関東森林研究論 文68-1(2017)福島第一原発事故後に植栽・発芽した 3 樹種の当年枝と葉の放射性セシウム濃度
Leaf and branch radiocesium concentration in planted and naturally regenerated three tree species
after the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant
田中憲蔵＊1 ・梶本卓也＊1 ・齊藤哲＊1 ・三浦覚＊1
Tanaka KENZO＊1 , Takuya KAJIMOTO＊1 , Satoshi SAITO＊1 and Satoru MIURA＊1＊１ 森林総合研究所
FFPRI., Tsukuba, Ibaraki, 305-8687, Japan
要旨：福島県田村市に設定した調査地で，東京電力福島第一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，葉と枝の放射性の 137Cs 濃度を測定した。
調査は，2016 年６月と７月に行なった。６月は３樹種とも新葉が展葉中であったが，７月には展葉はほぼ終わっていた。コナラについては７月に二次枝が伸長したためこれも分析した。７月のコナラについては，葉の搾汁液中のカリウムイオン濃度やクロロフィル量の指標となる SPAD 値も測定した。樹種間で 137Cs 濃度に違いが見られ，６月に採取した新葉ではスギの値が最も高く，アカマツ，コナラの順に低くなった。７月には，スギの 137Cs 濃度が減少したが，コナラとアカマツでは変化は小さかった。コナラの７月の 137Cs 濃度は，植栽・萌芽個体共に若い二次葉のほうが古い一次葉より高い値を示した。コナラの葉のカリウムイオン濃度は，成熟した一次葉に比べ若い二次葉で高い値を示したが 137Cs との相関はなかった。一方，コナラの葉の成熟度を表す葉面積当たりの葉重やクロロフィル量と 137Cs濃度には負の相関が見られ，葉の成熟度と 137Cs 濃度の間に密接な関係があることが分かった。
キーワード：アカマツ・カリウム・コナラ・スギ・137Cs
Abstract: We measured leaf and branch radiocesium (137Cs) concentration in planted and naturally regenerated tree species after theaccident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant of TEPCO. We collected current year shoots of planted seedlings ofCryptomeria japonica (Cj) and Quercus serrata (Qs), naturally regenerated seedlings of Pinus densiflora (Pd), and sprouted coppiceof Qs at June and July in 2016, respectively in Fukushima, Japan. Concentrations of 137Cs were measured for grinded samples byusing germanium semiconductor detector. The highest 137Cs concentration in June observed in current leaves of Cj, whereas Qs
leaves showed the lowest values. Leaf 137Cs concentration in the studied species reduced with leaf aging. Negative relation between
leaf 137Cs and indicators of leaf maturation such as leaf mass per area and chlorophyll content (SPAD value) in Qs also support thispattern. In contrast, relationship between leaf potassium ion and 137Cs concentrations in Qs leaves was not significant. Those results
suggested that leaf 137Cs concentrations decrease with increasing leaf maturation in those tree species.
Keywords: Cryptomeria japonica, Pinus densiflora, potassium, Quercus serrata, 137Cs

I はじめに放射性 Cs による木部汚染の指標として有効かもしれな

福島第一原発事故による放射性 Cs 汚染地域での林業い。しかし，葉や当年枝の放射性 Cs 濃度は季節変化するの再開にとって，事故後に植栽や天然・萌芽更新した樹可能性がある。
実際，葉齢に伴う葉の物質濃度の変動や，木が，どの程度土壌から放射性 Cs を吸収するのか明ら

季節や枝のサイズによる枝のカリウムなど物質濃度の変かにする必要がある。これまでの研究から，原発事故に化が報告されている（５，９，10）。特に，枝や葉の伸長より，葉や幹枝に沈着した放射性 Cs が直接樹体内に取展葉期には様々な物質が移動するため，放射性 Cs の変り込まれていることが明らかになっている（17）。そのた化も大きい可能性がある。福島原発やチェルノブイリ原め，事故後に植栽などにより更新した樹木の放射性 Cs 濃発事故後の調査からも，葉齢に伴う 137Cs 濃度の変化が度は直接汚染木に比べ減少すると予測されるが，報告例指摘されているが（１，２，３，16），伸長展葉期の知見は少ない（６）。

は限られている。また，放射性 Cs の樹体内での挙動は，一方，木材やシイタケ原木として利用される木部の性質が似たカリウムに類似するとの指摘があり，葉や茎汚染の程度を，立木段階で簡便に推定する方法も求めらの成長点で集積する可能性が高い（２，14，15）。しかし，れている。
葉や当年枝は，多個体での採取が容易なため，当年枝・葉の Cs 濃度の季節変化や，葉の成熟度との関係－

9 －（受理日 2017 年 3 月 30 日）

１．種間での葉と枝の放射性 Cs 濃度 事故後に植栽・は不明な点が多い。
この研究では，原発事故後の植栽や天然・萌芽更新し更新した樹木の葉や枝の放射性 Cs 濃度は，樹種間で異た樹木の当年枝と葉の放射性 Cs 濃度の違いについて，なることが明らかになった。６月の葉の 137Cs 濃度はス

林業樹種として重要なスギ（Cryptomeria japonica (Thunb.

ギが約 740 （Bq kg-1）と最も高く，次にアカマツ（370ex L.f.) D.Don），アカマツ（Pinus densiflora Siebold et Zucc.），

Bq kg-1），コナラ（100 Bq kg-1）の順に低く，種間で最大コナラ（Quercus serrata Murray）のシュートの伸長展葉期７倍の差が見られた（図－１，２）。原発事故による直接に調査を行った。また，コナラの葉のカリウムイオン濃汚染木の放射性 Cs 濃度の樹種間差も報告されており，度や葉の成熟度と放射性 Cs 濃度の関係についても検討

コシアブラで高くミズキなどで低いことなどがわかってを行なった。

いる（７，12，15）。これら種間差は，樹種によるカリウムを蓄積しやすい性質や樹皮の形態など様々な可能性がII 材料と方法指摘されている（11,13,14,15）。一方，事故後に植栽・更調査は，福島県田村市都路地区で行った。調査地の新した樹木の放射性 Cs 吸収についての報告例は限られ2015 年 11 月の空間線量は約 0.5μSv hr-1 で，放射性 Csているが，水耕栽培による 137Cs の吸収実験からは根かの沈着量は約 130 kBq m-2 であった。スギは 2013 年に植らの吸収量が植物種間で異なることが報告されている栽した個体，アカマツは約３～４年生の天然更新実生を（11）。さらに事故後に発芽した草本種間でも，経根吸収各 10 個体調査に用いた。また，コナラは 2013 年に植栽に差があることが示され（12），本研究の結果と矛盾しなした個体と，2012 年に伐採した株からの萌芽個体を各 10かった。
a800

2016 年６月に供試木の当年枝を採取し，アカマツとコギは，枝と葉の区別が困難なため分けずに測定した。また６月のスギについては，当年葉に加え古い一年葉も採600
137Cs (Bq kg-1)

ナラについては枝と葉に分け放射性 Cs を測定した。ス

800

Ab

P<0.05,

ANOVA

400c
200

137Cs (Bq kg-1)

個体選んだ。

B

LeafBranch600400200取した。７月にも同様の試料を採取したが，コナラにつ0

いては６月に伸びていた一次枝の先に新たに二次枝が伸01-year leaf Current year Current year(June)

長していたため，それぞれの枝を分けて採取した。また

leaf (June)

June

July

leaf (July)

７月はコナラ萌芽個体についても，一次枝と二次枝の採図－１． スギ（A）とアカマツ（B）の枝と葉の放射性取を行った。各樹種とも６月は展葉開始からまだ時間が

Cs 濃度． スギのバーの上の英小文字は有意差を表す．

たっていないため葉の色が薄く質感も柔らかかったが，Fig．１．Changes on radiocesium concentration in branches

７月には成熟した葉に近い葉色や堅さであった。

and leaves in Cryptomeria japonica (A) and Pinus densiflora(B). Different letters indicate significant differences (P < 0.05).
250

導体検出器（GEM20-70, セイコー EG&G）で測定し，半200減期を使って基準日（2016 年９月１日）に補正した値を用いた（３）。また，134Cs の濃度が個体によっては薄いため本研究では 137Cs の濃度で評価した。

137Cs (Bq kg-1)てから細かく粉砕し，放射性 Cs 濃度をゲルマニウム半７月に採取したコナラの植栽と萌芽個体の一次葉と二250

LeafBranchA***

137Cs (Bq kg-1)

全ての試料は，乾燥器（75℃）で 72 時間程度乾燥し150
10050B******

1501005000First shoot First shoot

次葉について，葉の様々な特性と 137Cs 濃度の関係を調200(June)(July)

SecondFirst shootSecondshoot (July)(July)shoot (July)

べた。まず，葉の搾汁液中のカリウムイオン濃度をカリウムイオンメーター（LAQUAtwin B-731，堀場製作所）

図－２． コナラ植栽個体（A）と萌芽個体（B）の枝とで測定した。次に葉の成熟度の指標となる，葉面積当た

葉の放射性 Cs 濃度．アスタリスク（***）は有意差を示りの葉重（LMA）を生葉面積と葉の全乾重から求めた。

す（P<0.001）．

また，葉内クロロフィル量の指標として，葉の SPAD 値

Fig．２．Changes on radiocesium concentration in current-

を SPAD-502（コニカミノルタ）で測定した。

branches and leaves in planted seedlings (A) and sprouted
coppices (B) in Quercus serrata. Asterisks (***) mean
statistical differences (P<0.001, t-test).

III 結果と考察－10 －関東森林研究

また，本調査地で直接汚染を受けたコナラ成木の当年

PlantedFirst shoot Second shoot

枝の 137Cs 濃度は約 420（Bq kg-1，三浦ら未発表）で，本68-1(2017)

SproutFirst shoot Second shoot

同様の低下は，千葉県内の事故後に植栽したコナラからLMA (g m-2) 75.8±2.8**SPAD
38.4±1.5**
K ion (ppm) 2760±233**も報告されている（６）。このことから，事故後に植栽・られた（10）。一方，葉の搾汁液中のカリウムイオン濃度更新した樹木の放射性 Cs 濃度は，直接汚染木より低くは，若い二次葉で有意に高かった（表－１）。他の研究かなることが期待できると考えられた。

らも，若い葉でカリウム濃度が増えることが指摘されて研究のコナラ植栽木や萌芽枝の約４倍の濃度を示した。

49.6±2.0**19.8±2.6**3200±226**81.7±2.6**
40.2±1.0**
1955±78**61.3±1.8**26.4±1.4**2730±86**

おり（９），本研究の結果と矛盾しなかった。
２．葉と枝の放射性 Cs 濃度の変化 調査した３樹種

また，コナラの植栽，萌芽個体とも LMA，SPAD 値との葉の放射性 Cs 濃度は葉齢とともに減少すると考えら

137Cs 濃度には有意な負の相関がみられ（図－３AB），未れた。スギでは，６月に展葉をはじめた当年葉で 137Cs 濃

成熟な葉ほど 137Cs 濃度が高くなることが明らかになっ度が最も高く，７月の同じ当年葉では約 40％値が低下した。常緑樹を対象とした研究でも，葉の老化とともにた（図－１A）。さらに，６月に採取した一年葉の値は当137Cs 濃度が低下することが明らかになっており（15），年葉に比べ約６分の１の値に低下しており，葉齢ととも本研究で見られた一次・二次葉間での 137Cs 濃度の違いに放射性 Cs 濃度が低下すると考えられた。アカマツのと似ていた。一方，葉の 137Cs 濃度と搾汁液中のカリウム葉も，６月に比べ７月の値は約 40％低下したが，僅かにイオン濃度には有意な関係が見られなかった（図－３C）。

統計的な有意差はなかった（t-test, P=0.068）。一方，アカいくつかの樹種では，Cs と元素特性が似ているカリウム

マツの当年枝の 137Cs は，６月と７月でほとんど同じ値

濃度と 137Cs 濃度には正の相関が見られることが指摘さを示した（図－１B）。コナラの植栽と萌芽個体の葉と枝れている（14,15,16）。本研究では，搾汁液中のカリウムの 137Cs 濃度を比較したところ，葉，枝とも植栽と萌芽個イオン濃度を用いて比較したが，細胞壁などに吸着して体間で差は見られなかった（図－２, ANOVA, P>0.05）。

いるカリウムなどは十分抽出出来ていないと考えられる。

一方，コナラ植栽個体の葉の 137Cs 濃度は，６月と７月の今後，これらの葉内の総カリウム量と 137Cs 濃度の関係一次枝の葉（一次葉）で差が見られなかったが，同じ７を解明することで，カリウムと 137Cs 濃度の関係がより月の一次葉と二次葉を比べると約 10％値が有意に大き明確になると考えられた。

コナラ萌芽個体の一次と二次枝の葉と枝を比べると，両100

者とも若い二次枝で値が高く（図－２B, t-test, P<0.001），80

若い葉で 137Cs 濃度が高まると考えられた。

600060

ロフィル量の指標となる SPAD 値で推定出来た。７月にSPAD value

採取したコナラの一次葉に比べ，若い二次葉は，LMA や葉は，LMA やクロロフィル量が低くなることが分かって

Sprouty = -0.19x + 84.0r² = 0.45
P<0.0120

ラの葉の成熟度は，葉面積当たりの葉重（LMA）やクロ

5000

C4000

SproutPlanted

3000

2000
1000

200400600
Leaf 137Cs (Bq Kg-1)

B

4000200400600
Leaf 137Cs (Bq Kg-1)

SproutPlanted

Sprouty = -0.055x + 41.5
r² = 0.21
P<0.0520

Planted seedlingy = -0.09x + 39.9
r² = 0.24
P<0.05おり，これらの値が葉の成熟度の指標になると考え
00

表－１．コナラの一次葉と二次葉の LMA，SPAD 値，カPlanted seedlingy = -0.12x + 87.5
r² = 0.32
P<0.01

SproutPlanted40

３．コナラの葉の成熟度と放射性 Cs 濃度の関係 コナ

SPAD 値が半分程度であった（表－１）。樹木の未成熟なA

K ion concentration (ppm)120

LMA (g m-2)

かった（図－２A）。しかし，枝に関しては差がなかった。

200400
Leaf 137Cs (Bq Kg-1)

600

リウムイオン濃度．**は有意差を示す（P<0.01, t-test）．

図－３． コナラの LMA（A），SPAD 値（B），カリウ

Table 1. Leaf mass per area (LMA), SPAD value, and potassium

ムイオン濃度（C）と放射性 Cs 濃度の関係．植栽木の外ion concentration of Quercus serrata leaves attached on the first

れ値１点は除外して解析した．

and secondary shoot. Asterisks (**) means statisticalFig．３. Leaf mass per area (LMA, A), SPAD value (indicatordifferences (P<0.01, t-test).

of leaf chlorophyll content, B), and leaf potassium ion content(C) in relation to radiocesium concentrations (137Cs) in Quercus
serrata. We excluded an outlier of planted trees for the analysis.

－11 －枝における放射性セシウムの動態．関東森林研究 66:131134

４．まとめ 福島原発事故後に植栽・更新した樹木の放射性 Cs 濃度は，直接汚染木に比べ低下する可能性が（７）NAKAI, W., OKADA, N., OHASHI, S., and TANAKA,

高いが，放射性 Cs の経根吸収量には種間差があると考A. (2015) Evaluation of 137Cs accumulation by mushrooms andえられた。一方，葉の成熟度と放射性 Cs 濃度には密接なtrees based on the aggregated transfer factor. J. Radioanalytical

関係があり，葉齢とともに放射性 Cs 濃度が低下するとNucl. Chem. 303:2379-2389

考えられた。しかし，今後，放射性 Cs の経根吸収が続け（８）TAGAMI, K., UCHIDA, S., ISHII, N., and KAGIYA,

ば樹木体内の放射性 Cs 濃度が高まることも考えられる。

S. (2012) Translocation of radiocesium from stems and leaves

実際，アカマツや樹冠上部のヒノキの葉でも事故から数of plants and the effect on radiocesium concentrations in newly

年後に新葉の放射性 Cs 濃度が増加することが報告され

emerged plant tissues. J. Environ. Radioact. 111:65-69ていることからも（４），事故後に植栽・更新した樹木の（９）堤利夫（1973）陸上植物群落の物質循環．60pp．

長期的な放射性 Cs 濃度のモニタリングを継続する必要

共立出版

がある。

（ 10 ） ŠESTÁK, Z. (1985) Photosynthesis during leafdevelopment. 396pp. Dr W Junk Publishers.

謝辞（11）SOUDEK, P., TYKVA, R., and VANĚK, T. (2004)

試験地設定や現地調査，分析に際し，ふくしま中央森林

Laboratory analyses of 137Cs uptake by sunflower, reed and組合の関係者各位，森林総合研究所の多くの研究員及びpoplar. Chemosphere 55:1081-1087

非常勤職員のご協力を頂いた。厚くお礼申し上げる。な（12）田中憲蔵・梶本卓也・齊藤哲ら（2016）福島原発

お本研究は，森林総研交付金プロジェクト「森林の放射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性セシウム動態解明による将来予測マップの提示」，林野

シウム濃度．関東森林研究 67:45-48

庁委託事業「森林内における放射性物質実態把握調査事（13）YAMASHITA, J., ENOMOTO, T., YAMADA, M.,業」，農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業「放射ONO, T., HANAFUSA, T., NAGAMATSU, T., SONODA, S.,

能汚染地域におけるシイタケ原木林の利用再開技術開発」

and YAMAMOTO, Y. (2014) Estimation of soil-to-plant

により実施した。

transfer factors of radiocesium in 99 wild plant species grownin arable lands 1 year after the Fukushima 1 Nuclear Power

引用文献

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