はじ

めに

独立行政法人森林総合研究所の平成 18 年度研究成果選集をお届けいたします。
森林総合研究所は平成 17 年に百周年を迎え、 今後の長期的な方針として、 ミッシ ョ ン ス テ ー ト メ ン ト 「森 林・ 林 業・ 木 材 産 業 に 係 わ る 研 究 を 通 じ て、 豊 か で 多様 な 森 林 の 恵 み を 生 か し た 循 環 型 社 会 の 形 成 に 努 め、 人 類 の 持 続 可 能 な 発 展 に 寄与します」 を公表いたしました。
平 成 18 年 度 か ら は、 第 2 期 の 中 期 計 画 * に 入 り、 よ り 一 層 の 開 発 研 究 の 重 点
化 と と も に、 我 が 国 の 科 学 技 術 の 発 展 と 技 術 立 国 へ の 貢 献 と し て、 基 礎 研 究 の 分野も明確に設定しました。 特に、 開発研究においては、 地球温暖化、 国民の安全・
安 心・ 快 適、 新 た な 林 業・ 木 材 利 用 の 問 題 の 3 つ の 分 野 を と り あ げ、 川 上 か ら 川
下 ま で を 一 貫 す る 方 向 で 問 題 解 決 に 向 け、 以 下 の よ う な 体 系 の も と に 研 究 を 進 めて参ります。
開発研究の重点分野「地球温暖化対策に向けた研究」「森林と木材による安全・安心・快適な生活環境の創出に向けた研究」「社会情勢変化に対応した新たな林業・木材利用に関する研究」
基礎研究の重点分野「新素材開発に向けた森林生物資源の機能解明」「森林生態系の構造と機能の解明」
これらの重点分野の下には、 さらに 12 の重点課題を設定し、 研究を推進しており ま す。 研 究 所 に お い て は、 毎 年 実 施 す る 重 点 課 題 推 進 会 議 に お い て 各 重 点 課 題の 進 捗 状 況 を 点 検 し、 重 点 課 題 評 価 会 議 に お い て 外 部 評 価 委 員 に よ る 評 価 を 受 け
た う え で、 主 要 な 成 果 を 抽 出 し、 研 究 成 果 選 集 と し て と り ま と め て お り ま す。 今
回は平成 18 年度の研究成果をとりまとめ、 目次には表題と概要を掲載するとともに、 研 究 成 果 ご と に 見 開 き 1 ペ ー ジ で 概 要 を 解 説 い た し て お り ま す。 専 門 用 語 に
つ き ま し て は、 巻 末 に 用 語 解 説 と し て と り ま と め て お り ま す。 で き る だ け 簡 潔 な
言 葉 を 用 い る よ う に 努 め て い る つ も り で す が、 あ る 程 度 は 専 門 的 な 表 現 が 必 要 な
ことはご容赦いただきたいと存じます。 皆様の参考になれば幸いと存じます。

2007 年 7 月
独立行政法人森林総合研究所

理事長

鈴木和夫

* 中期計画の詳細は、http://ss.ffpri.affrc.go.jp/dokohyo/ckeikak-18.pdf をご覧下さい。

森林総合研究所
重点分野

アア

平成 18 年度
目 次

研究成果選集地球温暖化対策に向けた研究

アアａ 森林への温暖化影響予測及び二酸化炭素吸収源の評価・活用技術の開発
京都議定書に対応した国家森林資源データベースの開発…………………………………………… ４
京都議定書の第一約束期間（2008-2012 年）に向けて、議定書に定められた森林の吸収量を科学的に算定・報告する手法の開発とともに、それを実行するための国家森林資源データベースを開発しました。

永 久 凍 土 地 帯 の カ ラ マ ツ 林 生 態 系 に お け る 炭 素 収 支 の 解 明 …………………………………………６
地球温暖化に最も敏感な地域といわれる北東ユーラシアの永久凍土地帯に成立するカラマツ林生態系では、炭素蓄積量は土壌や根に多く分布し、CO2 フラックス観測の結果、年間の炭素収支はわずかにシンク（CO2を吸収）と推定できました。

落葉広葉樹林における CO2 フラックスを群落多層モデルで再現…………………………………… ８

札幌の落葉広葉樹林において、光合成による CO2 吸収と葉・幹・土壌の呼吸による CO2 放出を観測し、これら
CO2 の吸収・放出を気象条件からシミュレーションする群落多層モデルを用いて、タワー観測による森林生態系の CO2 フラックスの測定結果を概ね再現することができました。

アアｂ 木質バイオマスの変換・利用技術及び地域利用システムの開発
レブリン酸収率の画期的な向上…………………………………………………………………………… 10
木質バイオマスを総合的に利用する新しいシステムとして、バイオプラスチック等へ変換可能な有用基礎化
合物として世界的に有望視されているレブリン酸を木材から高収率で製造することに成功しました。

超・亜臨界水処理ベンチプラント製造と木材糖化液のエタノール発酵……………………………… 12
バイオエタノールや化学工業材料の原料となるグルコース、オリゴ糖等の糖類を木材から直接効率的に生産できる超・亜臨界水処理ベンチプラントを開発しました。

木材利用による CO2 削減効果の評価モデルの開発と日本への適用…………………………………… 14
木材利用分野による CO2 削減効果を計算するために、炭素吸収量評価モデルを開発しました。このモデルを使うことにより、今後木材利用の増減がどのように影響を与えるかの将来予測ができるようになりました。

重点分野 アイ 森林と木材による安全・安心・快適な生活環境の創出に向けた研究
アイａ 生物多様性保全技術及び野生生物等による被害対策技術の開発
KumaDAS（クマダス）のススメ……………………………………………………………………………… 16
過去約 10 年間のツキノワグマによる人里域への出没頻度を分析した結果、近隣の府県間で似たような傾向が見られました。このことから、ブナやドングリなど堅果類の豊凶を調べることで、全国各地でクマ出没の予報システム（クマダス）を構築することができる可能性がでてきました。

「ピンチくん」ゲーム感覚で学ぶ外来種の脅威…………………………………………………………… 18
外来種対策をいっそう進め、新たな外来種を生まないために、住民の意識調査を行い、教材としてトランプ型ゲーム「ピンチくん」を開発しました。これを用いたモデル授業で、生徒の意識がはるかに向上することを明らかにしました。

サビマダラオオホソカタムシを利用したマツノマダラカミキリ防除技術の開発…………………… 20
サビマダラオオホソカタムシはマツ材線虫病を伝搬するマツノマダラカミキリの天敵昆虫です。この虫を室内で増殖し、被害マツ林に放飼することによりマツノマダラカミキリを防除する手法を考案しました。

アイｂ 水土保全機能の評価及び災害予測・被害軽減技術の開発
林野火災の延焼危険度と早期警戒システムの開発……………………………………………………… 22
林野火災による被害を減らすため、人工衛星を利用して森林を監視し、燃えやすくなっている森林を検出するシステム、ならびに発生した林野火災の場所を特定し、火災が起きた都道府県の防災機関にただちに通報するシステムを開発し、ホームページで公開しました。

カンボジア国森林流域における水・森林環境データセットの作成…………………………………… 24
カンボジア国はこれまで森林研究が遅れ、観測データの無い地域でした。そこで、将来の適正な水資源・
森林資源管理などに役立てるため、詳細な地上調査と人工衛星データを統合して、水環境・森林環境デー
タセットを作成し公開しました。

地震によって山地斜面はどのように動いたか？－中越地震発生時の地すべり変動観測－………… 26
平成 16 年に大きな被害をもたらした新潟県中越地震による地すべり発生危険度を解明するため、自動観測で得られた地震時の地すべり挙動を解析しました。地震時には地すべり運動が降雨時と同じ区域で活発化す
ることや地下水の水圧が鋭く変動することが分かりました。

アイｃ 森林の保健・レクリエーション機能等の活用技術の開発
ブナ天然林で森林のセラピー効果を検証………………………………………………………………… 28
これまでに森林セラピープロジェクトでは 24 ヶ所の森で森林浴実験を行いました。その中で効果が顕著に表れたブナを中心とした天然落葉広葉樹林における実験を紹介します。血圧やストレスホルモン濃度の低下などが顕著に認められ、森林浴が生理的にリラックス効果、ストレス緩和効果をもたらすことを実証しました。

魅力的な森林景観づくりへむけたガイドブック………………………………………………………… 30
森林の景観づくりに携わっている人たち、これから関わろうとしている人たちを対象に、より魅力的な森
林景観をつくるための計画の組み立て方や、考え方の道筋を提供するため、ガイドブックをまとめました。

里山の森林動物と共存していくために…………………………………………………………………… 32
里山の森林動物と共存し、生き物とのふれあいの場としての里山の保全方法を探るため、リスを指標動物として生息調査を行いました。その結果、動物たちが生息できる環境を維持するためには、生息に必要な面積を確保し、つながりのある森林を残していかなければならないことがわかりました。

アイｄ 安全で快適な住環境の創出に向けた木質資源利用技術の開発
地域材を用いた新集成材の開発と JAS 規格への提案…………………………………………………… 34
スギ等地域材を用いた新しい集成材を改訂予定の集成材 JAS に反映させることを目的に、新しいラミナ等
級及び集成材等級の強度についてシミュレーション及び実証試験を行い、新規等級に設定すべき基準値を明らかにしました。

木質建材工場から出る大気汚染物質を減らす…………………………………………………………… 36
合板などの木質建材を作る工場の乾燥、接着、塗装工程から、大気汚染物質の原因の一つである VOC（揮発性有機化合物）がどのくらい排出されるかを調べ、作業工程における VOC の排出量を減らす技術を開発しました。

重点分野 アウ 社会情勢変化に対応した新たな林業・木材利用に関する研究
アウａ 林業の活力向上に向けた新たな生産技術の開発
森林所有権の移動の実態と影響が明らかになる ……………………………………………………… 38
全国の森林組合等を対象にした調査によって、森林所有権移動の地域性や要因が明らかとなりました。今後、国や自治体が講じるべき対策として、森林組合による森林売買の仲介機能の強化や森林購入資金の低利融資制度の拡充などを提案しました。

簡易レールによる新たな森林資源収穫システムを開発！…………………………………………… 40
森林内に散在する森林バイオマスや間伐材を効率的に収穫するため、モノレールの技術を応用して、機動性に優れた簡易レールと、敷設装置、収穫搬出機械からなる収穫システムを開発しました。

タケの地上部現存量を簡易に推定する……………………………………………………………… 42
モウソウチク林の放置状態を回避する一つの手段として、バイオ燃料等の大規模な利用開発の取り組みが始
まっています。そのために、放置状態にあるモウソウチク林の地上部現存量を簡易に推定する方法を開発しました。

森林・林業・木材産業の将来を見通す…………………………………………………………………… 44

さまざまな前提条件の下で、森林資源、木材生産等の将来動向を見通すために、森林資源モデル、木材需給
モデル、労働力・生産性・生産量を統合した林業セクターモデルなどを開発し、概ね 2020 年に至る森林・林業・
木材産業の将来予測をまとめました。

アウｂ 消費動向に対応したスギ材等林産物の高度利用技術の開発
火災に強い集成材をつくる………………………………………………………………………………… 46
4 階建て以上の建物を木造でつくるには、その構造を維持するはりや柱は、火災にあった時に燃え尽きてしまわない材料でなければなりません。難燃薬剤を注入した木材を積層することで、火災にあっても燃え止る
耐火性能をもった集成材を開発しました。

消費者に好まれる乾しいたけの栽培技術の開発………………………………………………………… 48
日本の食卓になじみ深い乾しいたけの嗜好調査を行い、消費者の好みを明らかにすると共に、特に香りに焦点を合わせた品質の改良方法を開発しました。

重点分野 イア 新素材開発に向けた森林生物資源の機能解明
イアａ 森林生物の生命現象の解明
ポプラ完全長 cDNA 約 20,000 種類の収集に成功……………………………………………………… 50
ポプラ完全長 cDNA 約 2 万種類を収集しました。これは、ポプラの推定遺伝子数の約 40％に相当します。
ポプラ完全長 cDNA は、樹木の生理機能の解明、有用な組換え樹木の創出等へ応用が期待されます。

スギ花粉から多数のアレルゲン類似遺伝子を発見……………………………………………………… 52
未知のスギ花粉アレルゲンを探索するために、スギ花粉でどのような遺伝子が働いているかを解析しました。スギ以外の植物で既に知られているアレルゲンと類似する遺伝子が多数見つかり、今後のスギ花粉ア
レルゲンの解析に貢献することが期待されます。

イアｂ 木質系資源の機能及び特性の解明
市販木竹酢液中に含まれるホルムアルデヒド含有量の実態解明……………………………………… 54
特定防除資材として指定が留保されている木竹酢液の安全性を確認するために、市販木竹酢液に含まれる
ホルムアルデヒド含有量の実態を網羅的に調べました。

重点分野 イイ 森林生態系の構造と機能の解明
イイａ 森林生態系における物質動態の解明
森林土壌の乾燥と水の通り道……………………………………………………………………………… 56
森林土壌中の水移動において、トンネルのような大きなすき間を流れる急速な移動は、土壌が水で満たされるほど湿らなければ生じないと考えられてきました。しかし、「撥水性」を示す土壌では、乾燥時にも生じることが分かりました。

大気からの窒素負荷の進行とスギ林への影響…………………………………………………………… 58
大気からの窒素負荷による森林の衰退が危惧されていますが、７年間スギ林に窒素養分の散布試験を行った
ところ、スギの生育に有害な影響はみられなかったものの、土壌の酸性化が進むことが確かめられました。

谷頭斜面の流出特性－「あめふりくまのこ」は何を見たか？－………………………………………… 60
水源となる源流域で一時的に生じる流出の特徴を調べた結果、普段は水が流れていない谷でも、常に水が流れている場所より、単位面積あたりでは多くの流出が生じる場合のあることがわかりました。

イイｂ 森林生態系における生物群集の動態の解明
被食防御物質タンニンに富むドングリをアカネズミが利用できるわけ……………………………… 62
ドングリには、動物による被食を防御する物質タンニンが高濃度で含まれています。ドングリを主要な餌とするアカネズミが、唾液と腸内細菌の働きによって、タンニンの有害な影響を克服してドングリを利用しているメカニズムを明らかにしました。

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集京都議定書 * に対応した国家森林資源データベースの開発
温暖化対応推進領域
森林管理研究領域
森林管理研究領域
立地環境研究領域

温暖化対応推進室
環境変動モニタリング担当チーム長
資源解析研究室
領域長

松本 光朗
粟屋 善雄
家原 敏郎
高橋 正通

背景と目的
地球温暖化の緩和を目的とし、先進国各国に温室効果ガス * の削減目標を示した京都議定書
は、2008 ～ 2012 年の第一約束期間において 1990 年を基準にして 6% の排出削減という目標
を日本に示しました。その一方、森林による温暖化効果ガスの吸収を考慮し、1990 年以降に行われた新規植林・再植林による吸収量や、1990 年以降に森林経営活動がなされた森林の吸収量に限って、3.8％相当量まで排出削減目標達成に利用できることとなりました。このような背景から、森林総合研究所では京都議定書に向けた森林吸収量の算定・報告手法の開発を行うとともに、それを実行するための国家森林資源データベースを開発しました。

成 果
我が国の森林吸収量の算定・報告手法の開発を実行するシステムとして、国家森林資源データベースを
京都議定書に対応した我が国の森林の吸収量の算定・ 開発しました（図 1）。国家森林資源データベースは、図報告手法を検討し、以下のような算定・報告手法を開発 2 のように、森林簿や森林計画基本図など行政情報を基礎しました。
とし、その蓄積量・成長量の情報を森林資源モニタリング(1) 対象の森林を、最低樹高 5m、最低樹冠被覆率 30%、 調査（林野庁）などの実測調査によりクロスチェックし、最低面積 0.3ha、最小幅 20m と定義しました。
位置情報をオルソフォトや衛星画像でクロスチェックす(2) 1990 年以降の新規植林・再植林・森林減少面積は、 る、といった検証が可能な構造のもとに設計されています。
オルソフォト * や高解像度衛星画像を用いた 500m このデータベースは、森林簿や森林計画図、オルソフォト
グリッド（格子）の抽出調査により把握します。
など日本の森林をカバーする多様なデータを搭載するとと(3) 森林経営活動は、育成林では「植栽など更新作業、 もに、それらの解析機能を持っています（表 1、図 3）。
下刈りなど保育作業、間伐および主伐」とし、天然以上の成果は、2006 年 8 月に政府が国際連合気候変生林では「法令等に基づく伐採規制など保護・保全措置」と定義しました。1990 年以降に、これらの 動枠組み条約事務局に提出した「気候変動枠組み条約に基づくインベントリ報告書」および「京都議定書に基活動が実施された森林が算定の対象となります。
(4) 吸収量は 2008 年～ 12 年の炭素蓄積の変化量から推 づく割当量に関する報告書」に反映されました。さら定することとし、バイオマス拡大係数、容積密度な に、ここで開発された方法は、京都議定書第一約束期間（2008-12 年）における日本の吸収量の算定方法として
ど炭素量推定に必要な係数を明らかにしました。
(5) 枯死木、リター、土壌の炭素量の推定については、 採用されることになり、国家森林資源データベースが実
日本用に調整したセンチュリーモデル * を用います。 際の算定・報告に用いられる予定です。
(6) 不確実性の評価や算定値の検証を重視した設計としました。
国家森林資源データベースの開発
上記の要件を満たし我が国の森林の吸収量を算定・報告
4

本研究は、環境省地域環境研究総合推進費「京都議定書吸収源としての森林機能評価に関する研究」、および林野庁受託費「森林吸収量報告・検証体制緊急整備対策事業」による成果です。

FFPRI

図1

図2

国家森林資源データベースの外観

林野庁の森林資源データベース室に設置され
ています。

表1
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行政情報を基礎として、その蓄積量・成長量の情報を森林資源モニタリング調査（林野庁）など実測の林分情報で検証し、位置情報をオル
ソフォトや衛星画像の地理情報で検証する、といった複数の情報を関連づけた構造を構成しています。

国家森林資源データベースの概要ி㒔㆟ᐃ᭩ࡢࡓࡵࡢ⟬ᐃ࣭ሗ࿌᳃ᯘ㈨※⌧ἣ࣭ᯘᴗࢭࣥࢧࢫ➼ࠊ᳃ᯘ࡟㛵ࡍࡿᇶ♏᝟ሗࡢᥦ౪
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森林吸収量の算定・報告の構造⏬ീ᝟ሗᅵᆅ฼⏝᝟ሗ
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図3

国家森林資源データ
ベースの画面

国家森林資源データベースでは、全国の森林資源情報が地理
情報システム（GIS）として統合されています。この画像は、オルソフォトを背景に林班界とリンクされた属性情報を表示しています。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
森林総合研究所 平成 18 年度 研究成果選集

永久凍土 * 地帯のカラマツ林生態系における炭素収支の解明
立地環境研究領域 土壌資源研究室長
九州支所

松浦 陽次郎育成林動態担当チーム長 梶本 卓也

気象環境研究領域 気象研究室長

中井 裕一郎立地環境研究領域 養分動態研究室

森下 智陽

背景と目的
北緯 58 ～ 72 度、東経 90 ～ 165 度のロシア連邦北東ユーラシア地域には、ほぼカラマ
ツのみから成る森林が成立し、その下には永久凍土が連続して分布しています。永久凍土上に成立した広大な森林地帯は地球上でこの地域にしかありませんが、過去 30 年間の平均気温が最も上昇した地域で、生態系への温暖化の影響が非常に危惧されています。しかし、詳細な生態学的研究はこれまでほとんど行われておらず、炭素蓄積量や炭素循環の様子は不明でした。そのため、東南アジアから北東ユーラシアに及ぶ地域の炭素収支を解明する
ために、中央シベリアのカラマツ林生態系で、炭素蓄積量と炭素収支を推定しました。

成 果
生態系の炭素の８割が土壌に蓄積している生態系

凍土上のカラマツ林は二酸化炭素吸収源（シンク）か？

年間の平均気温がマイナス 9℃、年降水量は 200 ～私たちが行った二酸化炭素フラックス観測（図５）の350mm 程度しかない永久凍土地帯（図１）では、樹木

結果では、年間の二酸化炭素吸収量は 1 ヘクタールあの生長も落葉落枝の分解速度も、他の気候帯に比べるとたり炭素換算で 0.5 トンとなり、永久凍土地帯のカラマ

非常に遅いのです。永久凍土上のカラマツ林生態系（図ツ林生態系はわずかにシンク（森林生態系が炭素を吸収

２）では、生態系全体に蓄積している有機物としてのしている）側と推定できました。また、樹木の幹などに

炭素は 1 ヘクタールあたり 123 トンでした（図３）。そ蓄積する速度は非常に小さいながらも、地下部の根系でのうち生きた植物に 11 トン、林床の有機物に 15 トン、 は細根の生産量が多いことや、北方の森林に特有な、林土壌（約 80cm までの深さ）に 97 トンの炭素が蓄積し床をうめつくす地衣類や蘚苔類、灌木類の炭素固定速度ていました。これに対して、適潤～多雨地帯の熱帯からも無視できないことが明らかになりました。

温帯の森林では、土壌よりも地上部に多くの炭素を蓄積する傾向があります。
永久凍土地帯のカラマツ林生態系で見られる炭素蓄積のもう一つの特徴は、植物の地上部に匹敵する根系の多さです（図４）。熱帯から冷温帯までの森林では、地上部と地下部の炭素蓄積量の比がおおよそ 4:1 ～ 10:1 の間となりますが、永久凍土地帯のカラマツ林ではその比が 2:1 より小さくなり、ところによっては 1:1 まで下がってしまいます。永久凍土という厳しい土壌環境で水分や養分を獲得するために地下部により多くの炭素を配分しているのです。
6

これらの知見は、将来的に北東ユーラシアのカラマツ林生態系が地球の炭素収支にどの程度影響するのかを見積もる際に役立ちます。
本研究は、環境省地球環境研究総合推進費・戦略的研
究開発領域課題「21 世紀の炭素管理に向けたアジア陸域生態系の統合的炭素収支研究」(2002 ～ 2006 年度 )による成果です。
詳しくは：Kajimoto T. 他 (2006) Forest Ecology andManagement 222:314-325. Matsuura Y. 他 (2005)
PHYTON 45:51-54 をご覧ください。

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図1

永久凍土の分布とカラマツ林生態系

図3

図4

図2

中央シベリアのカラマツ林生態系（秋）中央シベリアの永久凍土地帯におけるカラマツ林
生態系の炭素収支

地下部に広がる根系の様子

図5

二酸化炭素フラックス観測タワー* については、巻末の用語解説をご覧ください。
森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集落葉広葉樹林における CO2 フラックスを群落多層モデルで再現
北海道支所
北海道支所
北海道支所
気象環境研究領域
立地環境研究領域

CO2 収支担当チーム長
寒地防災研究グループ
植物土壌研究グループ
気象研究室
土壌資源研究室

宇都木 玄
北村 兼三
田中 永晴、阪田 匡司、飛田 博順
中井 裕一郎、渡辺 力
石塚 成宏

背景と目的
森林生態系の二酸化炭素（CO2）吸収量は、＜葉の光合成による吸収＞と＜樹体（葉・幹枝・根）の呼吸及び土壌有機物の分解による放出＞の微妙なバランスの上に成り立ち、刻々と変化する気象の影響を強く受けます。そのため、気象変化にともなう森林生態系のCO2 吸収量の変化を予測することを目的に、シラカバ、ミズナラを主とした落葉広葉樹林
において、タワーを用いた森林－大気間の CO2 フラックス（タワーフラックス）と光合成
および呼吸の個別プロセスを通年観測しました。そして、光合成、呼吸のプロセスを導入した群落多層モデルを用いて CO2 の流れをシミュレーションした結果、タワーフラックスを概ね再現することができました。

成 果
大気－森林間の CO2 フラックス
森林総合研究所北海道支所の羊ヶ丘実験林に建設した高さ 40m のタワーを用い（図１)、タワーフラックスを
30 分ごとに測定しました。開葉と共に CO2 は急速に吸収され始め、葉が生い茂ると、吸収量は日射量の増減と共に変動しました。そして、落葉が始まると吸収量は速やかに減少し、積雪期には僅かですが CO2 が森林から大気へ放出されるようになりました ( 図 4 参照 )。この方法によると、森林生態系の年間の CO2 吸収量は、炭素換算で約 3.4 トン／ ha となりました ( 図 2)。

ha あたり年間約 3.8 トン、2.3 トンと推定されました (図 2)。
一方、森林土壌からの CO2 放出速度を連続測定するとともに ( 図３c)、20m 間隔 100 地点における季節別の短時間測定から水平的な変動を加味して林分当たりの年間放出量を推定すると、土壌から放出される炭素量は、
ha あたり年間約 9.4 トンと推定されました ( 図 2)。

群落多層モデルによる CO2 収支のシミュレーション
観測した光合成、呼吸のプロセスをすべて導入した群
落多層モデルを用い、CO2 フラックスをシミュレーシ
総光合成量の推定ョンした結果、タワーで観測した CO2 フラックスを概森林の葉量は樹種毎に高さに応じて変化し、葉層の下 ね再現することができました（図４）。この成果は、
日々層ほど暗くなることなど加味して、樹種・季節・階層別に、 の気象情報をもとにした森林の CO2 吸収量の推定や予
光量－温・湿度－光合成速度の関係を数式化（パラメタ 測、さらに温暖化など気候変動にともなう吸収量の変化ライズ）して林冠光合成をシミュレーションした結果、 の予測に役立ちます。しかし、夜間や積雪期の CO2 の年間に光合成によって固定される CO2 量（総光合成量） 放出速度に関して問題点もあり、今後も精度向上をはか
は、炭素換算で約 18.5 トン／ ha と推定されました ( 図 り相互検証をすすめる必要があります。
２)。
本研究は文部科学省、新世紀重点研究創世プラン
葉・幹枝・森林土壌からの炭素の放出速度(RR2002)「陸域生態系モデル作成のためのパラメタリ
幹や枝に透明なチャンバーを取り付け（図 3 ｂ）
、 ゼーションに関する研究」による成果です。
CO2 の放出速度（呼吸速度）を測定し、温度・成長量・
幹枝表面積との関係から年間の放出量を求めると、葉お詳しくは：Watanabe, T. et al. (2005) Phyton, 45:353-360
よび幹枝の呼吸によって放出される炭素量は、それぞれ をご覧ください。
8

FFPRI

図1

羊ヶ丘実験林と 40 ｍのフラックス観測タワー

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3.4

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18.5

3.8

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図2-2 -1

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図 3a

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羊ヶ丘実験林におけるモデル炭素収支とフラックスタワー観測による炭素収支。（2000-2003 年の平均値）。生態系呼吸量は夜間のタワー観測から推定した生態系の全炭素放出量。

図 3b

光合成の測定図 3c

幹呼吸の測定20

図40

土壌呼吸の測定年間の CO2 フラックスの変動（1 日単位）
マイナス値が吸収を示す。

DOY：１月１日起算の経過日数
200 日は 7 月 19 日
直線：タワー観測値□点：モデル計算値

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DOY

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9

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集レブリン酸収率の画期的な向上
バイオマス化学研究領域 木材化学研究室 山田 竜彦、久保 智史

背景と目的
化石資源に依存した社会から、生物資源（バイオマス）に立脚した循環型社会への転換が世界的に求められています。森林総合研究所では、植物バイオマスから製造できるレブ
リン酸という物質に注目しました。レブリン酸は、様々な製品の原料となる基礎化学物質として有望視されています。代表的な製品としては、燃料添加剤、除草剤、プラスチックなどが考えられています（図１）。また、レブリン酸は、2004 年に米国エネルギー省により開発のターゲットとすべき植物由来の有用基礎化合物の一つとしても選定され、世界的にその製造・利用技術の開発が注目されています。
今回、木質バイオマスを総合的に利用するバイオリファイナリーシステムとして加溶媒分解法をとりあげ、エチレングリコールをスギ木粉に対して高い割合で用い、縮重合反応を抑制することで、レブリン酸収率を理論値の 81％まで高めることができました。

成 果
レブリン酸を製造する新システム

収率が低下することが分かりました。したがって、レブ

木質バイオマスからレブリン酸を製造する方法には、 リン酸の収率向上には、反応条件を厳密に制御し縮重合
従来から酸加水分解法が検討され、２段階の特別な連続耐圧反応装置を用いて木質バイオマスを処理することでレブリン酸を高収率（70％）で生産できることが報告されています。しかし酸加水分解法では、木材中に約20~35％含まれているリグニン成分が酸で縮合してしま反応を抑制する必要があることが分かりました。
レブリン酸生成収率の改善
以上の考えに基づき、酸加水分解法と同様に反応を２段階で制御することで、収率を 50％程度まで改善でき

い、マテリアルとしての利用が困難です。森林総合研究

ることをつきとめました（表１）。さらに、加溶媒分解

効利用できる方法を研究しています（図１）。

り、スギ木材を用いた試験では、理論値の 81％の収率

レブリン酸生成メカニズムの解明としない方法で、木質バイオマスを原料としたレブリン

所では、木質バイオマスを余すことなく利用するため、 試薬としてエチレングリコールを高い割合で用いること
高収率でレブリン酸を製造すると同時に、リグニンも有 で、縮重合化合物の生成を高度に抑制できることが分かを達成できました。このことにより、特別な装置を必要

開発当初、我々の方法によるレブリン酸の生産収率は、 酸の高収率生産が可能となりました。本研究のような簡理論値の 20~30％程度と低いものでした（表１）。そこ

便な常圧下の加溶媒分解処理で高収率が達成できたこと

で、収率を改善するためにモデル化合物を使ったレブリ

は、学術的にも意義深く、バイオマスからの効率的レブン酸生成反応の詳細な検討を繰り返し、ヒドロキシメチ

リン酸製造法として期待されています。

ルフルフラール等の反応中間体の反応性に収率向上の鍵があることをつきとめました（図２）。反応中間体が高詳しくは：山田竜彦、小野擴邦、栗本康司「リグノセ濃度で蓄積されると反応中間体同士が互いに反応し、大ルロースの有効利用方法」特開 2004-083482 をご覧く

きな分子を形成（縮重合反応）するため、レブリン酸の

ださい。

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図1

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森林総合研究所バイオリファイナリーシステム

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図2

加溶媒分解プロセスにおけるレブリン酸の生成メカニズム

表1

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スギ木粉の各種加溶媒分解におけるレブリン酸の収率

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11森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集超・亜臨界水処理ベンチプラント * 製造と木材糖化液のエタノール発酵

木材改質研究領域 機能化研究室

松永 正弘、松井 宏昭

きのこ・微生物研究領域 酵素利用担当チーム長 野尻 昌信（株）神戸製鋼所

大塚 剛樹、山本 誠一

背景と目的
木質資源は光合成によって作り出される再生産可能な循環型資源です。そのため、石油や石炭をはじめとした化石資源の代わりにエネルギー原料や化学工業原料等を製造するための技術開発が強く求められています。
私達はこれまで、超・亜臨界水を用いて木材からバイオエタノールや工業材料の原料となる単糖やオリゴ糖を効率よく生産するための処理方法について研究を進めてきました。
小型装置を使った実験の結果、超・亜臨界水処理で木材を高速に糖化できることがこれまでにわかりました。そこで、今度はさらにスケールアップさせたベンチプラントを設計・製造し、将来の実用可能性を検証するための実験を行いました。

成 果
ベンチプラントを使った木材の超・亜臨界水処理

反応液のエタノール発酵

超・亜臨界水とは高温・高圧の水のことで（図１）、

生成した反応液を使ってエタノール発酵実験を行いま

木質バイオマスをはじめとした有機物を短時間で低分した。酵母培養液をビーズ状に固定化してチューブに詰

子化することができます。しかも水と熱のみを利用しめ、そこにグルコース濃度が 1.3mg/ml の超・亜臨界

たクリーンな反応なので、環境にも配慮した処理技術

水処理反応液を流して連続的に発酵させました（図４）。

です。小型の処理装置を使ってこれまでに得られた実3 日で約 500ml の試料を通液させたところ、反応液中

験結果を元にして、今回、図２に示すような連続処理のグルコースはほぼ完全にエタノールに変換されましたも可能な超・亜臨界水処理ベンチプラントを開発しま （図５）
。通液速度が速いとエタノールに変換できないグした。反応器の内容積は約 2 リットル、最大木粉処理

ルコースが多くなりますが、通液速度を調節することで量は約 500g で、従来の小型装置の約 17 倍の処理能力

変換率を 100% 近くまで向上することができました。

を持っています。
このベンチプラントを用いてスギ木粉を 300 ～ 325

今後は、ベンチプラントを用いて超・亜臨界水処理に℃・15MPa の超・亜臨界水で処理したところ、反応液

必要なエネルギーやコストをさらに削減できるような処

中には小型装置の時と同様にグルコースやオリゴ糖な理条件を検討するとともに、効率よくエタノール発酵がどの水溶性糖類が生成していることが確認されました

できるように反応液の糖濃度を高める方法や発酵阻害成（図３）。また、糖収率は約 40% で、小型装置の時の糖分の影響について検討していく予定です。

収率とほぼ同じでした。これらの結果から、大型化したベンチプラントでも超・亜臨界水処理による木材からの糖生産が十分可能であることがわかりました。
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本研究は、農林水産技術会議委託費「超臨界水及び亜臨
界水処理による高度資源化技術の開発」による成果です。

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図3

HPLC による反応液の成分分析結果

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図5

固定化酵母によるエタノール発酵* については、巻末の用語解説をご覧ください。
13

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集木材利用による CO2 削減効果の評価モデルの開発と日本への適用
構造利用研究領域 木質構造居住環境研究室 恒次 祐子
木材特性研究領域 領域長

外崎 真理雄

背景と目的木材を利用することによって 3 つの温暖化防止効果があると期待されます。第 1 は樹木が吸収した二酸化炭素 (CO2) をそのまま貯蔵して大気中に戻さない「炭素貯蔵効果」、第 2は他材料に比較して材料を作る際のエネルギーが少なく、CO2 の排出も少ないという「省エネルギー効果」、そして木材をエネルギー源として利用することにより化石燃料由来の
CO2 排出を削減できる「化石燃料代替効果」です。今後木材利用分野によってどのぐらいの CO2 削減効果が見込めるかを予測することは、日本の温暖化防止政策を考える上でも重要です。
本研究では建築物、家具、紙について利用－廃棄モデルを開発し、木材を利用する際のCO2 削減量が将来どのようになるかを計算しました。

成 果
モデルの仕組み木材や紙はその重さ ( 水分を除く ) の約半分の炭素を貯蔵しています。本研究で開発したモデルでは、毎年新しく作られる建築物、家具、紙の量と廃棄されるこれらの量を予測し、国内に存在する木材量 (「炭素貯蔵効果」) を推計することができます。また、もし新しく建てられる建築物のうち、木造のものが増えれば「省エネルギー効果」が発生しますので、それも推計できます。そして廃棄される建築物、家具、紙の量からエネ
ルギー利用できる木材量を計算し、「化石燃料代替効果」
を推計できるようにしました。

現在、各国で協議しているところです。そこでこのモデルでは、3 種類のルールで計算をして結果を比較できる
ようにしました。
木材の積極的な利用を
図 2 はモデルを用いた、木材利用による炭素吸収・排出量です。この計算では、今後建てられる建築物中の木造率や木製家具の生産量、国産材の利用率などは現在のままであると仮定しています。大気フロー法が採択された場合、木材利用は大きなマイナス ( 排出 ) と評価されてしまいます。ストックチェンジ法やプロダクション法が採択された場合でも、炭素吸収はほとんど 0 となる
ことが分かりました。
図 3 は今後つくられる建築物中の木造率や家具製品中の木製率を 70% に増加させた際に「炭素貯蔵効果」「省
エネルギー効果」「化石燃料代替効果」がどのぐらいになるかを計算した結果です。2020 年には、3 つの効果を合わせて年間約 1200 万トンの炭素吸収が見込まれます。日本の森林による吸収量が 1300 万トンであることを考慮するとかなりの効果です。CO2 削減には木材の積極的な利用が大切であることを明らかにしました。

計算の国際ルール
木材による「炭素貯蔵効果」を計算するための国際的なルールは今のところ 3 種類提案されています。
1) ストックチェンジ法：国内に存在する木材量の増減によって吸収・排出量を計算します。輸入材は日本に含めます。
2) プロダクション法：日本の森林から産出された木材量の増減によって吸収・排出量を計算します。輸入
材は輸出した国に含められます。
3) 大気フロー法：日本で廃棄・焼却された木材量から、
詳しくは：外崎真理雄他（2005）日本エネルギー学
大気への排出量を計算します。輸入材、輸出材は無会誌 84：973-979 をご覧下さい。
視されます。
これらのうちどれを統一ルールとして採択するかは、
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図2

3 種類の計算法による炭素吸収・放出量㻝㻠Ⅳ⣲㔞㻔ⓒ୓㼠㻙㻯㻕

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図3

積極的に木材を利用した際の「炭素貯蔵」「省エネルギー」「化石燃料代替」効果

15

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集KumaDAS（クマダス）のススメ
野生動物研究領域 野生動物管理担当チーム長 岡 輝樹

背景と目的
2006（平成 18）年は、史上最悪の規模でツキノワグマが人里域に出没し、大きな社会問題となりました。人身被害件数は全国で 140 件に達し、有害獣として駆除されたツキノ
ワグマの数は 5,000 頭を超えました。
いま、「山の実」とくにブナやドングリなどの「堅果類」が豊作か凶作かによって、ツキノワグマによる人里への出没多発を予測しようという取り組みが各地でおこなわれています。しかし、これまでのデータの蓄積がないため、こうした「山の実」の豊凶が本当にクマ出没と関係があるのか、よくわからない地域も多いようです。
ところで、堅果類の豊凶は広い範囲で同じように変動することが知られています。ということは、もしクマの出没がこの豊凶に関連して起こるものであるなら、出没の変動パターンも近隣の県で似たものとなるはずです。そこで、人里への出没の多少を示す有害駆除数の変動パターンが、どの程度似ているかを調べてみました。

成 果
KumaDAS（クマ出没予測システム）
かりました（図 1）。つまり、ある県がクマの出没多発
数年に一度起こる東北地方のクマ出没多発は、主とし に悩んでいる年はその隣の県でもクマ騒動が起きているてブナの凶作で説明できそうだといわれています（平成 ということです。これは、県レベルを超えた広い範囲で
15 年度研究成果選集）。2001 年にクマの出没が多発し 堅果類の豊凶が同調していることと関係があるのではな
た岩手県は、この研究成果をもとにブナの豊凶調査を始 いかと推察されます。
め、2006 年春に初めてのクマ出没注意報を発令しました。市町村、関係各機関は様々な対策を取り、人里での 広域 KumaDAS も可能
KumaDAS は全国の多くの地域で取り組み可能です。
人身被害を少なくすることができました。
現在、各県の担当課が中心となって「山の実」の成り しかし各県だけでの取り組みには限界もあります。出没具合についての情報を集め、その結果からクマの人里へ パターンが似ている近隣県は協力してデータを収集、分の出没多発を予測しようとしています。これは天気予報 析することにより、クマの出没多発をより精度よく、まにも似ているので、地域気象観測システム AMeDAS に た広域的に予測し、被害回避のための策を事前に検討すならって KumaDAS と呼ぶことにしましょう。2006 年 ることができるようになるでしょう。また、森林総合研の岩手県の例は KumaDAS が被害軽減に有効であるこ 究所が公表している全国のブナ結実状況データベース（http://ss.ffpri.affrc.go.jp/labs/tanedas/index.html）とを示したことになります。
も役立つでしょう。
堅果類の凶作がクマを出す？
本研究は環境省公害防止等試験研究費「ツキノワグマ
さて、どの地域でもクマの出没は堅果類の豊凶と関係しているのでしょうか。クマによる被害を受けている の出没メカニズムの解明と出没予測システムの開発」の23 府県 25 地域における 1993 年～ 2004 年のツキノワ 一環として実施されました。
グマ有害駆除数がどのように変動したかを解析したとこ
詳しくは：Oka, T. (2006) Mammal Study 31(2): 79-85
ろ、近隣県では確かに同じように変動していることがわをご覧ください。
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有害駆除数変動パターンが似ている県とその例

有害駆除数変動パターンは富山・長野県を境に東日本地域（青系色で示す）と西日本地域（赤系色で示す）に大きく分けられた。各地域内で変動パターンが類似している県を同じ色で示した。白抜きはどのグループにも属さなかったか、駆除数が少ないもしくは生息していない都府県。四国は個体数が非常に少なく、また九州の個体群は絶滅したといわれている。

17

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集「ピンチくん」ゲーム感覚で学ぶ外来種の脅威
関西支所 研究調整監

山田 文雄（財）世界自然保護基金ジャパン 草刈 秀紀
国立環境研究所

五箇 公一

背景と目的
南西諸島は、アマミノクロウサギやヤンバルクイナに代表されるように、生物多様性の保全上、重要な地域の一つです。近年、マングースなどの外来種が在来の動物に深刻な影響を与えているため、防除事業が進められています。さらに防除がすすむように、また新
たな外来種を生まないために、地域住民の理解が必要です。そこで、外来種に関する住民の意識調査や、新たに作成した教材を用いたモデル授業を行い、その効果を調べました。

成 果
アンケート調査
住民の意識調査は、奄美大島と沖縄本島で、一般住民、市町村職員、教職員、および生徒を対象としました。
調査結果の回収数はそれぞれ約 1 万人（配布数の半数）でした。
外来種が、その地域にしかいない固有種を絶滅させていると認識する人は、両島とも極めて多く（80% 以上）、
外来種が島からいなくなってほしい人も多く（50-70%）をしめました。
また、毒蛇ハブの天敵としてマングースは役立たないと、多くの人が認識し、防除事業の目的をよく理解していました。また、対策や普及啓発は、国や自治体などが十分な予算をかけて行ってほしいと期待されていることがわかりました。
一方、学校などで使える、外来種に関する教材がほとんどないことがわかりました。

らなります。外来種では、南西諸島で特に問題になっている 13 種、在来種では、絶滅のおそれの高い 13 種などを取上げました。カードには、生物の特徴、影響、侵入年代、レッドリストのランクなどをわかりやすく示しています。

モデル授業と効果
南西諸島の高校 2 校におけるモデル授業では、「ピンチくん」を使ったゲームの前後にアンケート調査を実施しました（図 2）。
「ピンチくん」はきわめて好評で、ゲーム後に認識がはるかに向上することが明らかになりました（図 3）。8 割以上の生徒が、外来種問題への意識が高まったと回答しました。
これらのことから、適切な教材と授業を行うことによって、学校において、外来種問題の意識が向上することが明らかになりました。
今後は、これらを参考に、教材や活動などが開発され、「ピンチくん」をつくる
外来種問題の正しい理解がはかられることが期待されま教材開発では、
１）誰でも手軽に遊べて学習できる、
２） す。
在来種と外来種の関係が理解できる、３）さまざまな遊
び方ができることなどを考え、在来種が外来種によって本研究は環境省地球環境研究総合推進費「侵入種生態脅威を受け、ピンチな状況にあることを訴えるため「ピ リスクの評価方法と対策に関する研究（代表、国立環境ンチくん」と命名し、トランプ型の教材をつくりました 研究所・五箇公一、16-18 年度）」による成果です。
（図 1）。
カードは、外来種 26 枚（黒色）と、在来種 26 枚（絶詳しくは次のサイトを参照して下さい。http://www.
滅のおそれのあるレッドリストをイメージして赤色）か wwf.or.jp/activity/wildlife/news/2006/20061129.htm
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開発した普及啓発教材のトランプ型ゲーム「ピンチくん」

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図2

モデル授業風景

先生がカードを読み、生徒が札を取る
カルタゲームと、食う食われる関係の花札ゲームを行ない、外来種問題を遊びながら理解しました。

図3

モデル授業の効果

授業後に、認識がより正確になり、効果が認められました。正解は、この図で左端のマングースから右へイタチまでの 7 種でした。

19

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集

サビマダラオオホソカタムシを利用した
マツノマダラカミキリ防除技術の開発
関西支所 生物被害研究グループ

浦野 忠久

背景と目的
マツ材線虫病は、寒冷地を除く全国のマツ林で依然として深刻な枯損被害をもたらしています。これまでにさまざまな防除法が開発されていますが、この病気の原因であるマツノザイセンチュウを運搬するマツノマダラカミキリを対象とした防除法が主体となっています。その中でも効率的に高い効果を得られる薬剤散布が最も多く実施されていますが、在来の天敵をより積極的に活用することも必要です。そこで、室内増殖した天敵昆虫サビマダラオオホソカタムシを被害マツ林に放つことにより、マツノマダラカミキリを防除する手法を開発しました。

成 果
サビマダラオオホソカタムシとは？
中国地方のマツ林でマツノマダラカミキリ（以下カミキリ）への寄生が確認されたサビマダラオオホソカタム
シ（写真１、以下ホソカタムシ）は甲虫の１種で、成虫は枯れ木の樹皮などに産卵し、孵化した幼虫はカミキリ
ムシ類の幼虫が樹幹内に掘った孔道に侵入し、その奥に潜っているカミキリムシの幼虫および蛹に寄生して殺します（写真２）。人工飼料での大量飼育法が開発されており、成虫は多くの卵を産むため、天敵昆虫として利用するのに適した昆虫といえます。

防除を行う場合は、あらかじめ薬剤散布などによって被害を抑えた方が効率は高くなります。一般的に薬剤散布
はカミキリの羽化脱出時期に行われますが、カミキリより羽化の遅いホソカタムシは枯れ木の内部に幼虫や蛹の状態でいるため、薬剤の影響を受けにくいと考えられます。薬剤で被害を抑制した林内でまばらに発生する被害
木を集めて新たに開発された金網製のカバー（天敵保全箱、写真３）で覆い、ホソカタムシの卵をこの中に放し、被害木のカミキリを用いて効率的に増殖させます。これを林内にいくつも設置することにより成虫を徐々に分散させ、薬剤で駆除し残したカミキリ幼虫に寄生させて、防除効率を高めることができます（図２）。なお、土着のホソカタムシがマツ林内に多く生息する地域は、今のところ岡山県を中心とした中国地方の一部に限られており、この虫を全国で天敵として利用するためにはさらなる調査が必要になります。

マツ材線虫病被害林内での放飼試験室内増殖したホソカタムシ成虫および卵を滋賀県および岡山県の被害マツ林で、毎年１回枯れ木に付けたところ、成虫がその枯れ木（放飼木）に産卵し、孵化した幼虫の寄生によって樹幹内のカミキリの 30 ～ 60％が死亡しました（図１Ａ）。また、原因不明の死亡を加えるとカミキリの死亡率は 50 ～ 85％に達しました。原因不明と本研究は、交付金プロジェクト「サビマダラオオホソ
みられていたカミキリの死骸の一部からホソカタムシ幼 カタムシを利用したマツノマダラカミキリ防除技術の開虫の死骸が見つかったため、この中にはホソカタムシの 発」による成果です。
寄生を受けたものがかなり含まれていると考えられます。
詳しくは Urano, T. (2004) Bulletin of Forestry andホソカタムシをマツ林でどのように使うか？
Forest Products Research Institute 3: 205-211 をご覧
実際にマツ林内でホソカタムシを利用したカミキリの 下さい。
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写真 1 サビマダラオオホソカタムシ成虫（体長８mm）

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写真2 マツ樹幹内でマツノマダラカミキリ幼虫にᐤ⏕䛩䜛䝃䝡䝬䝎䝷䜸䜸䝩䝋䜹䝍䝮䝅ᗂ⹸䠄▮༳䠅
寄生するサビマダラオオホソカタムシ幼虫
（矢印）

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図 1ᅗ䠍
各年のサビマダラオオホソカタムシ放飼試験におけるマツノマダラカミキリ各死亡要因の占める割合。
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Ａの 2002 ～ 2005 年は滋賀県における成虫放飼。Ｂの 2002 ～ 2006 年は滋賀県（Ａと同じ林分）での調査。
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原因不明死亡の多くも、状況から見てホソカタムシによるものと考えられる。

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図 2 サビマダラオオホソカタムシを利用した
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写真 3 天敵保全箱（金網製カバー）ᅗ䠎 䝃䝡䝬䝎䝷䜸䜸䝩䝋䜹䝍䝮䝅䜢฼⏝䛧䛯㜵㝖ἲ䛾䜲䝯䞊䝆
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カミキリは脱出できないがホソカタムシは脱出でき䛔䚸䛣䛣䛷䜎䛪䝩䝋䜹䝍䝮䝅䜢ቑ䜔䛧䜎䛩䚹る網（網目の大きさ：５× 10mm）を使い、ここでまずホソカタムシを増やします。

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集林野火災の延焼危険度と早期警戒システムの開発

気象環境研究領域 林野火災担当チーム長 後藤 義明
研究コーディネータ

沢田 治雄

企画調整部

吉武 孝

研究評価室長背景と目的
日本では毎年 2,500 件ほどの林野火災が発生し、焼失面積は約 1,500ha、損害額は約 9億円に達しています。林野火災による被害を減らすためには、火災が発生しやすい状態にある森林を特定して、森林に入る人に注意を呼びかけたり、火の使用を制限するなどの対策が必要です。また運悪く火災が発生してしまった場合でも、早期に発見してまだ小さい
うちに消火することが重要です。人家に近い里山などで発生した火災は、人によって発見される機会も多いのですが、発生場所が人の少ない山奥であったり、夜に発生した場合などは、発見が遅れて大規模な火災になることがあります。
そこで人工衛星を利用して全国の森林を監視し、林野火災の危険度を評価するシステム、
ならびに火災の発生が確認された場合には、関係する機関にただちに通報するシステムを開発しました。

成 果
林野火災危険度の評価システム
降雨がなく乾燥した日が長く続くと、森林は非常に燃えやすくなります。本システムでは地球観測衛星テラとアクアから得られる画像を解析して、植生の乾燥度を推定し、植生乾燥度図を作成しました（図左中）。この図は植生の乾燥度合いを「高（乾燥が厳しい）」、「中（乾燥の傾向にある）」、「低（乾燥していない）
」
、
「積雪域・
雲域など」
、
「水域その他」という区分で示しています。
この図は約 1 週間間隔で更新されます。
林野火災の早期発見・早期通報システム
火災が発生し森林が燃えだすと、人工衛星データでは
ホットスポット（高温地点）として検出されます（図右中）。このシステムでは、テラとアクアに加え、気象観
測衛星ノア（12、15、17、18 号の 4 機）を利用してホットスポットを見つけだし、火災が発生した場所を特定します。各衛星はそれぞれ 1 日に 1 回から数回、日本を観測しています。合計すると 1 日におおよそ 10 回ほどの観測の機会があります。日本全国を同時に観測します
し、夜も観測するので、夜間に発生した火災でも発見が可能です。ホットスポットの位置を衛星画像から計算し、地図上に示すことで、林野火災の発生地点がすぐに確認できるようにしました。このシステムにより火災が発見された場合には、最新の火災発生地点情報として表示されます。同時に、火災発生地点の都道府県、およびその地点から 10km の範囲に入る都道府県の関係機関には、火災の発生を知らせる電子メールが送信されます。
植生乾燥度や林野火災発生地点情報の更新、あるいは関係機関へ電子メールを送る作業はシステムにより完全自動で行われます。このシステムを有効に活用すること
で、林野火災による被害を減らせるものと考えています。
本研究は政府等受託（林野庁）「林野火災に係る研究調査」による成果です。
植生乾燥度図と林野火災発生地点情報は、森林総合研究所および農林水産研究計算・情報センターの Web上に掲載し公開しています（図下）。詳しくは http://hinomiyagura.dc.affrc.go.jp/ をご覧ください。

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森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集

カンボジア国森林流域における水・森林環境データセットの作成
水土保全研究領域 水土保全研究室

清水晃

立地環境研究領域 土壌保全担当チーム長 荒木誠

土壌資源研究室

伊藤 江利子

研究コーディネータ

沢田 治雄

背景と目的
メコン川はチベット高原に源を発して中国、ミャンマー、ラオス、タイ、カンボジア、
ベトナムを流れる国際河川です。メコン川流域のなかでも、カンボジア国では長引く紛争もあって森林研究が遅れ、森林環境、水環境の観測はまったく行われていませんでした。
このように観測データが無い地域では、現地住民の生活向上を目指した適正な水資源管理
や森林資源管理のためにできるだけ早く科学的観測を始める必要があります。 また、このような観測は地球規模での環境問題・気候変動など広域での予測や問題解決にも有効な情報となります。わが国はアジアモンスーン地域の一員として深いつながりのあるこの地域の観測体制確立に貢献する必要があります。

成 果
対象流域と観測システム
私たちは、図 1 のような観測システムに基づいて地上調査から人工衛星画像までさまざまな規模で水環境・森
林環境の観測を行い、その実態解明を図りました。地上調査ではカンボジア国中央部にメコン川支流のチニット
川森林流域試験地（約 3600km2）を設定して研究を推進しました。流域の植生は常緑広葉樹林を中心としていますが、落葉樹林やその他の森林植生も含まれており、多様な土地利用形態があります。この流域の中で雨や河川水などを測るとともに、60m の気象観測タワーを作って森林からの蒸発量を測定しました ( 写真 1)。さらに、土の中の水の量や地下水の変化などについても観測を行いました。
水循環研究結果
地上調査と既存の植生図および衛星画像によって現地の森林を区分し、どのような林に覆われているかを正確に知ることができました。これは、森林管理の貴重な基盤情報となりました。さらに、流域の大部分を占める常緑林について水循環特性を解析しました。同時に土の水分量や地下水の変化および樹木の葉の量の変化など多くの要因についても把握することができました。このように本地域ではまったく初めて雨から河川水までの多くの水循環過程を総合的に解明することができました。

4

水環境・森林環境データセット
詳細な観測やデータに基づく精緻なモデルを使用して
チニット川流域を対象に緯度経度各 0.1 度 ( 約 10km ｘ10km) グリッド毎の水環境・森林環境データセットを作成することができました。
その内容は次のとおりです。
①基盤となる標高 (DEM)、植生、地質、土壌データのデジタル化 ②葉面積指数（LAI）の月ごとの変動 ( 図２）、
土壌水分の月ごとの変動 ③流域全体の土層厚の分布 ④
蒸発散量の月ごとの変動 ⑤土壌中に含まれる水分量指標の月ごとの変動。また、メコン川全流域を対象に過去
20 年間の植生復元も行いました ( 図３）。これらはインドシナ半島のデータ空白域に作成したはじめての森林データセットであり、水資源管理に活用されるだけでなく、地球全体の気候変動予測の精度向上においても非常に価値の高いものです。なお、この詳細は森林総合研究所で公開中のウェブサイトを参照ください。
本研究は文部科学省受託費「人・自然・地球共生プロ
ジェクト：アジアモンスーン地域における人工・自然改
変に伴う水資源変化予測モデルの開発」および農林水産
省受託費「地球規模水循環変動が食料生産に及ぼす影響の評価と対策シナリオの策定」による成果です。
詳 し く は「Forest Environments in the MekongRiver Basin (Springer：2007)]」をご覧ください。

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カンボジア国森林流域での総合観測システム
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図2

カンボジア国チニット川常緑林の葉の量の変化（LAI)

地上観測と衛星データ解析により、広域を対象に正確な葉の量の季節変動を明らかにしました。
この結果は、水分環境変化に関わる森林変動要因として森林管理情報に活用されました。
2000 年 4 月中旬（乾季） 2000 年 10 月中旬（雨季 )

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写真 1

60 ｍ森林気象
観測タワー

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図3

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過去の森林復元の 1 例

水分含有指数で表現した林冠水分状態：数値が大きいほど林冠の水分量が多く、森林に十分な水があることを意味しています。
25

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集地震によって山地斜面はどのように動いたか？
－中越地震発生時の地すべり変動観測－

水土保全研究領域 山地災害研究室
九州支所

岡本 隆、大丸 裕武

山地防災研究グループ 浅野 志穂

背景と目的2004 年の新潟県中越地震では、斜面の一部が比較的ゆっくりと滑り落ちる「地すべり」
による災害が頻発しました。一般に地すべりは降雨や融雪を誘因とすることが多く、その観測も広く行われていますが、いつどこで起きるか分からない地震時の地すべりの観測例はわずかにしかありませんでした。そのような中、地すべり移動特性の解明を目的として2001 年から新潟県内の地すべり地で稼働中の自動観測システムが、中越地震発生時の地すべりの動きについても詳細に捉えていましたので、その特徴を明らかしました。

成 果
地震発生時の地すべり移動

損なわれて地すべりが動き出します。中越地震の発生時

震央から約 50 km 離れた新潟県上越市の伏野（ぶすには 2 回の強い地震動に応答して地下水の水圧が上下の）地すべり地（図 1）では、中越地震により震度 5 強に鋭敏に変動し、その後 8 ～ 24 時間で地震前の状態ま～ 5 弱程度の強い震動が 2 回発生しました。10 分間隔

で戻りました（図 2）。この水圧変動は、地震動によるの観測結果によれば、地すべりはそれまで降雨を主たる

地すべり土塊の急速な変形（圧縮や膨張）が原因と考え

誘因として緩慢に動いていましたが、強い地震動に伴っられます。

て移動が急激に活発化しました（図 2）。その後、地す
べりは次第に減速しながら 1.9 ～ 6.7 mm の総移動量を記録し、4 時間後にほぼ停止しました。過去の観測例との比較から、降雨時の移動量が大きい観測点では地震時にも大きく動くことが分かり（図 3）、両者の比例関係を用いた換算から、中越地震の作用は 21 ～ 42 mm の
累積降雨量に相当すると算定しました。こうして、これまでは別々の基準で評価されてきた「地震」と「降雨」という地すべりの誘因を統一した基準で評価することができました。
地震発生時の地下水圧変動
地すべり地に降雨や融雪があると、水分が地下深部へ浸透して地下水の水圧が上昇し、斜面の力学的な安定が
6

地震による地すべり予測に向けて
本研究によって得られた観測結果は、地震時の地すべり
移動と地下水圧変動の予測におけるひとつの判断基準となります。今後は地震時の地すべり危険度の判定や警戒避難のための指標として、本結果の活用が期待されます。
本研究は、林野庁受託費「地震力が作用した地すべりの長期変動機構に関する調査」による関東森林管理局との共同研究成果です。
詳しくは、岡本隆・松浦純生・浅野志穂・竹内美次（2006）日本地すべり学会誌 43（1）：20-26 をご覧ください。

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E3

E5

E4

図1

伏野地すべり地の全景と観測地点の位置（E1 ～ E5 は地すべり移動量および間隙水圧の観測位置、黄色い矢印は地すべりの移動方向を表します。）
中越地震
最大余震 M6.5（18:34）

E4
E3

5

E2
E5
E1

0
35.5

E3-浅層

35.0
34.5

地下水圧 (kPa)

34.0
33.5
72.5

E3-深層

72.0
71.5
71.0
70.5
33.5

E4-浅層

33.0
32.5
47.5

10/23

18:00

12:00

06:00

00:00

18:00

12:00

0

06:00

降水量
(mm)

Deq = 0.072 D + 0.22
R2 = 0.832

E4

5

E2
E1 E5
0

0

E3
50

100

図 3 降雨と地震による地すべり移動量の関係

46.5
10

図2

10

降雨による累積移動量 D（mm）

E4-すべり面

47.0

中越地震による累積移動量 Deq
（mm）

移動量
（mm）

10

本震 M6.8（17:56）（横軸は 2004/9/25 ～ 10/22 までの累積移動量、縦軸は地震発生から 4 時間後までの累積移動量。降雨を誘因として大きく移動する部分は、地震によっても大きく移動することが分かります。）

10/24

中越地震発生時における地すべり変動の観測結果（中越地震の発生に伴って地すべりが大きく動き出し、2 回の強震に応答して地下水の水圧が鋭く変動しました。）
27

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集ブナ天然林で森林のセラピー効果を検証
構造利用研究領域 木質構造居住環境研究室

恒次 祐子、森川 岳

森林管理研究領域 環境計画研究室

香川 隆英

バイオマス化学研究領域 生理活性担当チーム 宮崎 良文、朴 範鎭

背景と目的
平成 16 年度より「森林セラピープロジェクト」を展開し、全国の森で森林浴の生理的効果を検証する研究を行ってきました。平成 18 年度までに 24 ヶ所での実験が終了し、今後は計 50 ヶ所を目指してプロジェクトを推進しています。実際の森林環境におけるこのような大規模実験は世界でも例がなく、平成 16 年度に第 1 回を実施して以来、測定指標や実験デザインの改良を積み重ねながら研究を進めてきました。
ここで紹介するのは 24 ヶ所のうちの一例で、これまでに確立した実験方法を用いて森林浴の効果を検証したものです。

成 果
実験の概要
山形県小国町にあるブナを中心とした落葉広葉樹天然林で 12 名の被験者に 15 分間の歩行 ( 写真 1) や座観 (椅子に座って森林の景色を眺めること ) をしてもらいました。また比較のために普段わたしたちが生活している
ような都市部 (JR 新潟駅そばの繁華街 ) でも同じように
歩行 ( 写真 2) と座観を行いました。
測定している生理指標は心拍数、血圧、心拍変動性 *、唾液中コルチゾール濃度 * などです。この指標は屋外実験において測定可能なもの、そして森林浴の効果を適切に反映するものとして実験の積み重ねの中から絞り込まれてきたものです。
森林浴の生理的な効果
座観後の最高血圧、最低血圧は森林部において都市部よりも低くなっていました ( 図 1)。また、心拍変動性か
ら求めた副交感神経活動 * は森林で座観をした際に高まっており、体がリラックスしていることが分かりました( 図 2)。さらに唾液中コルチゾール濃度が、歩行後、座観後ともに森林部で低くなっており、森林ではストレスが和らいでいました ( 図 3)。以上より、森林内で散歩をしたり、景色を眺めたりすることにより、リラックス効
果やストレス軽減効果、つまりセラピー効果が得られる
ことが実証されました。

8

身近な森林でストレス解消
本研究において確立した実験方法で、森林浴の生理的効果を実証することができました。またその効果は 15分でも得られる可能性が示されました。日常の空いた時間に近くの公園で景色を眺めるだけでもセラピー効果が得られる可能性があるということです。
森林のセラピー効果は、景色、におい、温度、音などの複合的な組み合わせによりもたらされるものと推測しています。また、小さい頃の思い出や、いわれのある森に対する思い入れなど、個々人の記憶や価値観によっても効果が異なるものと考えられます。
森林浴の効果は、特定の病気を治すのではなく、体全体の抵抗力を高め病気になりにくい体を作るものです。
誰もが個人に合わせたセラピーメニューに基づいて森林浴の効果を享受できるよう研究を進めます。
本研究は、農林水産技術会議受託費「森林系環境要素がもたらす人の生理的効果の解明」ならびに ( 社 ) 国土
緑化推進機構受託費「森林セラピー基地における生理的効果の解明」による成果です。また、本研究は ( 独 ) 森
林総合研究所疫学研究倫理審査委員会の承認を得て実施されています。
詳しくは：Tsunetsugu Y. et al. (2007) Journal of
Physiolgical Anthropology 26(2):135-142 をご覧ください。

FFPRI

写真 2

135

写真 1 森林部 ( 上 ) と都市部 ( 下 ) における歩行実験の様子( 被験者に決められたコースで 15 分間の歩行をしてもらいました。)

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森林部における座観による測定風景

65

130

60

125

55

120

50

0

0

図1

᭱ప⾑ᅽ

森林部と都市部における座観後の血圧

500
400
300
200
100
0

図2

0.6

森林部と都市部における座観中の副交感神経活動

森林部（■）、：都市部（■）における平均値䝸䝷䝑䜽䝇๪஺ឤ⚄⤒άື(msec2)䝸䝷䝑䜽䝇

森林部（■）、：都市部（■）における平均値

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0.6

0.5

0.5

0.4

0.4

0.3

0.3

0.2

0.2

0.1

0.1

0

0

図3

ᗙほᚋ

森林部と都市部における唾液中コルチゾール濃度
森林部（■）、：都市部（■）における平均値* については、巻末の用語解説をご覧ください。
29

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集魅力的な森林景観づくりへむけたガイドブック
関西支所

森林資源管理研究グループ

奥敬一

森林管理研究領域 環境計画研究室

香川 隆英

企画調整部

企画科 研究企画官

田中 伸彦

東北支所

森林資源管理研究グループ

八巻 一成

多摩森林科学園

環境教育機能評価担当チーム長 大石 康彦

森林管理研究領域 環境計画研究室

高山 範理

背景と目的
「景観法」が 2004 年に制定されたことに代表されるように、今日の地域おこしの中で「景観」を意識することは欠かせない条件になっています。日本の自然の骨格を構成している森林は、景観のことを考えようと思えば必ず視野の中に入ってくるきわめて重要な要素といえます。そこで、森林の景観づくりに携わる行政や NPO などの関係者を対象に、より魅力的な森林景観をつくるための計画の組み立て方や、考え方の道筋を提供することを目指して、魅力的な森林景観づくりへむけたガイドブックをまとめました。

成 果
ガイドブックの構成ての用語を解説しています。最近取り上げられるこ
このガイドブックでは、右ページの図で示すように、との多い「里山」や「文化的景観」、「療養的利用」
大きく２つの見方で景観づくりのための計画をとらえてなどについても簡単に解説しています。
います。ひとつは計画の対象とする範囲の広がりを表す 「観光レクリエーション資源の分布と森林計画への応用「スケール」です。どのくらいの範囲を対象とするのか
手法」：流域全体を含むような広域（マクロ）スケー
によって、計画のポイントとなる事柄も異なってきます。
ルでの計画事例として、森林管理にとって重要なレ
もうひとつは、森林のある場所が都市に近いのか、あクリエーション地域を見つけ出す方法などを解説しるいは里山に位置するのか、観光地をとりまく森林なのています。
か、人里離れた場所なのかといった、「地域特性」の違 「森林散策コースで好ましい景観体験を演出する」：あるいです。それぞれの地域特性によって、その森林景観をレクリエーション林を対象とした中間（メソ）スケ
見る人の行動や期待するものも異なってくるのです。
ールでの景観演出手法として、利用者に注目されや
ガイドブックでは、この２つの見方を基本に組み合わ
すい森林の特徴や景観体験の順序による効果などにせながら、景観作りのための計画や評価を実際の地域をついて解説しています。
事例にして解説するスタイルをとっています。
「利用体験に配慮した森林レクリエーション計画手法」：
こうした計画手法の提案に加え、近年注目されること
原生域を含むような地域での計画手法として、どういの多くなった話題として、里山や文化的景観の保全・利う場所でどれくらいの整備を行うべきかを分類した
活用、森林を利用した環境教育活動と景観との関わり、事例について解説しています（右ページ下の図参照）。
森林セラピーの場での景観づくり、などについても事例を紹介しています。また、国有林などでの実践例を写真
本研究は、交付金プロジェクト「人と自然のふれあいも交えて紹介しています。
機能向上を目的とした里山の保全・利活用技術の開発」
による成果です。
主な内容
主な内容としては以下のようなものがあります。
詳しくは、「奥敬一・香川隆英・田中伸彦編著（2007）「森林景観を理解するためのキーワード」：「視点」や「視 魅力ある森林景観づくりガイド ツーリズム、森林セラ対象」など森林と森林を見ている人との関係につい ピー、環境教育のために」をご覧下さい。
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出展：国土地理院数値地図 5,000 をもとに作成

31

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集里山の森林動物と共存していくために

多摩森林科学園 教育的資源研究グループ 林 典子

背景と目的
わたしたちにとって身近で親しみやすい里山は、多くの動物が生きる場所でもあります。
動物たちが互いにかかわりあいながら生活している様子を理解し、生息環境を保全する知識を伝えてゆくことは、里山を持続的に利用していくための第１歩です。また、動物との共存の場である里山は、失われつつある自然への関心をつちかう教育の場でもあります（写真１、２）。この研究では、里山の森林動物の代表としてリス（ニホンリス）を選びました。
リスは、健全な森林環境が維持されているかどうかの指標になる動物です。リスがどのような環境を必要とするのかを明らかにし、里山の森林環境を保全するための方向性を呈示
します。

成 果
里山におけるリスの現状
東京都西部一帯はかつて、関東山地から多摩丘陵、武蔵野台地につながる一連の林でした。しかし、現在ではひと続きの林は高尾山よりの西側に退き、それより東側
では道路や市街地等で分断された小さな面積の林が点在しています。このように道路などによって分断された林
76 箇所において、1996 年にリスの生息調査を行った結果、リスが生息していた林は 12 箇所でした。10 年後の 2006 年に同じ場所で生息調査を行った結果、リスが生息していた林はわずか３箇所のみでした
（図１）
。
結局、
面積約 100ha 以上の林で、連続した林に隣接するところだけに、リスが生息し続けていることが分かりました。
周囲を高速道路や市街地で囲まれて分断化されている林の代表として多摩森林科学園、連続した林の代表として高尾山をそれぞれ選び、リスの個体群調査および遺伝学的な母系調査をおこないました。その結果（図２）、
分断化された科学園では、同じ個体が長期間滞在し続け、１つの母系で個体群が成り立っている時期もありました。一方、連続した高尾山では、入れかわり立ちかわ
り個体が移入し、最大４母系の個体で構成されていました。つまり、分断化された林では個体の移動がさまたげられていることが分かりました。


リスが生息する環境とは？
この地域でリスが好んで利用する林には、尾根にモミやマツ類が生育し、沢沿いにオニグルミやクリがみられます。
つまり好物の食物があることが重要です。また、巣を作ることができる常緑の大きな木があることも重要です。そこでは、リスによって種子を散布された多様な植物が更新し、捕食者であるテンやオオタカも生息できるのです。
この地域に多い里山は、かつては薪炭林など人間が資源を利用する場でしたが、今では生き物との共存の場、
環境教育の場という新しい機能も担い始めています。そのために多くの動物を育む場を残してゆく必要があるでしょう。リスなどの動物が必要とする 100ha 以上の単位で森林面積を残すこと、動物の移動を考慮し連続した林の配置がのぞまれます。
本研究は、交付金プロジェクト「人と自然のふれあい
機能向上を目的とした里山の保全・利活用技術の開発」
による成果です。
詳しくは、Tamura N. & Hayashi F. (2007) EcologicalResearch 22: 261-267 お よ び Kataoka T. & Tamura N.
(2005) Mammal Study 30: 131-137. をご覧ください。

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図1

多摩地域の分断化された林におけるニホンリスの分布状況。高尾山など西側の連続した林ではニホンリスが生息しています。

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写真 1

ニホンリスがマツボックリを食べた痕跡（通称：エビフライ）

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F3
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F1

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F3
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F1
1999

図2
写真 2

マツ林で “エビフライ” を探す子供たち（大石康彦撮影）

2000

2001

2002

2003

2004

ニホンリスのメス個体が生息していた期間を横棒で示しています。色の違いは母系の異なる遺伝的な型を示します。連続した林（高尾山）では母系が異なる個体が入れかわっているのに対し、道路で分断された林（多摩森林科学園）では移入が少なく滞在期間が長い傾向がありました。
33

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集地域材を用いた新集成材の開発と JAS 規格への提案
構造利用研究領域

材料接合研究室

長尾 博文

複合材料研究領域

集成加工担当チーム長 宮武

構造利用研究領域

材料接合研究室

井道 裕史、加藤 英雄

複合材料研究領域

積層接着研究室

平松

研究コーディネータ

敦
靖、新藤 健太

神谷 文夫

背景と目的
従来、木造のドームや体育館の部材として高性能な品質を要求されてきた構造用集成材が、
近年、一般用の住宅の柱や梁の部材として多用されるようになってきました。これに対応して、スギ等の地域材を用いた構造用集成材を製造しようとする動きがあります。しかしながら、現行の「構造用集成材の日本農林規格（JAS）」はスギに多くみられる低いヤング係数のラミナ * の使用や、性能向上を目的として異なる樹種を複合する技術などについて規準の設定がなく、国産材の新たな需要拡大への動きに十分に対応しているとは言えません。
そこで本研究では、この種のラミナを使用した新しい集成材を、JAS に盛り込むことを目的として、ラミナの品質管理基準や新集成材の強度性能を明らかにしました。

成 果
集成材はラミナを積層して接着し製造される木質材料

外層に配置した異樹種集成材（写真 1）を地域材のヤン（図１）であるため、その強さはラミナの品質（強さ） グ係数出現頻度に対応したラミナの配置で製造し、曲げ・や配置の仕方によって決定されます。したがって、新し

縦圧縮・縦引張り試験を行いました。その結果、スギ集

いラミナの等級や現在の JAS と配置の仕方が異なる集

成材、および異樹種集成材の強度は、ともに理論的に設成材を JAS に盛り込んでいくためには、そのようなラ定した強度の目標値を上回り、目標値を基準強度としてミナや集成材の強度を明確にする必要があります。

設定できることが分かりました（図４）。

現行 JAS ではラミナの等級としてヤング係数が 5kN/
2

2

そこで、L30､L40 のラミナを利用することと、新し

mm 以上の L50 から規定されており、5kN/mm 未満

い構成の集成材を新規等級として JAS に追加すること

2

を集成材 JAS 改訂委員会に提案しました。これらの提未満のラミナの強度を明らかにするため、4kN/mm 以

案は受け入れられ、新しい JAS は今秋頃告示される予の等級はありません。そこで、ヤング係数が 5kN/mm
22

2

上 5kN/mm 未満のものを L40、3kN/mm 以上 4kN/定になっています。

2

mm 未満のもの L30 として等級を設けて曲げ・縦引張り試験を行いました。その結果、図２、図３に示したよ
うに、L50 以上と同様の方法で、L30、L40 のラミナの強度基準値を設定できることが明らかになりました。
L30、L40 のラミナを内層に配置したスギ集成材、およびスギ、カラマツなどを内層にし、強度が高い樹種を

4

本研究は、交付金プロジェクト「スギ等地域材を用いた構造用新材料の開発と評価」による成果です。
詳しくは：宮武敦（2006）Journal of Timber Engineering
19(6):162-167 をご覧下さい。

FFPRI

L160

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L140
L50
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L140

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L160
図1

集成材のラミナ構成（異樹種集成材の一例 )

写真 1

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図3

各ラミナ等級の曲げ試験結果及び JAS 基準値

各ラミナ等級の縦引張り試験結果及びJAS 基準値

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図2

スギ及びベイマツラミナで製造された異樹種集成材（図 1 の構成）

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新しい JAS 規格に提案された集成材の新等級の強度* については、巻末の用語解説をご覧ください。
35

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集木質建材工場から出る大気汚染物質を減らす
木材改質研究領域長

大越 誠

複合材料研究領域

積層接着研究室井上 明生、塔村 真一郎、宮本 康太

木材改質研究領域

機能化研究室片岡 厚

加工技術研究領域

木材乾燥研究室本田（石川）敦子

バイオマス化学研究領域 樹木抽出成分研究室 大平 辰朗

背景と目的
首都圏では光化学スモッグ注意報が頻繁に出されるなど、大気汚染の状況は良くなっていません。そこで平成 16 年に大気汚染防止法が改正され、大気汚染の原因物質の一つとなっている揮発性有機化合物（VOC）の工場からの排出規制が定められました。木質建材（合板など、木を使った建築材料）を作る工場でも接着剤や塗料に VOC が含まれているので、排出量を減らすことが強く求められています。この研究では、木質建材工場のどの工程か
らどのくらいの VOC が排出されるかを調べ、VOC の排出量を減らす技術を開発しました。

成 果
工場から出る VOC
より VOC を減らすことが可能です。
合板工場などの木材（単板）の乾燥工程で排出される ②低 VOC 接着剤への代替：接着工程については、低ホ
VOC は、ほとんどが天然材料である木材の成分である
ルムアルデヒド化した接着剤またはホルムアルデヒ
ことが分かりました。
ドをまったく含まない新しい接着剤（水性高分子イ
合板工場、LVL 工場、パーティクルボード工場のいず
ソシアネート系接着剤）を使うことにより VOC 排出れの工場においても、接着工程（接着剤塗布及びプレス
量をさらに減らすことが出来ます。
工程）で排出される VOC は少ないことが分かりました。 ③塗料の溶剤を減らす：塗膜の性能基準を満たしつつ、
また、プレス工程においては、ホルムアルデヒドを含む
溶剤を他の成分に代えた無溶剤タイプの UV（紫外接着剤を用いた場合は、木の成分に加えて接着剤に由来
線硬化型）塗料 * と水系の UV 塗料を開発しました。
する成分が排出され、ホルムアルデヒドをまったく含ま
このような塗料へ代替することにより、VOC 排出量
ない新しいタイプの接着剤を用いた場合は、木の成分だを減らせることが分かりました。
けが排出されることが分かりました。
化粧合板工場及びフローリング工場の塗装工程では、 これらの成果は、林野庁の施策に反映するとともに、塗布から乾燥（硬化）の工程で VOC が排出され、その 接着剤及び塗料メーカーの開発指針として活用していき
量は塗料に含まれる溶剤 * の量に依存することが分かり ます。
ました。
本研究は、農林水産省先端技術を活用した農林水産研
究高度化事業「木質建材製造工程における揮発性有機化
VOC を減らす技術
上記のことをふまえて VOC を減らす技術を研究した結 合物排出低減化技術の開発」による成果です。
果、次のような方法が効果的であることが分かりました。
詳しくは：瓦田研介他 (2006) 木材学会大会要旨：①処理条件の見直し：単板乾燥工程では、乾燥温度を低PT004. 木下稔夫他 (2006) 木材学会大会要旨：PT005.
く、乾燥時間を短くすると VOC の排出を減らすこと
片岡厚・大越誠 (2007) 塗装工学 ,42(6), 170-178. をごが出来ます。このように、処理条件を見直すことに
覧下さい。
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* については、巻末の用語解説をご覧ください。
37

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集森林所有権の移動の実態と影響が明らかになる
林業経営・政策研究領域 林業システム研究室 駒木 貴彰、垂水 亜紀
東北支所 森林資源管理研究グループ
林 雅秀
関西支所 森林資源管理研究グループ
田中 亘
四国支所 流域森林保全研究グループ
都築 伸行
九州支所 森林資源管理研究グループ
山田 茂樹

背景と目的
昭和 55 年以降、長期にわたって木材価格が低迷し、森林所有者の森林経営意欲は次第に衰えてきています。そのため、除間伐など森林の手入れに必要な作業をしないだけでな
く、森林所有権そのものを売却する事例も目立つようになっています。森林所有権が経営意欲のある事業体に移動して、引き続き適正な管理ができれば問題はないわけですが、再造林すべき伐採跡地が放置されたり産業廃棄物の違法投棄場所になるなど、地域の林業振興や生活環境保全にとって大きな問題となるケースも増えています。
そこで本研究は、森林所有権の移動の実態を全国的規模の調査によって明らかにし、国や地方自治体が講じるべき方策を提案することを目的に実施しました。

成 果
実態調査の結果
平成 16 年と 17 年の 2 カ年にわたって全国の森林組合に対して所有権移転の実態把握のためのアンケート調査を行うとともに、関係者への面接により森林売却の理由を調べました。
１．主な森林売却および購入階層
長期間にわたる木材価格低迷を主な要因とする林業への関心の低下や林業後継者がいないなどの理由により、所有森林面積 20ha 未満の小規模な林家層を中心に森林の売却が行われていました。特に、北海道や九州では不在村所有者が売却する事例が多くみられました。

だ、この売買価格帯から明らかなことは、育林投資が回収できないほど低い価格で森林が売買されているということです。
３．森林売買後の森林の取り扱い
森林売買に伴い売却された森林に対して皆伐作業が行われた場合、皆伐後３年以上再造林が行われない傾向がみられました。特に、負債整理を目的に皆伐した場合や素材生産業者が購入した森林を皆伐した場合などに再造林放棄が目立つようです。

一方、森林を購入する階層は、森林所有規模が 50ha
以下の小中規模の林家や素材生産業者を中心とする林業関連企業、林業とは接点のない他業種の企業や地方自治体等でした。特に、四国や九州では素材生産業者が森林を購入する場合が多くみられました。
２．森林の売買価格
森林（土地と立木）の売買価格には幅がありました。
北海道、東北、関東そして九州では 50 万円 /ha 以下、
また北陸・中部、中国・近畿、四国では 100 万円 /ha
以下という価格が主体でした。こうした森林の売買価格の違いは、売買の対象となった樹種や林齢、立地条件、地域的な林産業の成立の歴史、そして購入者側の思惑など、さまざまな要因が関わっていると考えられます。た森林の適正な管理を継続するという観点から、経営意欲を失った森林所有者から意欲ある経営者層に経営委託
や所有権の移動を促す必要があります。そのためには、森林組合に対する森林売買取引情報の集約と仲介機能の強化を図る必要があります。また、施業計画を実行できない所有者に対しては、補助金支給の停止や経営委託勧告など強制力のある措置を講じて、意欲ある事業体に森林を集中させることも考えるべきでしょう。それには、
森林購入資金の低利融資制度の拡充が効果的です。

8

今後の対策

本研究は、交付金プロジェクト「森林所有権の流動化
が森林管理と中山間地域の活性化に及ぼす影響の解明」
による成果です。

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放置された伐採跡地（関東北部地域）
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伐採後搬出されなかった末木や枝条が放置
されているので、再造林作業をする場合に費要です。

用が嵩みます。
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写真 1 伐採後の取り扱い事例
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表 1 森林所有権移動に対する取組方策
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平成 18 年度

研究成果選集簡易レールによる新たな森林資源収穫システムを開発！
林業工学研究領域 バイオマス収穫担当チーム長

陣川 雅樹

機械技術研究室山口 浩和

収穫システム研究室

中澤 昌彦

岐阜県森林研究所 森林環境部長

古川 邦明

名古屋大学大学院生命農学研究科
森林資源利用学研究分野助教授 山田 容三
森林資源利用学研究分野助手
藤井電工株式会社 営業部部長

近藤 稔
佐竹 利昭

営業部技術課副長

蓬莱 圭司

背景と目的
石油にかわる環境に優しい新たなエネルギー資源として木質バイオマスが注目され、製材工場で発生する残廃材や建築廃材の利用が始まっています。しかし、地形が複雑で急峻な我が国では、森林内で発生する森林バイオマスを効率的に収穫する方法がないため、放置されているのが現状です。そこで、急傾斜地を安全に、安定して走行することができる
モノレールの技術を応用して、森林内に散在する森林バイオマスや間伐材を効率的に集めることができる森林資源収穫機械を開発しました。

成 果
森林資源収穫機械の開発
森林内に散在する森林バイオマスや間伐材を効率的に集めるためには、機動性や簡便性に優れ、多目的に利用できる機械の開発が必要です。そこで、以下の機械・装置を開発しました。
簡易レール：アルミ部材を使用して重量を軽くし、設置や移動が簡便な構造を持ったレール
収穫車両（写真１）：油圧ウインチを搭載し、ワイヤロープで森林バイオマスや間伐材をレール沿いまで木寄せする車両
運搬車両（写真２）：森林内から土場まで森林バイオマ
スや間伐材を無人で自動輸送する車両
敷設装置（写真３）：レールを支える支柱を地面に打ち込む油圧ハンマーを装備したレール敷設作業用装置
積込装置（写真４）：木寄せされた森林バイオマスや間伐材を運搬台車の荷台に積み込むための装置

レールの敷設･撤去試験を行った結果、レール敷設作業の能率は平均 123m/ 日（図１）、撤去作業の能率は平均 122m/ 日が得られ、既存の運搬用モノレールの 1.5倍の速さでレールを敷設することができます。
収穫システムの適用範囲
森林バイオマスと間伐材を同時に収穫する作業シミュ
レーションの結果、レールの総延長距離が 300m まで
が本収穫システムの適用範囲であり、200m 前後がもっとも効率の良いことが明らかとなりました。また、上げ荷 20m、下げ荷 20m となるレール配置が最適であり、この時の生産性は 5.60m3/ 人･日となりました（図２）。
本収穫システムを導入することにより、傾斜や立地条
件により集材作業が困難であった林地においても、水平距離 300m 以下の範囲で集材が可能となります。また、間伐材のみならずバイオマス資源の有用な搬出手段として期待できます。

収穫機械の性能
本研究は、農林水産省先端技術を活用した農林水産研
各車両の最大登坂能力は 35 度、運搬車両の走行速度 究高度化事業「簡易レールを用いた森林資源収穫システ
は 33m/ 分で、作業員 2 名によって収穫作業が行えます。 ムの開発」による成果です。
40

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写真 1

収穫車両

写真 2

運搬車両による端材の運搬

写真 4

積込装置による間伐材の運搬車両への積み込み

写真 3敷設装置と簡易レール

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図1

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簡易レールの敷設作業の能率と運搬用モノレールに使用される 1 本レールの敷設作業効率を比較しました。

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収穫作業シミュレーション

伐区面積 6.4ha において、上げ荷集材はウインチ、下げ荷
集材は人力による巻き落しを行い、積込装置を 20m 間隔で移動させた場合の、生産性と最大レール延長距離（適用範囲）を算出しました。

41

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集タケの地上部現存量 * を簡易に推定する
四国支所 人工林保育管理担当チーム長

奥田 史郎

森林生態系変動研究グループ

鳥居 厚志、伊藤 武治

林業工学研究領域

上村

巧、佐々木 達也、伊藤 崇之

愛媛県林業技術センター

木村 光男、豊田 信行

山口県林業指導センター

佐渡 靖紀、山田 隆信

大阪府立食とみどりの総合技術センター

山田 倫章、伊藤 孝美

鹿児島大学 農学部

竹内 郁雄

背景と目的
モウソウチクは、タケ類の中では日本で最も分布範囲の広い外来の植物種です。しかしかつて筍や竹材などの生産が行われていた竹林は、輸入品の急増や代替資材の普及により放置される例が多くなりました。その結果、放置竹林 * では多数の枯れた竹が乱立して見苦しいだけでなく、周辺へ侵入拡大して他の植生を脅かしており、伐採などの対策は急務です。ただ、伐採しても利用が難しいために、その多くは焼却され、
いかにも「もったいない」状況でした。
そこで、バイオマス熱利用など循環的で大規模な新たな利用法を開発し放置状態を回避する試みが始まりました（図 1）。しかし竹林を大規模に伐採するような利用法は従来なかったので、放置竹林の単位面積あたりの資源量がどのくらいなのか、ごく基本的な数値さえ不明でした。そこで、放置竹林の資源量を簡易に推定する方法が求められていました。

成 果
推定方法

これを元に個体別の重さを推定し、合算することで一定

モウソウチクの生物資源として利用可能な部位は、地の土地面積当たりの現存量を推定しました。一般的に、上部の植物体全体にあたり、その重量は地上部現存量（稈

重量の推定には樹高も因子として用いますが、多地点で枝葉の重さの合計）に相当します。モウソウチク林では、 の測定結果から樹高と直径の関係に一定の傾向が見られ
これまでタケノコ生産などのために本数調整をした管理

たので
（図３）
、
測定の簡易な直径値だけで推定しました。

竹林 * のデータしかなく、乾燥重量で最大 100 トン（1ha

その結果、放置竹林の現存量は 100 トンから最大約あたり、以下同じ）というものでした。ここでは、管理

300 トンまでとかなりの広い範囲の推定値でしたが、多をしなくなった放置竹林を資源利用の対象にしていて、 くの竹林は 150 ～ 250 トンの範囲でした。これは、壮そこにある面積当たりの現存量とその範囲を推定するた

齢の針葉樹人工林に匹敵する量です。地上部現存量を最めに、西日本を中心に各地に調査地を設けて多点の調査も良く反映した指標は林分の胸高断面積合計 *（図４）を行いました。

で、稈本数密度はそれに比べるとバラツキが大きく混み

各調査地では、地上部現存量を推定するために、それ具合を反映する指標としては適当ではないようです。こぞれサンプル個体の測定値から相対成長式 *（直径や高の様に、混み具合の目安として竹林の稈の直径を測り胸さと重さとの関係を示す式、図２）を求めて、林分ごと

高断面積合計を求めれば、おおよその現存量が推定できの地上部現存量を推定しました。

ることがわかりました。

現存量推定値
モウソウチクは中空ですが、他の植物と同様に稈の太本研究は、農林水産省高度化事業「タケ資源の持続的利用のための竹林管理・供給システムの開発」による成さ（胸高直径）と重量には一定の関係がみられたので、 果です。
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図1

図2

帯状に伐採された放置竹林㻡㻝㻜⬚㧗┤ᚄ䚷㻔㼏㼙㻕㻝㻡

器官別重量を胸高直径から推定するための関係式

各器官別重量を個体サイズから推定する式を求めて、林分
ごとのデータから地上部現存量を推定しました。

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様々に異なる条件の場所で測定した稈高
と直径の関係は、バラツキが小さくて、ほぼ一定の範囲の関係に納まりました。

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図3

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立地条件の異なる場所での稈高と直径の関係

稈密度に比べて胸高断面積合計の方が相関が高く、おおよその地上部現存量を推定できます。今回調べた範囲の放置竹林では平均的に約 150 ～ 250 トン（図中緑の囲みの中）の範囲と推定できました。
推定式ｙ = 3.4873 x 0.8816 R2 = 0.7538
y : 現存量 x : 胸高断面積

図4

胸高断面積および稈密度と地上部現存量の関係* については、巻末の用語解説をご覧ください。
43

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集森林・林業・木材産業の将来を見通す
関西支所 ランドスケープ管理研究担当チーム長

岡 裕泰

林業経営･政策研究領域 林業動向解析研究室

立花 敏

林業システム研究室
林業経営･政策研究領域 領域長

久保山 裕史野田 英志

背景と目的
森林総合研究所では、『森林・林業・木材産業の将来予測 －データ・理論・シミュレーション－』を、2006 年 12 月に日本林業調査会から刊行しました。
この本は、森林総合研究所のプロジェクト研究「森林・林業の資源的、社会経済的長期見通し手法の開発」（2003 ～ 2005 年）の成果を中心にまとめたものです。日本と世界の森林・林業セクターを包括的に取り上げ、森林資源、林業、木材産業、山村について、現状を踏まえて 2020 年を射程に入れたシミュレーション分析を行い、日本林業の将来を予測したものです。本書が、森林・林業研究の深化のみならず、森林・林業・木材産業の将来を見通す一助となることが期待されます。

成 果
出版の意図
本書は、次のことを念頭においてまとめました。
まず、森林・林業の実情と将来について、広く国民の理解を得るために、森林・林業・木材産業の変化の状況を
具体的なイメージのもとに、わかりやすく提示すること。
また、
森林・林業政策を的確に展開するために必要な、森林・林業・木材産業の将来予測情報を提供すること。そして研究面では、森林・林業・木材産業が、長期的にどう推移するかを科学的に予測する手法を開発・改良し、いく
つかのシナリオの下で、少なくとも 2020 年を射程に入れた見通しを行い、日本林業の将来を予測することです。
本書の内容
本書は、５部 20 章と補章からなる 462 頁の少々分厚い本ですが、各章の始めには写真とわかりやすい要約を入れて、理解を助けています。
第１部 世界の森林資源と林産物需給
第２部 日本の木材産業と林産物需給
第３部 日本の森林資源と林業生産
第４部 日本の山村人口と林業労働力
第５部 日本林業の将来ビジョン
補 章 森林・林業・木材産業の統計
第１部から第４部では、それぞれの内容について定性
分析と定量分析により 2020 年を射程に入れた長期見通しの結果を示しました。そして第５部では、それらの相互連関や日本経済との関連を踏まえた、森林・林業セク
44

ターのマクロ的な分析を加え、本書の総括（日本林業の将来を考える）を行いました。
成果の一部を紹介します。まず、１）世界の木材需要は年率１％余りの増加が予測されます（図１）。その一方で、生産力の高い人工林の面積も増加しており（写真１）、需要の増加に匹敵する木材供給力の拡大により、木材需給の逼迫が長期的に生じることはないと予測されました。次に、２）日本の森林資源については、2020年には国内人工林の 8 割が 41 年生以上となり、41 年
生以上の蓄積量は 2000 年の 3 倍に増大すると予測されました（図２）。３）国内林業生産については、労働力の減少が予測されるものの、間伐の生産性を高めることによって（写真２）、今後数十年は蓄積の高まった人工林から間伐材生産量を大幅に増やすことが可能であると予測されました（図３）。
日本林業は今、充実する資源を活用し、動き始めよう
としています。是非、本書を参考にして、読者の方々も日本林業の将来ビジョンを描き、議論していただきたいと思います。
本研究は、交付金プロジェクト「森林・林業の資源的、社会経済的長期見通し手法の開発」による成果です。
詳しくは『森林・林業・木材産業の将来予測：データ・理論・シミュレーション』（森林総合研究所編、日本林業調査会発行、2006 年）をご覧ください。

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1980

1975

1970

1965

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写真 1

産業用丸太の用途別需要量（世界合計）の実績と将来推計（1961 ～ 1999 年：実績に基づく推定、2000 年～モデルによる計算値）

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人工林林齢区分別面積の推移と予測

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図3

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所有形態および伐採方法別の素材生産量

注：2020 年に 2500 万 m3 まで素材供給量が逓増するというシナリオの下で推計を行った。林齢が高まるに従って間伐率および利用率が上昇すると仮定している。

写真 2

高性能林業機械による間
伐材造材作業45

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集火災に強い集成材をつくる

木材改質研究領域 木質防火担当チーム長
木材保存研究室

原田 寿郎
上川 大輔

東京農工大学服部 順昭、安藤 恵介

背景と目的
4 階建て以上の建物の柱や梁などは、火災時にもその構造を維持するだけの強度をもった耐火構造でなければなりません。耐火構造の建物としては鉄筋コンクリート造や鉄骨造が一般的ですが、建築基準法によって所定の性能が確認されれば、木造でも可能です。しかし、材料そのものが燃える木質系材料の場合は、耐火加熱試験で壊れないという性能のほかに、自然に鎮火して材料自身が燃え止まらなければならず、このことが、木質系耐火構造の開発を難しいものにしています。木材の表面に石こうボードのような無機材料を張れば、柱や梁を燃え止まらせることができますが、この研究では、1 時間以上の耐火性能を確保した、全て木材からなる耐火構造の柱や、梁の開発を目指しています。

成 果
無処理の集成材は燃え止まらないいます。カラマツのような薬剤を注入しにくい木材であ

断面の大きな集成材の梁や柱は、火災にあっても周囲っても、必要とする場所により多くの難燃薬剤をより確に形成される炭化層の断熱効果で、内部温度が急には上実に注入するためには、燃え止まり層に当る部分に CO2

昇せず、十分な強度が維持されますので、速やかに消防レーザを用いて小さな穴を開けることが有効でした。

活動を行えば壊れません。一定規模以下の体育館などに大断面の集成材が使えるのはこうした性能のおかげで耐火加熱試験で燃え止まりを確認す。しかし、建築基準法による４階建ての木造建築物に難燃薬剤を注入したカラマツやスギの集成材の柱（断必要とされる耐火構造に使用する柱や梁は、耐火加熱試

面 350m × 350mm、長さ 1000mm、写真１）を耐火

験において、945℃で 1 時間燃焼させた後、そのまま放加熱試験炉で 1 時間燃焼させ、その後炉内に放置した

置しても壊れず、また燃え続けて灰になってしまわない

ところ、表面から約 40 ～ 50mm の深さで炭化の進行ことが確認されなくてはなりません。特別な処理をしなが燃え止まりました（写真３）。燃え止まった集成材のい集成材は、十分な断面があれば１時間の加熱で壊れる

内部温度を分析したところ、加熱終了直後は無処理と差ことはありませんが、消火しなければ燃え続けますので、 が見られないものの、炭化の進行は加熱終了後２時間で耐火構造の材料とはならないのです（写真２）。

止まり、中心部分の温度は 100℃まで上昇した後、下降したことがわかりました（図２）。

どのように集成材を燃え止まらせるか
燃え止まり層として、難燃化した木材を集成材内部にロの字に配置することが有効であると考え、燃え止まり

本研究は、交付金プロジェクト「スギ等地域材を用いた構造用新材料の開発と評価」による成果です。

層により多くの難燃薬剤が含浸されるよう工夫した集成材を製造し、その耐火加熱試験を行いました（図１）。木
材への薬剤注入のし易さは樹種や木材の部位によって違46

なお、開発した耐火集成材については特許出願中です。

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図1

写真 1

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耐火試験用の試験体

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写真 2

耐火集成材のコンセプト

無処理の集成材は燃え尽きた写真 3

難燃処理した木材を積層した集成材は燃え止まった䠄↓ฎ⌮䛾㞟ᡂᮦ䠖᩿㠃ᑍἲ䛿300㽢300mm䠅
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耐火加熱試験時の集成材内部（幅方向）の温度分布47森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集消費者に好まれる乾しいたけの栽培技術の開発

きのこ・微生物研究領域 きのこ研究室

平出 政和

学校法人 湘南学園中学高等学校

横山 一郎

背景と目的
乾しいたけの消費量は年々減少しており生産農家の経営を悪化させています。2000 年に行ったアンケート調査から、年をとるに従って乾しいたけを好きになる傾向が見られましたが、10 代では嫌いな人が多く、成長と共に嗜好が変化しなければ消費量の減少に拍車をかけてしまいます。一方、香りは味覚以上に食品の評価に大きな影響を与えることも明らかになっています。菌床栽培できのこの付加価値を高めるため香り成分の調製方法は開発されていますが、日本で生産される乾しいたけは全て原木栽培品であり、原木栽培での調整方法は開発されていません。
そこで、乾しいたけに対する嗜好の変化を探ると共に、原木の処理による香り成分の調製方法を開発しました。

成 果
アンケート調査
2000 年と 2005 年に 10 代以上の一般人 300 余名を対象に行ったアンケート調査から、両年共に乾しいたけが「嫌いな人」約 15％に対して、「どちらでもない人」
約 18％、「好きな人」約 67% という結果が得られ、全体として「乾しいたけが好き」という傾向は変化していませんでした ( 図１)。年代別に比較した場合も両年に差違はなく、10 代から 20 代にかけて「嫌いな人」は減少し、「好きな人」は増加することも明らかになりました（図２）。以上のことから、大きな問題が生じなければこれらの傾向は変化しないと考えられます。
一方、最も好ましく感じる香り成分量を与える乾しい
たけの量を調べたところ、最も少ない 10 代「好きな人」
は 0.6g でしたが、20 代以降は概ね 2g を超え、50 代以降の「非常に好きな人」
は 8.7g でした
（表１）
。一般に、
一回に食する量は 1g とされていることから、市販品では香りが弱いことも明らかになりました。
香り成分量調製方法
乾しいたけ独特の香り成分は、レンチニン酸という物
質が乾燥中に酵素と熱の働きにより分解されて生じます。レンチニン酸の量は、菌床を用いた実験からアミノ酸の一種であるシステイン及びグルタミン酸を培地に添48

加すると増加することが明らかになっています。
そこで、しいたけ発生前のほだ木に両アミノ酸を注入したとこ
ろ、しいたけに含まれているレンチニン酸の量を無処理と比べて約３倍まで増加させることに成功しました ( 図４)。また、旨味成分であるグルタミン酸も注入処理により副次的に最大 30 倍増加させることに成功しました。
以上のことから、原木への添加物注入により香り成分
量および旨味成分量等の品質改良が可能であることを明らかにしました。
今後の課題
アンケート調査時に乾しいたけに対する不満を聞いた
ところ、多くの人が水戻し時間の長さを挙げました。約
80% の人が夕食の調理に費やす時間は 60 分以下との調査結果も出ていることから、需要を伸ばすには、水戻し
時間の短縮についても検討が必要です。
本研究は、交付金プロジェクト「機能性成分を強化した
きのこの成分育種及び栽培技術の開発」による成果です。
詳しくは：Hiraide and Yokoyama (2007). Journal of
Wood Science. DOI: 10.1007/s10086-006-0874-4 等をご覧下さい。

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図1

図2

乾しいたけの好き嫌い

表1

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年代別乾しいたけの好き嫌い

最も好ましく感じる香り成分量を与える乾しいたけの量（g）஝䛧䛔䛯䛡䛻ᑐ䛩䜛Ⴔዲ㻌䛹䛱䜙䛷䜒䛺䛔㻌

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図3

栽培中のしいたけ

図4ฎ⌮

アミノ酸を注入処理したほだ木を使用して栽培したしいたけ中の成分量49森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集

ポプラ完全長 cDNA* 約 20,000 種類の収集に成功

生物工学研究領域 ストレス応答研究室 楠城 時彦、西口満

樹木分子生物研究室 二村 典宏、伊ヶ崎 知弘
生物工学研究領域 領域長

篠原 健司

背景と目的
近年、樹木で初めてポプラゲノムの概要解読が報告され、樹木研究もポストゲノム時代を迎えました。染色体の形状やゲノムの塩基配列を解析する学問分野を「構造ゲノム学」と呼びます。一方、ゲノム情報をもとに実際の細胞内で機能する遺伝子を研究するのが「機能ゲノム学」です。樹木の生理機能の裏付けとなる遺伝子機能を効率的に解析するためには、機能ゲノム学的アプローチが有効です。ポプラは、ゲノム情報の整備や遺伝子組換え技術の確立などにより、モデル樹木としての地位も揺るぎないものになりました。私たちは、樹木の機能ゲノム学的研究の一環として、ポプラから完全長 cDNA を大規模に収集し
ました。

成 果
ポプラ（セイヨウハコヤナギ、Populus nigra var.

他に例を見ません。ポプラ完全長 cDNA は、樹木の構

italica）の葉、茎、根や花の各器官、また乾燥、高塩濃

造ゲノム学だけでなく、機能ゲノム学における研究の進度や低温などの環境ストレス処理をした葉から調整した展に大きく貢献します。また、遺伝子組換えによる有用

mRNA* を鋳型にして、完全長 cDNA ライブラリー * を樹木の開発や、遺伝子マーカーとして用いることで環境作製しました。完全長 cDNA は、遺伝子の機能解析や耐性樹木の選抜などにも利用可能です。今後は、ポプラ組換え体の作出にとって有用なバイオリソース（生物資完全長 cDNA をもとに DNA マイクロアレイ * による発源）です。110,000 以上のポプラ cDNA の塩基配列を現遺伝子 * の網羅的解析を進め、樹木の様々な生理機能解析した結果、様々な機能を持つ 19,841 種類の遺伝子の解明に挑戦する予定です。そして、ポプラのバイオリを同定しました。
（図 1）。この数値は、ポプラのゲノム

ソースの配布を通じて国際貢献に努め、樹木研究の発展の概要解読から推定される遺伝子数の約 40％に相当しに貢献したいと考えています。

ます。ポプラ完全長 cDNA の中には多数の重要な遺伝子が含まれていました。また、収集した遺伝子は 19 本

本研究は、交付金プロジェクト「ポプラ等樹木の完全の染色体上にほぼ均等に分布することも明らかになりま

長 cDNA 塩基配列情報の充実」による成果です。また、した（図 2）。

（独）理化学研究所植物科学研究センター（篠崎一雄セ

このような完全長 cDNA の大規模収集は、樹木では
0ンター長）との共同研究として推進しました。

FFPRI

図1

ポプラ完全長 cDNA の機能分類

ポプラ完全長 cDNA 約 2 万種類をそれぞれの塩基配列がコードするタンパク質の機能によって分類しました。J: タンパク質の翻訳、A: RNA のプロセッシングと修飾、K: 転写、L: DNA の複製・組換え・修復、B: クロマチンの構造変換、D: 細胞周期・細胞分裂の制御、Y: 核構造、V: 防御機構、T: シグナル伝達、M: 細胞壁・細胞膜の合成、Z: 細胞骨格、W: 細胞外構造、U: 細胞内輸送・分
泌、O: タンパク質の翻訳後修飾・代謝、C: エネルギー生産・変換、G: 炭水化物の輸送・代謝、
E: アミノ酸の輸送・代謝、F: 核酸の輸送・代謝、H: 補酵素の輸送・代謝、I: 脂質の輸送・代謝、P: 無機イオンの輸送・代謝、Q: 二次代謝産物の合成・輸送、R・S: 不明



図２

ポプラ完全長 cDNA の染色体上での位置

ポプラのゲノム情報をもとに、私たちが収集したポプラ完全長 cDNA 約 2 万種類を染色体上にマッピングしました。棒状の図形は各染色体を示しています（染色体番号 1 ～ 19）。赤い部
分がポプラ完全長 cDNA の位置を示しています。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
51

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集

スギ花粉から多数のアレルゲン類似遺伝子を発見

生物工学研究領域 樹木分子生物研究室 二村 典宏
ストレス応答研究室 西口
森林遺伝研究領域 樹木遺伝研究室

満

伊原（宇治野）徳子

遺伝データベース化担当チーム長 吉村 研介
生物工学研究領域 領域長

篠原 健司

背景と目的
毎年春になると多くの人々を悩ますスギ花粉症は、花粉の中に含まれるアレルゲンが原因となっています。スギ花粉アレルゲンの中には、多くの患者が反応するものと一部の患者しか反応しないものがあり、その全体像は明らかになっていません。現在、スギ花粉ア
レルゲンとして Cryj1、Cryj2 をはじめ数種類が特定されていますが、スギ花粉にはまだ特定されていないアレルゲンが多数あると考えられています。私たちは、未知のスギ花粉ア
レルゲンを探索するために、スギの成熟花粉で働いている遺伝子を解析しました。

成 果
スギ花粉で働く遺伝子の大規模解析
スギの成熟花粉に由来する遺伝子を大量に解析した結果、1,365 種類の遺伝子を収集しました。それらの中にす。これらの遺伝子から作られるタンパク質はアレルゲンとして働いている可能性があり、今後検証していく必要があります。

は、様々な機能を持つ遺伝子が含まれていました（図 1）。

私たちの収集したスギ花粉遺伝子群の情報は、今後、

過去に報告のなかった遺伝子があることも分かりましスギ花粉の新規アレルゲンを特定していくうえで大いた。これまでに針葉樹の花粉で働いている遺伝子を大規に役立つと期待されます。そして、安全なペプチド療法

模に解析した報告はなかったので、世界で初めての報告や DNA ワクチンの開発、新たな機能性食品の開発など、となります。

スギ花粉症の治療法の開発にも役立つと考えられます。

スギ花粉中のアレルゲン類似遺伝子の解析
スギ花粉で働く遺伝子の中に既知の植物アレルゲンと本研究は、農林水産省先端技術を活用した農林水産研
究高度化事業「スギ雄性不稔個体の品種改良と大量生産類似している遺伝子がないかを調べたところ、Cryj1、 技術の確立」による成果です。
Cryj2 も含めて 17 種類存在することが明らかになりま
した（表 1）。Cryj1、Cryj2 以外の 15 種類は、本研究により初めて明らかになったアレルゲン類似遺伝子で

詳しくは、Futamura et al. (2006) Tree Physiology
26(12):1517-1528 をご覧ください。

FFPRI

図1

スギ花粉で発現している遺伝子の機能分類

スギ花粉で発現している遺伝子をそれぞれの塩基配列がコードするタンパク質の機能によって分類しました。J: タンパク質の翻訳、A: RNA のプロセッシングと修飾、K: 転写、L: DNA の複製・組換え・修復、B: クロマチンの構造変換、D:
細胞周期・細胞分裂の制御、Y: 核構造、V: 防御機構、T: シグナル伝達、M: 細胞壁・細胞膜の合成、Z: 細胞骨格、U: 細胞内輸送・分泌、O: タンパク質の翻訳後修飾・代謝、C: エネルギー生産・変換、G: 炭水化物の輸送・代謝、E: アミノ酸の輸送・代謝、F: 核酸の輸送・代謝、H: 補酵素の輸送・代謝、I: 脂質の輸送・代謝、P: 無機イオンの輸送・代謝、Q: 二次代謝産物の合成・輸送、R・S: 不明

表1
相同性を示した
アレルゲン
Cry j 1
Cry j 2Jun o 4
Bet v 6.0102
Aln g 1
Che a 1
Act c 1
Cap a 1w
Cor a 10
Cuc m 1
Fag e 1
Mal d 2
Ory s 1
Pru p 4.0201
Hev b 2
Hev b 3
Hev b 9スギ花粉遺伝子と相同性を示した既知の植物アレルゲン
タンパク質の機能

生物種

アレルゲンの種類

ペクテートリアーゼ
ポリメチルガラクツロナーゼ
カルモジュリン
イソフラボンレダクターゼ
リボヌクレアーゼ
トリプシンインヒビター
システインプロテアーゼ
ソーマチン様タンパク質
小胞体内腔結合タンパク質
セリンプロテアーゼ
11S グロブリン
ソーマチン様タンパク質
エクスパンシンプロフィリンb-1,3- グルカナーゼ
スモールラバーパーティクルプロテイン
エノラーゼ

スギ
スギ
ビャクシン
シラカンバ
ハンノキ
シロザ
キウイ
トウガラシ
ヘーゼルナッツ
メロン
ソバ
リンゴ
イネ
モモ
パラゴムノキ
パラゴムノキ
パラゴムノキ

樹木花粉
樹木花粉
樹木花粉
樹木花粉
樹木花粉
草本花粉
食物
食物
食物
食物
食物
食物
食物
食物
ゴム（ラテックス）
ゴム（ラテックス）
ゴム（ラテックス）
53森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集市販木竹酢液中に含まれるホルムアルデヒド含有量の実態解明

バイオマス化学研究領域 樹木抽出成分研究室 大平 辰朗、松井 直之

背景と目的
平成 15 年に農薬取締法の改正が行われ、農薬効果を有する薬剤で安全性が明らかなものは「特定防除資材 *」として扱われることになりました。木竹酢液 * は JAS 規格で有機農産物生産用の土壌改良材として認められていますが、ホルムアルデヒドの含有量が問題となり特定防除資材への指定が保留されています。木竹酢液の特定防除資材への指定を早急に実現するためには、ホルムアルデヒド含有量の実態を把握することが不可欠です。そこで本研究では、現行の木竹酢液の規格に合致している市販木竹酢液 60 種に含まれるホ
ルムアルデヒド含有量の実態を解明しました。

成 果
木竹酢液中のアルデヒド類
写真１にあるように木竹酢液は原料や作り方が異なると様々な色の液になり、含まれる成分も大きく変動します。木竹酢液中にはいろいろな種類のアルデヒド類が含まれています。図１は木竹酢液中で検出された主なアルデヒド類の代表的な割合を示しています。ホルムアルデ
ヒドが最も多く、次いでトルアルデヒド、フルフラールなどが多く含まれています。ホルムアルデヒドが最も多いことは共通していました。
木竹酢液中のホルムアルデヒド含有量の実態
60 種の市販木竹酢液中に含まれるホルムアルデヒド
含有量の測定結果を表１、２に示します。木酢液中のホ
ルムアルデヒドの含有量の平均値は 274.5ppm、竹酢液の場合 260.4ppm であり、木酢液の方がわずかですが多いという結果でした。蒸留したものは木、竹酢液ともに未蒸留のものに比べて、少ない結果でした。木竹酢液の特定防除資材への指定が保留されている理由は、製品の規格化が行われる前の木酢液の中にホルムルデヒ
ド含有量が極めて多い例（3000ppm）があったためです。また現行の規格に合致した木竹酢液中のホルムアル
4デヒド含有量の実態が不明であったことも理由の 1 つです。規格化された市販品を調べてみると、多くても602ppm であり、60 種の平均値は 267ppm であることがわかりました。問題視されているような極端に多い
含有量は、むしろ特殊な例であったのではないかと考えられます。
木竹酢液から揮発するアルデヒド類
木竹酢液から揮発するアルデヒド類の代表的な割合を図２に示します。
ホルムアルデヒドの揮発物中の割合は、それほど多くなく、むしろ含有量の少ないアセトアルデ
ヒドが多く揮発していることがわかります。この結果はホルムアルデヒドは液中の含有量は多いが、液から揮発して気中に出て行く量は少ないことを意味しています。
このことは実際のハウス栽培などで木竹酢液を使用した
時に、ホルムアルデヒドの揮発する割合が多くないことを示唆しています。
本研究は、一般研究費「樹木抽出成分の機能、作用機
構及び機能性材料への変換法の解明」による成果です。

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蒸留木竹酢液

木竹酢液
写真 1

表1

市販されている木竹酢液

市販木酢液に含まれるホルムアルデヒド

最大値
最小値
平均値

木酢液
(n=30)
602
107
274

ppm
蒸留木酢液
(n=6）
278
116
213

表2

市販竹酢液に含まれるホルムアルデヒド

最大値
最小値
平均値

竹酢液
(n=15)
501
245
260

ppm
蒸留竹酢液
(n=10)
476
203
219

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図1

木竹酢液中のアルデヒド類の代表
 的な割合ホルムアルデヒドの割合が多い。

図2

木酢液から揮発するアルデヒド類の代表的な組成ホルムアルデヒドは揮発しにくい。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
55

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集森林土壌の乾燥と水の通り道

立地環境研究領域 土壌特性研究室

小林 政広、釣田 竜也、吉永 秀一郎

四国支所 森林生態系変動研究グループ 篠宮 佳樹

背景と目的
森林生態系内の物質循環において、土壌は物質の保持、変換の場として重要な役割を担っています。各種養分など物質の多くは水とともに移動するため、土壌中の水の動態を知る必要があります。森林土壌には、動物の移動や植物根の腐朽などにより生じるトンネ
ルのような直径数 mm 程度の大きなすき間（マクロポア）が多く見られます。これまで、土壌が乾燥しているときには、水はより小さなすき間を均一にゆっくり流れると考えられてきましたが、マクロポアを選択的に通る流れ（マクロポア流）が生じる場合もあることが分かってきました。そこで、土壌水分の測定と色素を用いた雨水の通り道の観察により、
マクロポア流の実態とその発生に及ぼす土壌水分の影響を明らかにしました。

成 果
土壌が乾いたときに発生するマクロポア流

なぜ土壌が乾くとマクロポア流が発生するのか

通常、土壌中の水は、強い毛管力が生じる小さなすき

なぜ土壌が乾いたときにマクロポア流が生じたのでし間に引き込まれる傾向があります。そのため、マクロポ

ょうか。そのきめ手は土の濡れにくさにありました。私

アがあっても雨水は周囲の小さなすき間に入り、これらたちが対象にした土壌は湿潤なときには水によく濡れまが満たされるまでマクロポアを流れることはないと考えしたが、ひとたび乾燥させると水をはじいて濡れにくくられていました。ところが私たちの観測結果は、土壌がなったのです（図３）。このような性質を「撥水性」と強く乾燥したときにもマクロポア流が発生しやすくなるいいます。
より小さいすき間に水が引き込まれる傾向は、ことを示すものでした。

土壌が水に濡れやすいときに限られます。土壌が撥水性雨が降ったとき、土壌が適度に湿っている場合には（図１左）、マトリックポテンシャル * は浅い深度から順にを示す場合には水を斥ける力が働き、小さなすき間ほど水が入りにくくなるのです。

上昇しました。これは表層から順々に雨水が浸透したこ

マクロポア流が生じると、雨水が表層部の特定の経路とを示しています。一方、土壌が乾いている場合には（図を速やかに移動して土壌粒子に接する機会が減るので、

１右）、最も浅い深度 10 cm に変化が生じないまま、よ土壌表層部における養分保持の能力や環境負荷物質を捕り深い部分で先にマトリックポテンシャルが上昇しまし

捉する能力が低下する可能性も考えられます。これら撥

た。実際に水の通り道を観察すると、浅い深度では根と水性の物質動態への影響は今後明らかにすべき重要な課

土壌の間のすき間など、ごく限られた部分に限られ、雨

題といえます。

水が表層で行き渡らずに深い層に達しており、マクロポ
ア流の発生が確かめられました（図２）。

詳しくは、小林政広ほか（2006）日本森林学会誌
88(5): 354-362 をご覧下さい。

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10 cm
30 cm
75 cm

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9/24
00:00

9/25
00:00

9/26
00:00

図1

9/27
00:00

9/28
00:00

9/29
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75 cm

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11/14
00:00

11/15
00:00

11/16
00:00

11/17
00:00

11/18
00:00

11/19
00:00

湿潤時（左）と乾燥時（右）の降雨時のマトリックポテンシャル変化

湿潤時には浅いところ（10cm 深）から順にマトリックポテンシャルが上昇し始めるのに対して、乾燥時には浅いところがほとんど変化せずに深いところ（30cm 深 ,75cm 深）のポテンシャルが上昇しています。

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10
20
30
40
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図2

土壌が乾いたときに青色の色素を含む水を散布すると、水は均一に下層へ浸透せず、根の周りのすき間などのマクロポアを選択的に流下します。

図3

土壌の撥水性湿潤時には水に濡れやすい土壌でも、乾燥す
ると水をはじくようになることがあります。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
57

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集大気からの窒素負荷の進行とスギ林への影響
立地環境研究領域

養分動態研究室

長倉 淳子

東北支所

研究調整監

赤間 亮夫

九州支所

森林生態系研究グループ 重永 英年

背景と目的
窒素は樹木の成長に最も重要な養分のひとつで、肥料の主成分です。温帯の森林生態系
では窒素は不足しがちなので、土壌の窒素量が増えれば樹木の成長が良くなると考えられてきました。しかし、近年、石油などの化石燃料や化学肥料の利用が増え、人間活動起源の窒素化合物が大気中に大量に排出されるようになりました。大気に排出された窒素化合
物は、雨などによって再び陸上に降ってきて、森林にも供給されます。降ってくる窒素が増えすぎると、土壌が酸性になったり、樹木の生育が悪くなったりする恐れがあります。
そこで、大気からの窒素負荷が日本の森林に及ぼす影響を明らかにするため、日本の主要な造林樹種であるスギの成木を対象に、多量の窒素を長期的に与える試験を行いました。

成 果
窒素添加を続けると窒素負荷による土壌の酸性化

森林総合研究所・千代田試験地のスギ林（20 年生）

窒素負荷の影響として、土壌の酸性化や森林衰退が懸の林床に、1997 年 3 月から 2004 年 3 月までの 7 年間念されてきましたが、これまで日本の林地において実際-1にわたって年間 336 kg ha に相当する窒素溶液（硝酸に確かめられたことはありませんでした。

アンモニウム）を 12 回に分けて毎月散布しました。こ

今回の試験により、試験期間中にスギの生育は悪くなの地域に雨によってもたらされる窒素量は年間 14 kgらなかったものの、窒素負荷の進行によってスギ林の土-1ha だったので、散布した窒素量はその 24 年分に相当します。
窒素を多量に与えたスギ（窒素添加区）の樹高や胸高

壌が酸性化することが確かめられました。
近隣諸国の経済発展に伴い、日本の森林に降ってくる
窒素の量は今後も増えることが予想されますが、窒素負直径の成長は、水だけ与えたスギ（対照区）と変わらず、 荷による森林の変化は土壌のようにみえない部分から進
樹冠部にも見てわかるような衰退の兆候はみられません

んでいるようです。地上にみえている樹木が元気そうででした。しかし、多量の窒素を与えることによって土壌も油断は禁物です。

中の水の硝酸イオン濃度 * が増え、pH は低くなり、やや遅れて植物の生育に有害なアルミニウムの濃度が増えました（図 1）
。これらの結果から、大気からの窒素負荷の増加が続けば土壌が酸性化することが明らかになり
ました。

8

本研究の一部は、環境省地球環境研究総合推進費「根圏環境の酸性化が微生物及び養分バランスに与える影響に関する研究」および一般研究費による成果です。
詳しくは：Nagakura, J. et al.(2006) Journal of Forest
Research 11(5):299-304 をご覧下さい。

FFPRI

図1

試験地の様子

窒素添加区には窒素溶液を、対照区には水を、タンクからホースを使って直接林床に散布しました。また、タワーを建てて樹冠の観察や葉の採取をしました。

図2

土壌中の水の pH（上）およびアルミニウム (Al) 濃度（下）窒素散布を続けたところ、土壌中の水の pH が 6 から 4.5 まで下がり、植物の生育に有害なアルミニウムの濃度が大きく上昇しました。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
59

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集谷頭斜面 * の流出特性－「あめふりくまのこ」は何を見たか？－

水土保全研究領域 水資源利用担当チーム長 坪山 良夫

背景と目的「あめふりくまのこ」という童謡に、山に雨が降り続いたら小川ができたという話が出てきます。童謡に歌われるぐらいに身近な現象のはずですが、いつどれくらいの流出が生じて小川となったか、それほど詳しくは調べられていませんでした。なぜなら実際の山で行われる流出の調査は、どちらかといえば常に水が流れている渓流を対象にすることが多いためです。新たな小川の発生はその場所にあった色々な物質を “洗う” 効果もあるので、水の量ばかりでなく質の面でも下流の河川へ影響を与えると考えられます。そこで、水源となる源流域で一時的に生じる流出の特徴を調べました。

成 果
実際に測ってみるとしている時は一時帯水層の発生は斜面下端に限られ、降茨城県北部のスギ・ヒノキ林の流域（図 1）を対象に、 雨のごく一部しか流出しないのに対して、湿潤な時は一流域の出口（HB）、湧水点 * 直下（HA）、そして普段は時帯水層が斜面上部まで発生するのに加え、谷頭斜面な水が流れていない谷頭斜面の出口（HZ）の計 3 箇所で流らではの特徴として、上部の扇形の地形の影響によって、出を測定しました。その結果、湧水点直下（HA）の比流

より多くの水が一時帯水層に集まるようになるため流出

量 * は、流域全体（HB）の比流量と、一年を通じてほぼが飛躍的に増加することがわかりました（図 3）。

１：１の関係を保ちながら変化しているのに対して、谷頭斜面（HZ）の比流量はゼロから流域全体の比流量を上これからの課題

回るまで幅広い変化を示すことが判りました（図 2）。ことうとうと流れる大河の一滴も、もとを辿れば流域源

れは、単位面積あたりの水流出量で比較すると、普段は頭にある無数の谷頭斜面の一つから流れ出た水かもしれ水が流れていない谷で、常に水が流れている場所よりもません。ここでは一時的な流出が発生する場所として焦多くの流出が発生する場合のあることを示しています。

点を当てましたが、谷頭斜面は活発な土砂生産場としても知られています。流域内のどのような場所で流出が発そのわけは一時的にせよ、谷頭斜面でそれほど大きな流出が生じ生しやすいのか、あるいは、どのような場所なら流出が途切れなく生じるのかという点が、これからの課題です。

るのはなぜでしょうか。谷頭斜面内の水の動きを詳細に調べた結果、それは地中に現れる一時帯水層 * の動きと密接に関わっていることが判りました。すなわち、乾燥60

詳しくは：坪山良夫 (2006) 森林総合研究所研究報告
5(2)：135-174 をご覧下さい。

FFPRI

図1

調査対象地の地形と流出測定地点●が湧水点、▲が流出測定地点、緑色の線が集水界、青色の線は普段から水が流れている部分です。赤色の点線で囲った部分が、図 3 の縦断面のイメージに対応しています。なお、図の右下にあるのは一辺が 10m の立方体で、流域の大きさの目安として描いてあります。

図2

比流量の比較

流域全体（HB）の日流量を横軸にとり、同じ日の他の二つの地点（HA と HZ）の日流量とどのような大小関係にあるかを示したグラフです。図中の斜めの線は比流量の大きさが１：１となる直線、点の色は同じ日の日雨量の大きさを示しています。

図3

谷頭斜面の縦断面における水移動のイメージ（左：乾燥時、右：湿潤時）

濃い灰色は基岩、薄い灰色は土層、赤い矢印は水の動き、青色と水色の部分は一時帯水層を表しています。
乾燥時、一時帯水層は斜面下部にしか発生しませんが、湿潤時は斜面上部まで発達します。さらに谷頭斜面では、上部の扇形の地形の影響により、より多くの水が一時帯水層に集まるようになります（水色の部分）。

* については、巻末の用語解説をご覧ください。
61

森林総合研究所

平成 18 年度

研究成果選集被食防御物質 * タンニンに富むドングリをアカネズミが利用できるわけ
東北支所 生物多様性研究グループ 島田 卓哉

背景と目的
ドングリは、アカネズミ（写真１）などの動物にとって秋から冬にかけての貴重な餌資源であり、利用しやすい「良い餌」であると考えられていました。ところが、ミズナラな
どのドングリには、タンニンが高濃度で含まれています。タンニンはポリフェノールの一種ですが、多量に摂取すると消化管に損傷を与え、腎臓や肝臓に負担を与えることもあります。実際に、アカネズミを飼育してミズナラのドングリだけを与えると、大半の個体が死んでしまいます。このことからアカネズミは、自然条件下では何らかの方法でドングリ中のタンニンを克服して利用しているものと推測されました。本研究は、アカネズミがどのようにしてタンニンを克服しているのかを解明することを目的としています。

成 果「馴化（馴れ）」がタンニン克服のキーワード
少量のミズナラのドングリを事前に与え続けてタンニンに馴らしたアカネズミと、馴らしていないアカネズミとにミズナラのドングリを与えてその影響を比較しました。その結果、馴らしていないアカネズミは著しく体重を減らし（平均 17.5％減）、14 頭中 8 頭が死亡したのに対し、馴らしたアカネズミではタンニンによるダメー
ジがとても軽くなること（体重、平均 2.5％減；死亡 12
頭中 1 頭）が判りました。この結果は、「馴化」によってタンニンによるダメージが克服されることを示しています。
なぜ馴化が起きるのか「唾液」と「腸内細菌」によるタンニン克服のメカニズム
アカネズミの体の中で、唾液中のタンニン結合性唾液
タンパク質とタンナーゼ産生腸内細菌 * は次のように働いていることを明らかにしました。即ち、①タンニンを含むドングリを食べると唾液中のタンパク質とタンニンが安定した複合体を作り、タンニンの作用を阻害する、②この複合体がタンナーゼ産生細菌の作用で分解され再利用される、という２段階のメカニズムによって、アカ
ネズミはタンニンを克服してタンニンに富むドングリを「餌」として利用できるのです。なお、タンニン結合性6唾液タンパク質とタンナーゼ産生細菌は、いずれも日本産哺乳類では初めての発見です。
新たな視点の必要性
ナラ、カシ類が次世代を残すには、森林性野ネズミの活動がプラス・マイナス両面で深く関わっています。彼らは大量にドングリを消費する一方で、ドングリを運搬し、土の中に埋めて貯蔵することで更新の手助けをしています。このような両者の関係について本研究によって明らかにされたことは、従来の「堅果＝良い餌」という常識では理解出来ないことを示しています。
「動物は、潜在的には有害なドングリを工夫して利用している」という新たな視点から、両者の関係を評価していく必要があります。
本研究は、文部科学省科学研究費補助金「アカネズミ
における堅果中のタンニンに対する防御メカニズムの解明」による成果です。動物実験は日本実験動物学会のガイドラインに従って行いました。
詳しくは、Shimada et al. (2006) Journal of Chemical
Ecology 32(6):1165-1180 をご覧下さい。

FFPRI

写真 1

アカネズミ。日本固有種で、北海道から九州の森林に広く生息しています。

図1

写真 2

アカネズミの糞便からタンナーゼ産生細菌が検出された培地（白いコ
ロニーがタンナーゼ産生細菌）。

アカネズミとドングリとの関係* については、巻末の用語解説をご覧ください。
63

用

語

京都議定書（P4)

地球温暖化を緩和するため、各国の温室効果ガス（二酸化炭素、メタ ン、一酸化窒素、代替フロン等の 6 種のガス）の削減目標を定め た世界的な枠組みです。1997 年の京都会議で合意されたため京都 議定書と呼ばれます。

オルソフォト（P4)

空中写真を地図と同じ正射投影に作り変えたものです。

センチュリーモデル（P4）解説

胸高断面積合計（P42）

ある一定面積の土地において、幹の胸高（地面より 1.3 ｍの高さ）における水平断面積をすべての個体の分足し合わせたものです。一般的に、樹木では混み具合の指標となります。タケでは便宜的に稈の中空部分を含んで計算しているので数値は他の樹木と比べると大きめです。

cDNA（P50）mRNA を鋳型にして人工的に作られた DNA のことです 。

米国コロラド州立大学が開発した、土壌を含めた 森林の炭素循環を表した数理モデル。これを気候や樹種、成長などの係数を調整し、日本で利用できるようにしました。

mRNA（P50）

永久凍土（P6)

完全長 cDNA ライブラリー（P50）

少なくとも二冬とその間の一夏を含めた期間より長いあい
だ、0℃以下の温度状態を保つ土壌・岩石を永久凍土と定義とします。全地表面積の 14％（2.1 億 km2）を占めています。

ベンチプラント（P12)

メッセンジャー RNA の略。タンパク質の合成に必要な遺伝情報物質のことです。
タンパク質合成に必要な全ての情報を保持する完全長 cDNAを 高効率で含むライブラリーのことです。

DNA マイクロアレイ（P50）

大量の異なる遺伝子の発現解析を一挙に行うために開発された 実験手法です。

小型試験プラントのことです。実用化レベルの大規模処理プ
ラントを開発するためには、実験室レベルの小型装置からベンチプラント、パイロットプラント…と徐々にスケールアッ
プさせ、検証を進めながら大型化させていきます。

発現遺伝子（P50）

心拍変動性（P28）

特定防除資材（P54）

心拍の間隔は一定ではなく、この間隔のゆらぎを周波数解析
することにより、自律神経系の活動を交感神経系と副交感神経系に分けて評価することができます。

唾液中コルチゾール濃度（P28）

コルチゾールはストレス時に分泌が高まるホルモンで、唾液を採取してコルチゾールの濃度を調べることにより、その人のストレス状態が分かります。

副交感神経活動（P28）

自律神経系は交感神経系と副交感神経系から成り立っており、一般にリラックス時には副交感神経系の活動が高まります。

ラミナ（P34）

ひき板とも呼ばれます。集成材の一つの層を構成する板で、複数の板を接着によって縦継ぎや幅はぎされたものもあります。

E55-F200（P35）

JAS 規格にある集成材の等級の表示方法で、E は曲げヤング係数、F は曲げ強度を意味します。この等級の場合、構造設計する際の基準値として曲げヤング係数は 55tf/cm2、曲げ強度は 200kgf/cm2 を使用できることを表します。なお、従来の等級の前に M のついた「ME105-F300」とは曲げ部材としての利用を想定した新しい等級で、曲げヤング係数と曲げ強度の基準値は「E105-F300」と同等ですが、縦圧縮強度、
縦引張り強度の基準値が小さく抑えられています。

溶剤（P36）

塗料などの固形成分を十分に溶解あるいは分散して、塗装しやすくする揮発性の液体のことです。

ＵＶ塗装（P36）

UV（紫外線硬化型）塗料を用いて行う塗装およびその工程のことです。

染色体の DNA をもとに転写される遺伝子のことです。

改正農薬取締法では、新たに無登録農薬の製造や使用を禁止したため、農作物の防除に使う薬剤や天敵で、安全性が明らかなものにまで農薬登録を義務付ける過剰規制とならないよ
うに、特定農薬という仕組みを作りました。この特定農薬を
わかりやすく表現するために「特定防除資材」と呼んでいます。

木竹酢液（P54）

木材や竹を原料に炭焼きを行うと煙が発生しますが、その煙は冷却されると液体になり、しばらく静置すると 2 層にわかれ、下層部を木タール、上層部を木竹酢液と呼んでいます。

マトリックポテンシャル（P56）

土壌の乾燥度合いの指標です。マイナスの値をとり、乾くと絶対値が大きくなります。

硝酸イオン濃度（P58）

硝酸（窒素化合物の一種：化学式は HNO3）のイオン態（化学式は NO3-）の濃度。通常、硝酸は水溶液中では硝酸イオンの形で存在しています。

湧水点（P60）

水が湧いている、あるいは湧き出る場所のことです。

比流量（P60）

河道のある地点を単位時間あたりに通過する水の体積を集水面積で割って、単位面積当たりに換算した値です。

谷頭斜面（P60）

谷の最上流部にある扇状の凹地形のことです。

一時帯水層（P60）

土壌と基岩の境界面などに一時的に発生する水体です。いわば地中の水たまりです。

被食防御物質（P62）

ある一定面積の土地に存在する生物量。ここでは、地上部（地面より上にある）のタケの総乾燥重量のことです。

草食者からの食害を回避するために植物が生産する化学物質です。多くは苦みや辛味などを伴い、多量に摂取すると消化阻害や臓器不全などに負の効果をもたらします。

放置竹林、管理竹林（P42）

タンナーゼ産生腸内細菌（P62）

現存量（P42）

タケノコ生産目的などの管理竹林では、稈密度（本数）を調整して林内に良く光が入るほどに空かします。一方、手入れをしなくなった放置竹林では稈密度が増加し、林内が暗くなり枯れた稈が多数みられるほどに混んできます。

相対成長式（P42）

生物個体の一部分の成長率が個体全体の成長率に比例するという関係を示す式。ここでは、胸高直径（1.3 ｍの高さの稈の太さ）から全体重量を推定するために用いています。
64

タンニンの一種である加水分解性タンニンの分解酵素である
タンナー ゼを産生し、タンニンを特異的に分解する腸内細菌群です。なお、ドングリ に含まれるタンニンは、主にこの加水分解性タンニンです。

表紙に掲載された動植物
1

1 ウダイカンバ
2 ホテイアオイ
3 キッコウチク
4 シモツケ5 コウヤマキ2

6 グイマツ7 オクヤマザサ
8 キンギンボク
9 トドマツ10

10 エノキ11 ムラサキシジミ（メス成虫）
12 ギョイコウ

11
3

9

12

4

7

8

5

6

森林総合研究所
平成 18 年度
発行
日
編 集・ 発 行

お問い合わせメールアドレス
ホームページ
印
刷所

研究成果選集平成 19 年 7 月
独立行政法人 森林総合研究所
茨城県つくば市松の里１
電話 029(873)3211 ( 代表 )企画部研究情報科
kanko@ffpri.affrc.go.jp
http：//www.ffpri.affrc.go.jp
勝美印刷株式会社

本誌から転載・複製する場合は、森林総合研究所の許可を得て下さい。

裏表紙の写真：ジャコウアゲハ蛹