17

Nov-17

Sep-17

Jul-17Aug-17

Jun-17

Apr-17May-17Mar-17Jan-17

Feb-17

Dec-16Oct-16

Nov-16

Sep-16

Jul-16Aug-16

でもより新しく伸長した部位に 137Cs が集まり濃度が高Jun-160.0くなると考えられた。また当年枝を 137Cs 濃度の指標にする場合には，濃度の季節変化に加え当年枝内での違い

137Cs相対値の季節変化（コナラの植栽木とにも注意する必要があると考えられた。
137Cs activity (Bq kg-1)

萌芽個体）12月は枯葉のため破線で表示
Fig. 3 Seasonal changes on relative 137Cs activity in Q.
serrata. Dotted line means dead leaf in December.
葉で 137Cs の濃度が高いとの報告があり矛盾しなかった（２，11，15）。
コナラについては，2016 年は萌芽個体，植栽個体共に季節に伴う 137Cs の濃度変化がやや不明瞭であった（図‐３）。しかし，2017 年は展葉直後の５月に値が高く，

200150Sprout（Branch）
Sprout（Leaf）

100500
1st shoot2nd shoot

3rd shoot

夏にかけて値が低下しその後安定するというアカマツや図‐４. 当年枝内での137Cs濃度（萌芽個体の８月）

スギで見られたのと同様の季節変化が特に萌芽個体で顕Fig. 4 137Cs activity between 1st and lammas shoots (2nd and著に見られた。2016 年の変化が不明瞭だったのは，この3rd shoots) in sprouted Q. serrata in August.

年の最初の試料採取が，植栽個体は６月，萌芽個体は７200

Leaf

月とシュートが伸長してから１ヵ月以上経過しており能性が考えられた。新葉での 137Cs 濃度の増加は，Cs と元素特性が似ている Kの濃度変化と関連があると考えられる（11，13，14，15）。実際，アカマツ，コナラ，スギ共に展葉直後には葉の K 濃度が高く，夏場にかけて大きく濃度が低下することが分かっている（５，７，８）。ま137Cs activity (Bq kg-1)

137Cs 濃度の大きな変化をうまくとらえられなかった可150

た，コナラについては，12 月に枯葉がシュートについたままの個体があったため，枯葉の 137Cs 濃度の測定も行100
500200

1st shoot2nd shootBranch150
100

Planted（August）Planted（October）った。枯葉の 137Cs 濃度は 10 月の緑葉に比べ値が低下し50ている場合がみられ（図‐３），枯死に伴い離層が形成される前に葉の 137Cs が樹体内に引き戻された可能性が考

0
1st shoot

えられた。10 月と同一個体で比較した場合も 12 月に2nd shoot137Cs 濃度の低下が見られた。実際，コナラの葉の K など

図‐５. 当年枝内での137Cs濃度（植栽木の８月と10月）

元素濃度の季節変化を調べた研究からは，落葉前に多く

Fig. 5 137Cs activity between 1st and lammas shoots (2ndの元素が樹体内に引き戻され再利用されることが分かっshoots) in planted Q. serrata in August and October.

－79 －IV まとめ（７）中塚友一郎（1943）樹木及樹苗の生理化学的研究

以上から，アカマツ，スギ，コナラとも当年枝と葉の（第１報）落葉濶葉の無機成分及窒素量の季節変化．日137Cs 濃度は季節変化し，展葉直後の若い葉や枝で濃度が林誌 25: 521-532.

高いが，その後濃度は低下し８月以降から冬期にかけて（８）中塚友一郎（1948）樹木及樹苗の生理化学的研究

は比較的変化が小さくなることが分かった。また，コナ（第３報）針葉の無機成分及窒素量の季節変化．日林誌

ラでは同じ当年枝の中でも，１次枝に比べより若い２次31: 121-126枝，３次枝の葉や枝の 137Cs 濃度がやや高くなる傾向が（９）Rantavaara A, Vetikko V, Raitio H., Aro L (2012)

あるが，秋以降には当年枝内での差が小さくなると思わ

Seasonal variation of the 137Cs level and its relationship withれた。以上から，調査した３樹種の 137Cs は若い部位で濃potassium and carbon levels in conifer needles. Sci. Total

度が高くなるが，10 月以降から冬にかけては比較的濃度

Environ. 441: 194-208

変化が少なく安定しているため，樹体の汚染程度の指標（10）田中憲蔵・梶本卓也・齊藤哲ら（2016）福島原発として当年枝や葉を使用する場合には秋から冬に採取す事故で汚染された森林における様々な樹木種の放射性ると誤差を少なくできると考えられた。

セシウム濃度．関東森林研究 67: 45-48（11）田中憲蔵・梶本卓也・齊藤哲・三浦覚（2017）福謝辞：本研究の実施にあたって現地調査や分析等でふく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しま中央森林組合や森林総研の方々のご協力を頂いた。

放射性セシウム濃度．関東森林研究 68: 9-12

厚くお礼申し上げる。また本研究は，森林総研交付金プ（12）田中憲蔵・齊藤哲・三浦覚・梶本卓也・小林奈通

ロジェクト「森林の放射性セシウム動態解明による将来子・田野井慶太朗（2018）福島第一原発事故で汚染され予測マップの提示」，農研機構生研支援センター「イノベた様々な樹種の葉内 137Cs と K 濃度の関係．関東森林研ーション創出強化研究推進事業：放射能汚染地域におけ究 69: 39-42

るシイタケ原木林の利用再開技術開発」，林野庁委託事業（13）山口紀子・高田裕介・林健太郎・石川 覚・倉俣正「森林内における放射性物質実態把握調査事業」により人・江口定夫・吉川省子・坂口 敦・朝田 景・和穎朗太・実施した。

牧野知之・赤羽幾子・平舘俊太郎（2012）土壌―植物系における放射性セシウムの挙動とその変動要因．農環研

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セシウム汚染－汚染程度が異なる地域間の比較及び季dependent behavior of radiocesium from the Fukushima-fallout

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葉中の生育休止期に入る前後の諸元素含有率の変化について．日林講 100：237-238（４）Kenzo T, Yoneda R, Ninomiya I (2018) Seasonal changes
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Siebold et Zucc.) saplings under different levels of irradiance.
Trees 32: 429–439（５）畔柳鎮（1962）発光分光分析による樹葉灰分組成の季節変化の研究．岡山大農学術報 20：23-36（６）長倉淳子・安部久・張春花・高野勉・高橋正通．
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