「森林総合研究所研究報告」(Bulletin of FFPRI) Vol.10 No.4 (No.421) 263 - 279 December 2011

論文（Original article）
異なる土性のライシメータに植栽されたスギ、ヒノキ成木における降雨遮断による乾燥害症状
長倉淳子

1)*

2)

、重永英年 、三浦覚

1)

Symptoms of drought stress following rainfall interception
in sugi (Cryptomeria japonica) and hinoki (Chamaecyparis obtusa)
trees planted in lysimeters filled with soil of different textures
Junko NAGAKURA1)*, Hidetoshi SHIGENAGA2) and Satoru MIURA1)
Abstract
To examine the symptoms of drought stress and determine the number of non-rainy days before theoccurrence of such symptoms, we performed a drought experiment in which we intercepted rainfall to keep
it from reaching 24-year-old sugi (Cryptomeria japonica) and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted inlysimeters filled with clay loam or sandy loam. Drought treatment started on 29 July 2004. Soil drying progressedmore rapidly in the sugi clay loam plot than in the sugi sandy loam plot. In the sugi clay loam drought plot, thesoil water potential reached -80 kPa after 30 days of drought treatment, whereas the sugi sandy loam drought
plot required 18 more days to reach this state. Among the treatments, drought symptoms were first observed in
the sugi tree planted in clay loam, with trunk shrinkage and needle discoloration confirmed 48 and 79 days after
the start of drought treatment, respectively. Needle discoloration started around the main shoot, although the tips
remained green initially. The discolored area spread gradually, and the tip of the main shoot turned brown 100
days after the start of drought treatment. Trunk shrinkage of the sugi tree planted in sandy loam was detected
110 days after the start of drought treatment, and the whole crown turned reddish-brown due to low temperature
before the needle discoloration caused by drought. The old needles of all hinoki trees became brown and defoliatedin mid-November regardless of rainfall conditions. The hinoki planted in sandy loam that was denied rainfall
exhibited far more brown needles, particularly on the lower branches, although the main shoot remained green.
This experiment demonstrates that symptoms of drought stress in sugi and hinoki trees progress differently, andthe number of non-rainy days before the occurrence of trunk shrinkage or needle discoloration varies depending
on soil texture.
Key words : clay loam, drought, needle discoloration, sandy loam, water stress
要旨
スギならびにヒノキ個体で乾燥害の症状が発生し枯死に至る過程、および症状が発生するまでの無 降 水 期 間 を 明 ら か に す る た め に、 埴 壌 土 ま た は 砂 質 壌 土 を 充 填 し た ラ イ シ メ ー タ に 植 栽 さ れ た
24 年生スギ、 ヒノキを対象に、 地表面への降雨を遮断する土壌乾燥処理を行なった。 土壌乾燥処
理 は 2004 年 7 月 29 日 に 開 始 し、 土 壌 乾 燥 の 進 行 が 最 も 早 か っ た ス ギ 埴 壌 土 区 で は 30 日 後 に、 最も遅かったスギ砂質壌土区でも 48 日後には土壌水分ポテンシャルが -80kPa に達していることが確認された。 乾燥害症状は埴壌土に植栽されたスギで最も早く発生し、 処理開始から 48 日後に幹の収縮、79 日後に葉の変色が観察された。 葉の変色は梢端付近の褐変から始まり、 その時点では梢
端は緑色だったが徐々に変色部位が広がり、100 日後には梢端まで褐変が認められた。 一方、 砂質
壌土に植栽されたスギでは処理開始から 110 日後まで幹の収縮がみられず、葉の変色は不明瞭なま
ま低温により樹冠全体が赤褐色になった。 ヒノキは降雨遮断の有無に関わらず、11 月中旬に旧葉が褐変し落葉した。降雨遮断した砂質壌土に植栽されたヒノキは、他の個体と比較して下枝を中心に褐変葉が多く観察された。これらの結果から、幹の収縮や葉の変色といった乾燥害症状が発生するまでの無降水期間は土壌によって異なること、葉の変色症状はスギとヒノキで進行の仕方が異なることが示唆された。
キーワード：埴壌土、乾燥害、葉の変色、砂質壌土、水ストレス
原稿受付：平成 23 年 5 月 23 日 Received 23 May 2011
原稿受理：平成 23 年 10 月 5 日 Accepted 5 October 2011
1) 森林総合研究所立地環境研究領域 Department of Forest Site Environment, Forestry and Forest Products Research Institute (FFPRI)
2) 森林総合研究所九州支所 Kyushu Research Center, Forestry and Forest Products Research Institute (FFPRI)* 森林総合研究所立地環境研究領域 〒 305-8687 茨城県つくば市松の里 1 Department of Forest Site Environment, Forestry and Forest
Products Research Institute (FFPRI), 1 Matsunosato, Tsukuba, Ibaraki 305-8687, Japan, e-mail: kurya@ffpri.affrc.go.jp

NAGAKURA, J. et al.

264

１．はじめにて無降水日の連続を再現する土壌乾燥試験を行った。

乾燥害は干害ともいい、土壌乾燥が原因で起こる植２．材料と方法

物の葉の変色や枯死を指す。土壌中の水分の不足により植物が吸水できなくなり、組織や細胞が脱水される
ことによって発生する。造林木では植栽直後から一齢

試験地
森林総合研究所千代田試験地（茨城県かすみがうら

級以内の幼齢木の被害が多い（柳沢ら , 1980 ；久保山

市）内の平面ライシメータに植栽された 24 年生スギ、ら , 2003 ）。 ス ギ、 ヒ ノ キ 幼 齢 木 の 乾 燥 害 症 状 は、 ま

ヒノキ成木（ 2004 年時点）を試験に用いた。ライシメ

ず 梢 端 の 針 葉 が 枯 れ、 樹 冠 上 半 部、 樹 冠 全 体 へ と 枯ータは 1977 年に 2m 間隔で 4 基を 4 列の計 16 基建設

れ が 進 行 し て い く。 梢 端 枯 れ の 時 点 で 十 分 な 降 雨 がされた（ Fig. 1 ）。 いずれのライシメータも壁厚 20cm

あ れ ば 枯 死 に は 至 ら な い。 中・ 壮 齢 林 に お け る 乾 燥の コ ン ク リ ー ト 製 で、 縦 × 横 × 深 さ が 2m × 2m ×害の報告は幼齢木に比べると少ないが、九州地方（小1m 、底部には排水穴があり、最下部 20cm には排水用

河 , 1996; 讃井 , 1998b; 西村・讃井 ,1999 ）、四国地方に砂利が敷かれている。各ライシメータの脇には、底（ 加 藤 ら , 1989 ）、 関 西 地 方（ 中 川 ら , 1997 ） で は 少部に排水穴を持つ塩化ビニルパイプ製のタンク（直径

雨や無降水日の連続が原因と考えられるスギ、ヒノキ

50cm ）が埋設されている。これらのタンクはライシメ

中・壮齢林の枯損が報告されている。また、全国の民ータの排水穴とつながっており、タンクの水位を調節

有人工林気象災害の被害率によると、 近年 21 年生以することによりライシメータの排水状態を調節するこ上の林分で乾燥害の発生が増加している（久保山ら ,とができる。北側 8 基には千代田試験地付近で採取し2003 ）。

た関東ローム層の下層土が、南側 8 基には千葉県の第温 暖 化 に と も な い、 日 本 で も 気 温 の 上 昇 や 降 水 量、三紀層砂層の下層土が 80cm の厚さで充填されている。

降水パターンの変化が予想されている（ IPCC, 2007 ）。

それぞれの土性（土壌の粒径組成）は埴壌土（CL ）と気温の上昇は蒸散を促進し、降水量の減少や無降水期

砂質壌土（ SL ）で、砂質壌土は埴壌土に比べて細孔隙間の長期化は土壌水分量の減少を招く。 Shigenaga et（ -50kPa 以下の張力で水を保持する小さな孔隙）率がal. （ 2005 ）は、気温が 3 ℃上昇した場合、スギ人工林の蒸散量は 8 ― 18 ％増加するため、降水量が現在と変

端 4 基 に ヒ ノ キ が、 内 側 8 基 に ス ギ が、 1m 間 隔 で 1小さかった（的場ら， 1995 ）。 1980 年に南端 4 基と北わらなければ水分環境が悪化し、スギが衰退する地域

基につき 4 本植栽され、ライシメータの周囲にも同じが広がる可能性を示している。主要な造林樹種である

間隔でそれぞれの樹種が植栽された（10000 本 ha-1）。

スギとヒノキを比較すると、スギはヒノキよりも水消

植栽後 2 年間は施肥試験が行なわれた。その後は自己費量が多いため（ Nagakura et al., 2004 ）、乾燥害はヒ

間 引 き に よ り 本 数 が 減 少 し た 他、 1993 年 に 水 質 試 験ノキ林よりスギ林で発生しやすいことが予想される。

のため一部の植栽木が伐採された（小野寺ら , 1996 ）。
2003 年 3 月時点の本数密度は約 4700 本 ha-1 で、植栽木が残っているライシメータは 7 基だった。

実際、関東平野の都市近郊で広範囲に観察されるスギ
人工林の衰退は、水ストレスに対する感受性が高いス
ギの樹種特性と近年の気温上昇の 2 つが主な原因と考え ら れ て い る（ Sakata, 1996., Shigenaga et al., 2005,

降雨遮断による土壌乾燥試験

Matsumoto et al., 2006 ）。したがって、温暖化が進行

本研究では、 植栽木の残っている 5 基と無立木の 2すれば中・壮齢林でもスギを中心に乾燥害発生の危険基の計 7 基のライシメータを使用した (Fig. 1) 。植栽

性が高くなる。また、土壌型を元に全国の土壌の保水木が残っていても成長が著しく不良な 1 基と予備実験容量を評価し、水ストレス発生危険度が高い地域を抽に 使 用 し た 1 基 は 使 用 し な か っ た。 ス ギ に つ い て は、出した報告では、実際にスギ人工林の衰退のみられる

砂質壌土と埴壌土の各 1 基に降雨を遮断する処理を行

地 域 の う ち 三 河 地 方、 瀬 戸 内 地 方 が 抽 出 さ れ て い るう乾燥区を設置し、埴壌土の 1 基に降雨遮断を行わな（ Matsumoto et al., 2006 ）。スギ林衰退の地域性には、

い対照区を設置した。ヒノキについては、砂質壌土の保水容量が小さいという潜在的に水ストレスが発生し1 基に乾燥区を設置し、埴壌土の 1 基で対照区を設置やすい土壌の性質が関与していることが予想される。

した。これらに加えて、樹木がない場合の水損失を評

土壌乾燥により樹木に乾燥害が発生するまでの期間お価するために、無立木の砂質壌土と埴壌土各 1 基に対よび乾燥害の進行過程を知ることは、乾燥害の発生予し降雨遮断を行う乾燥区を設置した。対照区について測や早期発見の点で重要であるが、成木についての知は、樹木に水ストレスが発生するような土壌が強く乾見は少ない。本研究では、土壌の違いに着目しながら、燥した状態になることを防ぐため、夏季に数回土壌表土壌乾燥によるスギ、ヒノキ成木の枯死過程、および面から散水を行なった。立木本数は、スギ砂質壌土乾乾燥害が発生するまでの無降水期間を明らかにするこ燥区とスギ埴壌土乾燥区が 1 本、ヒノキ砂質壌土乾燥とを目的とした。具体的には砂質壌土または埴壌土に

区は 2 本、スギ対照区は 2 本、ヒノキ対照区は 3 本で植栽されたスギ、ヒノキ成木を対象に、降雨を遮断しあった。
森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures

砂質壌土

265

埴壌土

ヒノキ対照区

スギ対照区

スギ砂質壌土乾燥区

無立木埴壌土乾燥区

ヒノキ砂質壌土乾燥区 無立木砂質壌土乾燥区 スギ埴壌土乾燥区

スギ
ヒノキ

ビニール屋根梯子

タンク

使用しないライシメータ

Fig. 1. 使用したライシメータの位置図
Schematic diagram of the lysimeter

Fig. 1. 使用したライシメータの位置図
Schematic diagram of the lysimeter2004 年 7 月に、ライシメータ内に入る降雨を遮断するため、 乾燥区の地上高 1.5 － 2m にビニール製の屋
根をかけ、側面には寒冷紗を垂らした（ Photo 1 ）。同
年 7 月 20 日 に、 試 験 に 用 い る 7 基 の ラ イ シ メ ー タ 全

乾燥試験対象木部について、脇のタンクの排水穴に栓をしてから徐々に注水して充填土壌を底部から浸水させて、数時間後栓を抜いて排水した。 7 月 27 日に再度タンクに水を貯め、 28 日にはタンクに水を足すとともに、 1 基につき約 600L の水を土壌表面からホースで撒くことによって充填土壌全体を飽水させた後、 29 日に栓を抜いて自然排水させ、土壌乾燥処理を開始した。
樹幹周囲長の測定と樹冠の観察
乾燥害の発生時期を確認するために、経時的に樹冠の 観 察 と 樹 幹 周 囲 長 の 測 定 を 行 っ た。 樹 幹 周 囲 長 は、目視だけでは判別しにくい乾燥害の発生時期を幹の収縮という点から明らかにすることと、試験に用いた個
Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

Photo
降雨遮断の様子（ヒノキ砂質壌土乾燥区）
Photo
1. 1.降雨遮断の様子（ヒノキ砂質壌土乾燥区）
A drought
experiment
via rainfall
interception
A drought
experiment
via rainfall
interception(hinoki sandy loam drought plot)(hinoki sandy loam drought plot)

266

NAGAKURA, J. et al.

体が標準的な成長をしている個体であることを確認す

土壌水分ポテンシャルの測定と気象データ

ることを目的として測定した。樹冠の観察および写真

土壌水分ポテンシャルを直読式テンシオメータ（大撮 影 は、 ラ イ シ メ ー タ 外 の ス ギ 1 本 に 梯 子 を 設 置 し、

起 理 化 工 業 ） で 測 定 し た。 セ ン サ ー は 乾 燥 区 で は 深

その上部から定期的に行なった。梯子からでは観察・度 15 、 35 、 60cm 、対照区では深度 20cm に設置した。

撮影が困難な個体については、周辺道路や千代田試験

測定は 2004 年 4 月 13 日から開始した。土壌乾燥処理

地内タワー上から、フィールドスコープ（Field scope
ED, Nikon ）の接眼部に直結したデジタルカメラで望

1 回、 それ以外の期間は 2-4 週間に 1 回の頻度で測定

遠撮影した。樹幹周囲長は、平面ライシメータ敷地内

した。テンシオメータは内部の水が凍結すると破損しのすべての立木に地上高 1.2m の部位にバンドデンド

測定不能となるため、同年 12 月 17 日に水を抜いて測ロメータを設置して、経時的に測定した。測定は土壌定を中断し、 2005 年 4 月 22 日に測定を再開した。

開始から土壌が測定限界まで乾燥するまでの期間は週

乾燥処理を開始する前年の 2003 年 3 月 4 日に開始し、2003 年 か ら 2005 年 の 月 平 均 気 温 お よ び 月 降 水 量

4 月－ 9 月の成長期には 1 － 2 週間に 1 回、それ以外の期間には 2 － 4 週間に 1 回の頻度で行った。スギ対
照区の 2 本、ヒノキ対照区の 1 本のデンドロメータは2004 年 5 月 12 日に付け直した。各個体の胸高直径はデンドロメータで測定した地上高 1.2m の樹幹周囲長か ら 求 め た。 胸 高 直 径 の 増 加 率 は 2003 年 3 月 4 日 のについては、千代田試験地に最も近いアメダス観測地点である土浦気象観測所のデータを利用した（ http://

www.jma.go.jp/ ）。
３．結果
気象条件と土壌水分ポテンシャル

2004 年は、前後の年と比較して 2 月と 7 月の気温が加率＝ ( 測定値－初期値 ) / 初期値× 100 (%) ）。
高く、1 － 2 月および 7 － 8 月の降水量は少なかったが、2 つの台風到来により 10 月の降水量が著しく多かった
伐倒調査（ Fig. 2 ）。
土壌乾燥処理の開始から 1 年経過した 2005 年 8 月に、スギ埴壌土乾燥区は、植栽木が 1 本であったが他の使用したライシメータ内の立木をすべて伐倒・抜根し、乾燥区に比べて土壌乾燥の進行が早かった（ Table 1 ）。
値（初期値）に対する相対値として算出した（直径増

幹、葉、枯葉、枝、枯枝、球果、根の部位別に分けた後、各深度とも土壌乾燥速度はほぼ同じで、土壌乾燥処理

現場で生重量を測定した。地上部は伐倒後に樹高、胸開 始 か ら 30 日 経 過 し た 8 月 27 日 に は、 各 深 度 と も高直径を測定し、根は吊した状態で幅と深さを測定し土壌水分ポテンシャルがテンシオメータの測定限界のた。幹は地上高 0m と 1.2m で切り、以降は 2m ごとに-80kPa に達していることを確認した（ Fig. 3a ）。スギ

切りわけて生重量を測定した。対照区のスギについて

砂質壌土乾燥区は、スギ埴壌土乾燥区と同様に植栽木

は、当年葉と旧葉に分け、針葉が付いていても形態的は 1 本であったが、 土壌乾燥の進行は特に深度 60cmに 枝 の 特 徴 の 強 い も の は「緑 枝」、 針 葉 が ほ と ん ど 見で 遅 く、 各 深 度 の 土 壌 水 分 ポ テ ン シ ャ ル が -80kPa 以

られない褐色の枝を「枝」とした。スギの当年葉と旧下 にな っ たこ と を確認 したの は処理 開始か ら 48 日経

葉 は 地 上 高 10.2 － 14.2m に つ い て 1m 毎 の 層 別 に 分

過した 9 月 14 日であった（ Fig. 3b ）。ヒノキ砂質壌土

けた。乾燥区の個体は、完全に枯れていたため、枯葉

乾 燥 区 で 土 壌 水 分 ポ テ ン シ ャ ル が -80kPa に 達 し て いと枯枝をひとまとめにして測定した。根に付着した土

る こ と を 確 認 し た の は 処 理 開 始 か ら 36 日 後 の 9 月 2は高圧ホースで水をかけて取り除いた。幹以外の各部日だった（ Fig. 3c ）。

位の一部は研究室に持ち帰って生重量を測定し、 3 日

無 立 木 の 場 合 は、 土 壌 乾 燥 の 進 行 が 遅 く、 土 壌 乾間 75 ℃の乾燥機で乾燥させた後に重量を測定し、湿量

燥処理の開始から 1 年経過しても土壌水分ポテンシ

基準の含水率を算出した。幹については高さ別に切りャ ル が -30kPa 以 下 に 低 下 す る こ と は な か っ た（ Fig.

分 け た 丸 太 の 下 部 か ら 厚 さ 10cm の 円 盤 を と り、 5 日間 75 ℃の乾燥機で乾燥させた後に重量を測定し、含水

3d, 3e ）。 無 立 木 の 乾 燥 区 で は、 土 壌 乾 燥 の 進 行 は 深
度 15cm において最も早く、深度が深いほど遅かった。

比（乾量基準の含水率）を求めた。各部位の乾燥重量は、

対照区は夏には散水を行なったため、最も乾燥した時

生重量に乾燥係数（1 －含水率）を乗じて求めた。また、で も 土 壌 水 分 ポ テ ン シ ャ ル は -40kPa で、 土 壌 乾 燥 試持ち帰った葉試料の一部を粉砕し、単位乾重あたりの験の期間中に土壌が強く乾燥することはなかった（Fig.

窒素含有量を NC アナライザー（スミグラフ NC22F 、3f ）。

住化分析センター）により測定した。スギの葉は層別に採取したが、窒素含有量は加重平均して個体ごとの値として示した。ヒノキの葉は層別ではなく、各個体

葉の変色
土 壌 乾 燥 処 理 開 始 か ら 50 日 経 過 し た 2004 年 9 月の陽樹冠から 1 サンプルを採取し窒素含有量の分析に

16 日の観察では、各乾燥区の樹冠に可視的な変化は認供した。

められ なか った（ Photo 2a, 3a, 4a ）。 土壌乾 燥の 進行
が最も早かったスギ埴壌土乾燥区では、 79 日経過した
森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Table 1. 各症状が最初に観察された日（括弧内は土壌乾燥試験開始からの経過日数）
First
day thatofeachof thesymptoms
observed.
(In parentheses,
the numberofSymptoms
drought
stressfollowingwas
rainfallinterception
in sugi (Cryptomeria
japonica)
non-rainydays until the occurrence
symptomsof drought
andin lysimeters
filledstress.)
with soil of different textures
obtusa) treesofplanted
hinoki (Chamaecyparis
Table 1.

267

各症状が最初に観察された日（括弧内は土壌乾燥試験開始からの経過日数）

First day that each of the symptoms was observed. (In parentheses, the number of non-rainy days until the occurrence ofsymptoms of drought stress.)

樹種

土壌

処理

スギ

埴壌土

乾燥区

スギ 砂質壌土 乾燥区

個体No.

土壌水分ポテンシャ
ルが-80kPaまで低下

幹収縮

梢端付近の変色

梢端の変色

旧葉の褐変増加

樹冠全体の変色

2004/8/27（30日）

2004/9/14（48日）

2004/10/15（79日）

2004/11/5（100日）－※2005/4/22（268日）

2004/9/14（48日）

2004/11/15（110日） ※2005/4/22（268日） ※2005/4/22（268日）－※2005/4/22（268日）

ヒノキ 砂質壌土 乾燥区

1

2004/9/2（36日）

2004/10/1（65日）※2005/4/22（268日） ※2005/4/22（268日）

2004/11/18（113日） ※2005/4/22（268日）

ヒノキ 砂質壌土 乾燥区

2

2004/9/2（36日）

2004/10/15（79日）※2005/4/22（268日） ※2005/4/22（268日）

2004/11/18（113日） ※2005/4/22（268日）※ 低温により赤化した葉色が回復するまで、乾燥による変色が判別できなかった

Fig. 2.

2003 － 2005 年の月降水量と月平均気温
Monthly mean precipitation and temperature between 2003 and 2005

Fig. 2. 2003－2005年の月降水量と月平均気温
Monthly mean precipitation and temperature between 2003
and 2005

2004 年 10 月 15 日 の 観 察 で、 梢 端（ 先 端 か ら 約 1cmが多く見受けられたが、梢端および梢端付近は緑色だの部位）付近の葉が斑状に褐変していることを確認しった（Photo 4b, 4c ）。 141 日経過した 12 月 16 日には、た（ Photo 2b ）。変色は梢端から始まったわけではなく、周囲のヒノキは褐色葉の大部分が落葉し、樹体に残っ86 日 経 過 し た 10 月 22 日 に も 梢 端 に は 緑 色 が わ ず かている褐色葉は少なかったが、ヒノキ砂質壌土乾燥区に 残 っ て い た（ Photo 2c ）。 100 日 経 過 し た 11 月 5 日

では緑葉が少なく褐色葉が目立った（Photo 4d ）。しかの観察では、梢端まで褐変が認められた（ Photo 2d ）。

し、 2005 年 1 月 に な っ て も 梢 端 は 変 色 し て い な か っ

一方、スギ砂質壌土乾燥区では、141 日経過した 12 月

た（ Photo 4e ）。 2 月になると、低温により乾燥処理の16 日になっても樹冠に変色の兆候は観察されなかった

有無に関わらずすべてのヒノキで樹冠全体の色がくす（ Photo 3b, 3c, 3d ）。スギ砂質壌土乾燥区の樹冠の変色

み黄褐色になった（ Photo 4f ）。ヒノキ砂質壌土乾燥区が確認されないまま（Photo 3e ）、低温により乾燥区以

の個体では、下枝の葉はほとんど落葉したが、梢端の外のスギも葉色がくすみはじめたことを 2005 年 1 月

葉は褐変せず残存していた（ Photo 4g ）。 3 月になって11 日の観察で確認した（ Photo 2g, 3e ）。 2 月には、乾も樹冠全体の色がくすんでいたために梢端の褐変は不燥処理の有無に関わらずすべてのスギで陽樹冠全体が明瞭だった（ Photo 4h ）。

赤褐色になり、土壌乾燥による葉の変色と区別できなくなった（Photo 2h, 3f ）。

スギ、ヒノキともに乾燥区の個体における樹冠全体の 褐 変 は、 2005 年 4 月 下 旬 に 周 囲 の 個 体 の 葉 色 が 回

ヒノキは、土壌乾燥処理開始から 113 日経過した 11

復してから明確になった（ Photo 5a ）。スギは砂質壌土

月 18 日 の 観 察 で、 乾 燥 処 理 の 有 無 に 関 わ ら ず す べ て

乾燥区、埴壌土乾燥区ともに、陽樹冠は完全に枯死しの個体で下枝（樹冠の下半分）を中心に旧葉の褐変がて赤褐色になり、陰樹冠も色がくすんだまま葉色は回確 認 さ れ た（ Photo 4b ）。 ヒ ノ キ 砂 質 壌 土 乾 燥 区 の 個復しなかった（Photo 5a, 5b, 5c ）。 ヒノキ砂質壌土乾

体では、対照区やライシメータ外の個体よりも褐色葉

燥区は下枝が枯れ上がり、梢端に葉が残っていたもの

Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

NAGAKURA, J. et al.

268

a. スギ埴壌土乾燥区◆ 15cm○ 30cm△ 60cmb. スギ砂質壌土乾燥区◆ 15cm○ 30cm△ 60cmc. ヒノキ砂質壌土乾燥区◆ 15cm○ 30cm△ 60cmd. 無立木砂質壌土乾燥区◆ 15cm○ 30cm△ 60cme. 無立木埴壌土乾燥区

f. 対照区

7/ 3 7/ 28 8/ 22 9/ 16 10/ 11 11/ 5 11/ 30

2004年◆ 15cm○ 30cm△ 60cm● スギ 20cm□ ヒノキ 20cm
4/ 29 5/ 24 6/ 18 7/ 13 8/ 7

2005年

土壌乾燥試験開始からの経過日数（上）、日付（下）Fig. 3.

Fig. 3. 土壌水分状態の経時変化．
Changes in soil moisture conditions.
土壌水分状態の経時変化．
Changes in soil moisture conditions.

森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures269

直径増加率 (%)

10.0
8.0

a. スギ対照区

6.0
4.0
対照区1

2.0

0.0

対照区2
4/1 5/31 7/30 9/28 11/27 1/26 3/26 5/25 7/24 9/22 11/21 1/20 3/21 5/20 7/19

7.0

b. スギ乾燥区

直径増加率 (%)

6.0
5.0
4.0
3.0
2.0

砂質壌土

1.0

埴壌土

0.0

4/1 5/31 7/30 9/28 11/27 1/26 3/26 5/25 7/24 9/22 11/21 1/20 3/21 5/20 7/19

4.0

直径増加率 (%)

3.5

c. ヒノキ対照区

3.0
2.5
2.0

対照区1

1.5

対照区2

1.0

対照区3

0.5

0.0

4/1 5/31 7/30 9/28 11/27 1/26 3/26 5/25 7/24 9/22 11/21 1/20 3/21 5/20 7/19

7.0

d. ヒノキ乾燥区

直径増加率 (%)

6.0
5.0
4.0
3.0
2.0

砂質壌土1

1.0

砂質壌土2

0.0

4/1 5/31 7/30 9/28 11/27 1/26 3/26 5/25 7/24 9/22 11/21 1/20 3/21 5/20 7/19
2003

2004

2005

Fig. 4. 直径増加率の変化（矢印は土壌乾燥試験の開始を表す）

Fig. 4. 直径増加率の変化（矢印は土壌乾燥試験の開始を表す）
Changes in diameter (arrows indicate the start of drought treatment).
Changes in diameter (arrows indicate the start of drought treatment).
Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

NAGAKURA, J. et al.

270

a

d

g

2004.09.16

2004.11.05

2005.01.11

b

e

h

2004.10.15

2004.11.16

cf

2004.10.22

2004.12.16

2005.02.11

Photo
2. 2.
スギ埴壌土乾燥区の樹冠部の変化
Photo
スギ埴壌土乾燥区の樹冠部の変化
a：青丸で囲んだ個体が試験木，b, c：赤丸で囲んだ部位に緑色が残っている
Changesin the crown of the sugi tree in the clay loam droughtplot.
a：青丸で囲んだ個体が試験木，b,
c：赤丸で囲んだ部位に緑色が残っている
a: The blue circle indicates the target tree; b, c: The main shoot tip remained green (red circle)

Changes in the crown of the sugi tree in the clay loam drought plot.
a: The blue circle indicates the target tree; b, c: The main shoot tip remained green
森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011
(red circle)

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different texturesa

2004.09.16

d2004.12.16

b

2004.10.15

e2005.01.11

c271

2004.11.16

f

2005.02.11

Photo 3. スギ砂質壌土乾燥区の樹冠部の変化
Photo 3. スギ砂質壌土乾燥区の樹冠部の変化
a：青丸で囲んだ個体が試験木
Changes in the crown of the sugitree in the sandy loam drought plot. a: The blue circle indicates the target tree
a：青丸で囲んだ個体が試験木
Changes in the crown of the sugi tree in the sandy loam
drought plot. a: The blue circle indicates the target tree

Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

NAGAKURA, J. et al.

272

a

d

f

b

2004.09.16

2004.11.18

e

2004.12.16

2005.02.11

cg

2005.02.11

2004.11.18

2005.01.11

h 2005.03.08

Photo 4. ヒノキ砂質壌土乾燥区の樹冠部の変化 a, b：青丸で囲んだ個体が試験木
PhotoChanges in the crownof the 4.
tree in the sandy loam drought plot. a, b : The blue circle indicates the target treehinokiヒノキ砂質壌土乾燥区の樹冠部の変化

a, b：青丸で囲んだ個体が試験木
Changes in the crown of the hinoki tree in the sandy loam drought plot.
a, b : The blue circle indicates the target tree

森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures273a
スギ砂質壌土乾燥区

はしご

スギ埴壌土乾燥区

ヒノキ砂質壌土乾燥区bc

スギ砂質壌土乾燥区
スギ埴壌土乾燥区

ed

ヒノキ砂質壌土乾燥区

ヒノキ砂質壌土乾燥区

Photo 5. 2005 年 4 月 22 日の様子 . a. 遠景，b. スギ砂質壌土乾燥区，c. スギ埴壌土乾燥区，d. ヒノキ砂質壌土乾燥区，e. ヒノキ砂質土乾燥区の梢端 .
Photo
5. a.2005年4月22日の様子.
ス
April
Distant view, b. sugi sandy loam droughta.遠景，b.
plot, c. sugi clay スギ砂質壌土乾燥区，c.
loam drought plot, d. hinoki sandy loam drought
22, 2005.
plot, e. the tip of the main shoot in the hinoki sandy loam drought plot.

ギ埴壌土乾燥区，d. ヒノキ砂質壌土乾燥区，e. ヒノキ砂質土乾
Bulletin of FFPRI, Vol.10, 燥区の梢端.
No.4, 2011
April 22, 2005. a. Distant view, b. sugi sandy loam drought plot, c. sugiclay loam drought plot, d. hinoki sandy loam drought plot, e. the tip ofthe main shoot in the hinoki sandy loam drought plot.

274

NAGAKURA, J. et al.

の、葉色は冬に黄褐色に変色したまま回復しなかった（ Photo 5d, 5e ）。 2005 年 8 月の伐倒時には、乾燥区のスギ、ヒノキは枯死しており、スギの葉は赤褐色になり大部分が林床に落ち、ヒノキの樹冠上半部には赤褐
色の葉が残っていたが下枝にはほとんど葉が残っていなかった。スギ乾燥区の枯死針葉上には黒色の菌体が多く見られたが、本菌は病原性が弱く、衰弱した葉に繁殖するフォ－マ葉枯病菌（ Phoma cryptomeriae ）だった（森林総研 , 窪野高徳 , 私信）。
幹の収縮
土壌乾燥試験の前年（ 2003 年）には、ライシメータ
内外の被圧されていないスギ、ヒノキの多くは 4 月上g g-1 であったが、乾燥区のスギでは砂質壌土、埴壌土
ともに 0.14 g g-1 と大きく減少していた。ヒノキの葉の 含 水 率 は 対 照 区 で は 0.48 － 0.66 g g-1 で あ っ た が、乾燥区では 2 本とも 0.22 g g-1 とやはり大きく減少していた（ Fig. 5 ）。地上高別に採取した円盤の含水比は、乾燥区のスギは 0.14 － 0.30 g g-1、乾燥区のヒノキは0.21 － 0.30 g g-1 で、スギの幹は梢端に近いほど含水比が低い傾向がみられた（Fig. 6 ）。対照区の円盤の含水 比 は、 ス ギ は 0.52 － 0.66 g g-1、 ヒ ノ キ は 0.32 －0.54 g g-1 で、 ス ギ は ヒ ノ キ よ り も 幹 の 含 水 比 が 高 かった（ Fig. 6 ）。葉、円盤試料採取時には、対照区の土壌 は 深 度 20cm で 土 壌 水 分 ポ テ ン シ ャ ル が -10kPa と充分湿っていた（ Fig. 3f ）。

旬に直径が増加しはじめ、 6 月下旬まで急激に増加した（ Fig. 4a, 4b, 4c, 4d ）。 7 月以降は成長速度が緩やかになるものの 12 月まで増加を継続した。

個体サイズ
乾燥区のスギを埴壌土と砂質壌土で比較すると、胸土 壌 乾 燥 試 験 を 行 っ た 2004 年 に ス ギ が 肥 大 成 長 を

高 直 径 は そ れ ぞ れ 13.2cm と 13.1cm 、 樹 高 は そ れ ぞ

開始したのは前年と同様に 4 月上旬だった。スギ対照

れ 14.3m と 14.2m でほぼ等しかった（ Table 2 ）。根を区の 2 本のうち 1 本は 6 月下旬、もう 1 本は 7 月上旬

埴壌土と砂質壌土で比較すると、幅はそれぞれ 215cm

まで急激に直径が増加し、その後は 8 月中旬－ 9 月上と 175cm 、 深 さ は そ れ ぞ れ 110cm と 95cm 、 乾 重 は

旬にやや大きく増加した以外は 10 月下旬まで緩やかそれぞれ 11.6kg と 9.5kg で（ Table 2 ）、砂質壌土よりな増加が続いた（ Fig. 4a ）。 ライシメータ外のスギの埴壌土で大きかった（ Photo 6a ）。埴壌土では深さ 50

多くも 6 月下旬まで急激に直径が増加して、その後 10－ 80cm 深に細根が密生していた（ Photo 6c ）。砂質壌

月下旬まで緩やかに増加し続けた（データ省略）。 乾

土 で は 深 さ 40 － 70cm 深 に と こ ろ ど こ ろ 細 根 が 密 な燥区以外のスギは 2005 年 4 月上旬に肥大成長を再開部分があるものの細根量が埴壌土に比べて少なかったした。スギ乾燥区では砂質壌土、埴壌土ともに、 6 月（Photo 6b ）。スギ対照区も埴壌土であり、乾燥区のス

上旬まで直径が急激に増加し、その後は増加が緩やか

ギと同様に細根が密生していた。

になった。土壌乾燥処理開始（ 7 月 28 日）後もスギ乾対 照 区 の ス ギ 2 本 は、 胸 高 直 径 は 12.1cm と燥区の肥大成長は約 1 ヶ月続き、 8 月中旬－ 9 月上旬

12.6cm 、 樹 高 は 14.1m と 13.9m で、 乾 燥 区 の 個 体 に比べてやや小さかった（ Table 2 ）。対照区の 1 個体あたりの葉量は、スギは 4.4 － 4.7 kg （当年葉と旧葉の合 計）、 ヒ ノ キ は 0.9 － 1.9 kg で あ り、 ス ギ の 葉 量 はヒノキの 2.5 － 5 倍あった。スギの葉量全体に占める当年葉の割合は約 2 割だった。ヒノキ対照区の 3 本のうち 2003 － 2005 年にほとんど肥大成長しなかった個体（Fig. 4c ）は、個体乾重が 26.1 kg で、他の 2 本（ 37.2
kg および 51.6 kg ）に比べて小さかった。 T/R 比（地上 部 と 地 下 部 の 乾 重 比 ） は、 ス ギ は 5.1 － 5.6 、 ヒ ノ
キは 6.3 － 8.0 で、 地下部への乾物分配はスギよりヒノキで小さかった（Table 2 ）。
スギの葉の窒素含量は当年葉で 12.8 － 14.0 mg g-1、
旧 葉 は 9.0 mg g-1 で 当 年 葉 は 旧 葉 に 比 べ て 窒 素 含 有
量が高かった（ Table 3 ）。ヒノキの葉の窒素含有量は10.7 － 12.8 mg g-1 だった。

には対照区と同様にやや大きく直径が増加した（ Fig.

4b ）。スギ埴壌土乾燥区では 9 月 14 日、スギ砂質壌土
乾燥区では 11 月 15 日に直径の減少が確認され、 2005
年 春 に 直 径 が 増 加 す る こ と は な く、 2005 年 8 月 に 伐倒するまで直径は減少し続けた（Fig. 4b ）。
2004 年にヒノキが肥大成長を開始したのも、スギと同様に 4 月上旬だった。ヒノキ対照区 3 本のうち被圧されていた 1 本（対照区１）は、2003 － 2005 年の間、ほとんど肥大成長しなかったが、他の 2 本の肥大成長
は 10 月下旬まで続いた（ Fig. 4c ）。ヒノキ砂質壌土乾燥 区 の 2 本 の う ち 樹 高 の 高 い 個 体（砂 質 壌 土 １） は、
土壌乾燥処理開始後も 9 月中旬まで大きく肥大成長し続け、 10 月 1 日以降は直径の減少が確認された（Fig.
4d ）。 やや被圧されていた個体（砂質壌土２） の肥大
成長は 5 月下旬でほぼ停止したが、 10 月 15 日まで直径の減少は確認されなかった（ Fig. 4d ）。 ヒノキ砂質
壌土乾燥区では 2005 年春に直径が増加することはな
く、 2005 年 8 月 に 伐 倒 す る ま で 直 径 は 減 少 し 続 け た（ Fig. 4d ）。
土 壌 乾 燥 試 験 終 了 時（ 2005 年 8 月 2 － 3 日 ） に おける葉の含水率は、対照区のスギは 0.61 g g-1 と 0.63

４．考察
本研究ではライシメータという根の発達が制限される環境で生育した個体を利用したため、乾物分配、肥大成長、葉の窒素含有量を文献値と比較したが、乾物分配以外に大きく異なる点はなかった。 T/R 比は、平森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures

275

13.2ｍ

対照区1

11.2ｍ

地上高

対照区2
埴壌土乾燥区

a. スギ

9.2ｍ

対照区1

7.2ｍ

対照区2
埴壌土乾燥区

5.2ｍ

a. スギ

砂質壌土乾燥区

3.2ｍ

砂質壌土乾燥区

1.2ｍ

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

0ｍ
0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

対照区1
対照区2

13.2ｍ

対照区3
地上高

砂質壌土乾燥区1b. ヒノキ砂質壌土乾燥区2
0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

11.2ｍ

b. ヒノキ

9.2ｍ

対照区1
対照区2

7.2ｍ

対照区3

5.2ｍ

砂質壌土乾燥区13.2ｍ

砂質壌土乾燥区21.2ｍ

葉の含水率 (g g-1)

0ｍ

Fig. 5. 2005 年 8 月の葉の含水率
Needlecontent in August 2005.
Fig. 5.water
2005年8月の葉の含水率

0.0

0.5

Needle water content in August 2005.

1.0

1.5

2.0

含水比 (g g-1)

Fig. 6. 2005
82005年8月の円盤の含水比
月の円盤の含水比
Fig.年
6.
Water
content
of a tree disk in August 2005.
Water content of a tree disk in August 2005.

Table 2. スギ、ヒノキの立木サイズと各部位乾燥重量
Size and dry weight of each component of the sample trees.
Table 2. スギ、ヒノキの立木サイズと各部位乾燥重量

Size and dry weight of each component of the sample trees.

樹種

土壌

処理

個体

DBH*

樹高

根幅

根の深さ

当年葉

旧葉

緑枝

枝

球果

枯葉＋枯枝

幹

根

地上部

個体

T/R

No.

cm

m

cm

cm

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg

kg kg -1

スギ

埴壌土

対照区

1

12.1

14.1

163

140

0.9

3.5

0.3

1.4

0.17

0.03

34.2

7.3

40.6

47.8

5.6

スギ

埴壌土

対照区

2

12.6

13.9

190

110

0.8

3.9

0.4

1.9

0.38

0.00

34.0

8.1

41.4

49.5

5.1

ヒノキ

埴壌土

対照区

1

9.3

13.1

140

70

0.9

-

-

0.6

0.01

0.7

21.1

2.9

23.2

26.1

8.0

ヒノキ

埴壌土

対照区

2

9.6

14.2

130

120

1.9

-

-

1.4

0.06

1.7

28.7

5.3

33.8

39.2

6.3

3

12.1

14.2

140

80

1.5

-

-

1.0

0.18

2.5

35.9

5.5

41.1

46.6

7.5

ヒノキ

埴壌土

対照区

スギ

埴壌土

乾燥区

13.2

14.3

215

110

-

-

-

-

-

5.2

44.1

11.6

49.3

60.9

4.2

スギ

砂質壌土 乾燥区

13.1

14.2

175

95

-

-

-

-

-

6.2

42.0

9.5

48.2

57.7

5.1

ヒノキ

砂質壌土 乾燥区

1

14.2

12.9

130

82

-

-

-

-

-

5.1

39.8

6.7

44.9

51.6

6.7

ヒノキ

砂質壌土 乾燥区

2

10.2

11.8

140

80

-

-

-

-

-

6.5

26.7

3.9

33.3

37.2

8.6

*DBHは土壌乾燥試験直前の2004年7月の測定値。他は2005年8月の測定値であるため、乾燥区の個体は枯死している。

Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

NAGAKURA, J. et al.

276

a

b

c

Photo 6. a. 砂質壌土乾燥区（左）と埴壌土乾燥区（右）のスギの根， b. 砂質壌土乾燥区のスギの根，
c. 埴壌土乾燥区のスギの根 .
a. Roots of sugi trees in drought plots (left: sandy loam plot, right: clay loam plot), b. Roots of thetree inthe sandy loam drought plot, c. Roots of the sugi tree in the clay loam drought plot.
sugi a.
Photo 6.
砂質壌土乾燥区（左）と埴壌土乾燥区（右）のスギの根，

b. 砂質壌土乾燥区のスギの根，c. 埴壌土乾燥区のスギの根.
a. Roots of sugi trees in drought plots (left: sandy loam plot, right: clay
loam plot), b. Roots of the sugi均tree
the 以
sandy
loam
droughtc.キ で 3.2
直 径in
35cm
下の林
のスギ
で 約 3.5plot,、ヒノ,1983 ）、ライシメと報告されているのに対し（坂口らRoots of the sugi tree in the clay
loam drought plot.

ータ内のスギの T/R は 5 以上、ヒノキは 6 以上と高く

Table 3. 伐倒時の葉の窒素含有量

Nitrogen content of needles in August 2005.
Table 3. 伐倒時の葉の窒素含有量
Nitrogen content of needles in August 2005.
樹種

土壌

処理 個体
No.

部位

窒素含有量

スギ

埴壌土

対照区

1

当年葉
旧葉

(mg g -1 )
12.8
9.0

スギ

埴壌土

対照区

2

当年葉
旧葉

14.0
9.0

葉
葉
葉

12.8
10.7
12.8

ヒノキ
ヒノキ
ヒノキ

埴壌土
埴壌土
埴壌土

対照区
対照区
対照区

1
2
3

（ Table 2 ）、ライシメータ内の個体は地下部への乾物分配が少ない特徴があった。スギ、ヒノキの肥大成長の季節変化は、 森林総合研究所苗畑（茨城県つくば市）のスギおよび千代田試験地のヒノキについて 2 成長期に わ た っ て 詳 細 に 調 べ ら れ て い る（ 山 下 ら， 2006 ）。
この報告によれば、スギの周囲長増加は 4 月上旬に始
ま り、 6 月 下 旬 ま で 成 長 速 度 が 大 き く、 10 － 11 月 まで増加が続き、ヒノキの周囲長増加は 3 月末に始まり、

6 月 下 旬 ま で 成 長 速 度 が 大 き く、 11 月 ま で 増 加 が 続く。本研究に用いたスギとヒノキも、被圧されていた個体を除けば、 2003 － 2005 年の対照区、および土壌
乾燥試験前の乾燥区でほぼ同様の肥大成長パターンがみられた（Fig. 4 ）。日本におけるスギ針葉窒素含有量の平均値は 14.0 mg g-1 であるが（重永ら， 2008 ）、ラ
イシメータ内のスギ当年葉の窒素含有量は 12.8 mg g-1と 14.0 mg g-1 であり（ Table 3 ）、スギ成木の当年葉と森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures

して平均的な値であった。ヒノキの葉の窒素含有量は-1277てスギ埴壌土乾燥区で土壌水分ポテンシャルの低下が10.7 － 12.8 mg g で あ り（ Table 3 ）、 Inagaki et. al

早く進行した原因には、蒸散量の違いだけでなく、土（ 2010 ）が 17 カ所のヒノキ林で調べた葉の窒素含有量

壌の水分特性の差異も関与していると考えられる。埴の平均値 10.2 mg g-1 よりやや高かった。したがって、

壌土のスギは砂質壌土のスギより根が発達していたが本研究で用いたライシメータ内のスギ、ヒノキは地上（Table 3 、 Photo 6a ）、土壌水分ポテンシャルの低下が部と地下部への乾物分配はライシメータの影響を受け早い土壌で生育したために水ストレスを受けやすく、ていたものの、肥大成長のパターンや葉の窒素含有量

根 の 成 長 が 促 進 さ れ た 結 果 か も し れ な い（Gregory ，の点においては特殊な個体ではなかったといえる。

2006 ）。ヒノキでは、乾燥区の土壌は砂質壌土であり、土壌乾燥の進行にともない、スギ、ヒノキともにま

対照区の土壌は埴壌土である。上述したように、埴壌ず幹の収縮が確認され、遅れて葉の変色が観察された

土は砂質壌土に比べ土壌水分ポテンシャルが低下しや（Table 1 ）。幹直径は、蒸散の盛んな日中に減少し、夜すいが、対照区で土壌乾燥試験中に土壌が強く乾燥す

間に回復する日変化をするが、水分が欠乏すると細胞る こ と は な か っ た こ と か ら（Fig. 3f ）、 乾 燥 害 症 状 をの肥大や分裂が抑制され回復しなくなる（Abe et al.,2003 ）。乾燥区の個体で観察された幹直径の経日的な明らかにすることが目的である本試験の結果にはほとんど影響しなかったと考えられる。

減少は、蒸散によって減少した幹直径の回復が土壌乾

土壌乾燥による可視被害は、スギは梢端付近の葉の燥のため阻害された結果だと考えられる。幹直径の変変色から、ヒノキは下枝を中心とした旧葉の褐変増加化は、土壌乾燥に起因する葉の変色や枯死といった可から進行した。これまでに乾燥害によってスギ、ヒノ

視被害や蒸散の停止に先だって生じる特徴といえる。

キ苗木が頂端部の葉から枯れ下がることが報告されてスギの乾燥区においては、砂質壌土に比べて埴壌土いるが（柳沢ら、 1980 ）、 最初に変色するのが梢端でで土壌水分ポテンシャルの低下が早く進行し、幹の直はないことには言及していない。 スギ埴壌土乾燥区、径減少や葉の変色が早期に観察された。土壌水分ポテ

スギ砂質壌土乾燥区ともに、梢端付近の地上高 13.2m

ンシャルの低下速度は、土壌からの水分損失量（土壌で採取した円盤の含水比が最も低く（ Fig. 6a ）、 スギ

含水率の低下）だけでなく、土壌の孔隙組成に由来すの幹の中では梢端付近が強い乾燥を受けたことを反映

る水分特性によって決まる。降雨遮断を行った乾燥区していると考えられる。 ヒノキは常緑性の樹木だが、において土壌含水率の低下する経路は、①土壌表面かで あ る。 埴 壌 土 と 砂 質 壌 土 の 無 立 木 乾 燥 区 で は 土 壌

通常 10 月から 12 月に集中して落葉する（ Inagak i et.
al, 2010 ；三浦， 2000 ； Yamashita et. al, 2004 ）。本研
究でもヒノキは 11 月から旧葉が褐変した後に落葉し水分ポテンシャルの低下が少なかったことから（ Fig.

たが、乾燥区のヒノキは周囲の個体よりも旧葉の褐変らの蒸発、②樹木の蒸散、③底部からの流出、の 3 つ

3d, 3e ）、土壌表面からの蒸発量や底部からの流出量はが多くみられた。乾燥区のヒノキの褐変葉には、季節少なかったと推定できる。個体あたりの蒸散量は、単的に変色した以外に、水ストレスにより着葉したまま

位葉量あたりの蒸散量と個体葉量との積として求めら枯れたものが含まれていると考えられる。ヒノキ成木れる。 丹下（1987 ） が立地条件の異なる 19 年生スギの乾燥害については、初期は梢端の葉が白っぽく変色

林において蒸散量を測定した結果、年蒸散量の大小はし、進行すると梢端だけあるいは樹冠の上半分が茶褐

葉量と関係が深く、単位葉量あたりの年蒸散量には立色に変色した、との報告（加藤ら , 1989 ）がある一方で、地条件による大きな違いがなかった。したがって、単梢端に被害がでた後、樹冠の下部から上部へ、枝の基位葉量あたりの蒸散量は埴壌土と砂質壌土で大きな違部から枝先に症状が進行していった、という報告もあいはなかったと推定される。葉量は胸高直径と高い相る（久 林 , 1996 ）。 本 研 究 で ヒ ノ キ の 可 視 被 害 が 旧 葉関関係にあることが知られており（丹下ら， 1990 ；橋の褐変の増加から進行したのは、落葉時期と重なった

本・玉泉， 1995 ）、 砂質壌土乾燥区と埴壌土乾燥区のことが影響している可能性もあり、さらなる事例の蓄

スギは胸高直径がほぼ等しかった（Table 3 ）。しかし、積が重要と考えられる。

直径増加率が砂質壌土より埴壌土で大きく（Fig. 4b ）、

これまでの乾燥害の報告と比べて、本研究では降雨60cm 深での土壌水分ポテンシャルの低下速度も埴壌
土で大きかったことから（Fig. 3a, b ）、スギの蒸散に遮断により無降水状態になってから葉の変色発生までに要した期間が長かった。スギ、ヒノキの幼齢木造林

よる土壌からの水分損失量は砂質壌土乾燥区より埴壌

地で乾燥害が発生する目安は、乾燥しやすい立地では土乾燥区で大きかったと考えられる。

夏期で 30 日以上、冬期では 40 日以上の無降水日の連

土壌の含水率と水分ポテンシャルとの関係は孔隙続 だ と い わ れ て い る。 小 河（ 1996 ） は 半 旬（ 5 日 間 ）組 成 が 異 な る と 変 化 す る こ と が 知 ら れ、 埴 壌 土 は 砂

雨量が 10mm 以下の期間が夏期で 6 半旬、冬期で 8 半

質 壌 土 に 比 べ て、 含 水 率 の 低 下 に 対 す る 土 壌 水 分 ポ

旬以上連続することも乾燥害発生の目安となることを

テ ン シ ャ ル の 低 下 が 大 き い と い う 特 性 を 持 つ（ 波 多指摘している。スギ、ヒノキ成木については、宮崎県

野 , 1997 ）。 し た が っ て、 ス ギ 砂 質 壌 土 乾 燥 区 に 比 べ

で中・壮齢林に乾燥害が発生した年の気象データを分

Bulletin of FFPRI, Vol.10, No.4, 2011

NAGAKURA, J. et al.

278（ 7 月：26.9 ℃、 8 月：27.2 ℃）に発生している（讃井，Cryptomeria japonica. Tree Physiology, 23, 859863.
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IPCC (2007) Climate Change 2007: The PhysicalScience Basis, Cambridge University Press,
996pp.

1998a ）。また、樹冠への降雨は遮断されていなかった

加藤正樹・岩川雄幸・竹内郁雄・峰尾一彦・佐々木紀

ことも症状の進行が遅かった原因のひとつに挙げられライシメータの土壌は石礫をほとんど含まないため土(1989) 1989 年高知県で発生したヒノキの立ち枯れについて，森林総合研究所 四国情報， 2.
気 象 庁 (2011) http://www.jma.go.jp/, ( 参 照 2011-0427).
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況，日林九支研論集， 49 ， 97-98.
久 保 山 裕 史・ 鄭 躍 軍・ 岡 裕 泰 (2003) 主 要 な 森 林

壌の保水容量が比較的大きかったこと等も、葉の変色

気象災害の林齢別被害率の推定と考察，日本森林析 した 結果、 夏期は 幼 齢木 と 同様 に 30 日 前 後、 成長
休止期には 100 日前後の無降水日（ 20mm 以下の少雨を含む）の連続で発生したことが報告されている（讃井、 1996 ）。 しかし、 本研究では最も早く葉の変色が確認されたスギ埴壌土乾燥区でも土壌乾燥処理開始から 79 日を要し、 スギ砂質壌土乾燥区では明瞭に葉の変色を確認できたのは土壌乾燥処理開始から約 8 ヶ月経った 2005 年 4 月であった。この原因のひとつとして、土壌乾燥試験を行った 2004 年は降雨遮断を開始した
直後の 8 月の平均気温が 25.7 ℃と宮崎県の例に比べて低く、乾燥害が発生しにくい条件だったことが挙げられる（ Fig. 2 ）。宮崎県の中・壮齢林乾燥害は、土壌の保水性の高い地域では無降水日の連続だけでは被害が出ず、 7 － 8 月 の平 均 気温 が 平年 より 1 ℃ 以 上高い年る。町村（2008 ）によれば、降雨中には葉面から吸水が発生し、その量は降雨遮断量の 1/3 と見積もられている。降雨時に葉面から吸水することによって乾燥区の個体の水ストレスが軽減された可能性がある。他にも、本研究は土壌を十分飽水させてから開始したこと、学会誌， 85 ， 191-198.

が発生するまでに長期間を要した原因と考えられる。
本研究では無降水日の連続を実験的に再現すること

蜂屋欣二 (1983) 物質生産，坂口勝美監修 “新版スギのすべて”， 78-87.

によって、スギ、ヒノキ成木について、土壌への水分
供 給 を 停 止 し て か ら 48 － 110 日 後 に 樹 幹 が 収 縮 し、

橋本良二・玉泉幸一郎 (1995) スギ林における林冠の遅れて葉の変色症状が発生することを示した。スギの発 達 過 程 と 個 体 の 器 官 成 長 様 式， 日 本 林 会 誌，

乾燥害症状は砂質壌土より埴壌土で早く発生しており、土壌の性質によって乾燥害の発生時期が異なるこ

77 ， 153-162.
町 村 尚 (2008) 樹 液 逆 流 － 生 態 系 水 循 環 を 見 直 す，とが示唆された。今後は乾燥害の発生した地域につい大垣一成・江頭靖幸・渡會仁・松村道雄・中辻啓て土壌の保水力および水分特性に関する解析を進める

二 編 著 “ み ず 学 へ の 誘 い ”， 大 阪 大 学 出 版， 251-

261.

ことが、成木の乾燥害発生の原因を理解する上で重要

松井光瑶・樫山徳治・土井恭次 (1969) スギ林の気象と考えられる。

災害とその防除法，坂口勝美監修 “スギのすべて”， 288-300.

５．謝辞

していただいた。本研究は環境省地球環境保全試験研

Matsumoto, Y., Shigenaga, H., Miura, S., Nagakura, J.
and Taoda, H. (2006) Mapping of Japanese cedar(Cryptomeria japonica) forests vulnerable toglobal warming in Japan. Global Environmental
Research, 10, 181-188.

究費「地球温暖化の生物圏への影響、適応、脆弱性評

松本陽介・重永英年・三浦

試験地の設営では趙炳薫氏、 木村英雄氏に、 伐倒・抜 根調 査で は 金子 真司 氏、 小 林政 広 氏、 平 井 敬三氏、
山下香菜氏、木村英雄氏、軽部勳夫氏にご協力いただ
いた。また、窪野高徳氏にはスギ針葉上の菌の同定を

覚・長倉淳子・垰田宏

価に関する研究」により行われ、研究の一部に独立行(2006) 温 暖 化 に 対 す る ス ギ 人 工 林 の 脆 弱 性 マ ッ

政法人森林総合研究所エンカレッジモデルによる研究

プ，地球環境， 11 ， 43-48.
的場 節子・小林 政広・ 加藤 正樹・小林 繁 男 (1995) ラ

支援を受けた。

イシメータ土壌の変化（ I ）土壌の物理性，日林論，
６．引用文献Abe, H., Nakai, T., Utsumi, Y. and Kagawa, A. (2003)
Temporal water deficit and wood formation in

三浦

106 ， 215-217.
覚 (2000) 表層土壌における雨滴侵食保護の視点からみた林床被覆の定義とこれに基づく林床被森林総合研究所研究報告 第 10 巻 4 号 , 2011

Symptoms of drought stress following rainfall interception in sugi (Cryptomeria japonica)
and hinoki (Chamaecyparis obtusa) trees planted in lysimeters filled with soil of different textures

覆率の実態評価，日林誌， 82 ， 132-140.

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