名古屋大学博物館報告
Bull. Nagoya Univ. Museum
No. 29, 1–11, 2013

年輪年代法による輸入スプルース材の年代決定と産地推定
Tree-ring dating and dendroprovenancing of the imported Spruce woods
箱﨑

真隆（HAKOZAKI Masataka）
・中村

俊夫（NAKAMURA Toshio）

名古屋大学年代測定総合研究センター
Center for Chronological Research, Nagoya University〒 464-8601 愛知県名古屋市千種区不老町名古屋大学年代測定総合研究センター
Center for Chronological Research, Nagoya University, Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8601, Japan要

旨

年輪年代法体験学習の教材を得るため，アラスカ州から輸入されたスプルース材の樹種同定と年代決定
および産地推定を行なった．木材解剖学的特徴に基づく同定の結果，樹種はシトカスプルースに同定された．年輪年代解析の結果，15 試料から AD1689–1990 にわたる 302 年間の標準年輪曲線（AKNCCH01 と命名 ) が得られた．AKNCCH01 は，アラスカ南東部沿岸地域の標準年輪曲線と tBP > 6.5 を示し，特にプ
リンスオブウェールズ島のものと tBP = 9.36 という非常に高い値を示した．以上の結果は，これらの輸入
スプルース材が，アラスカ南東部太平洋沿岸諸島で，17 世紀末～現代にかけて生育したシトカスプルース
であることを示唆する．

Abstract
In order to obtain the teaching materials for dendrochronology workshop, wood identification,tree-ring dating and dendroprovenancing survey on imported spruce woods were carried out. As
a result of identification based on wood anatomical features, the species was identified as Picea
sitchensis (Bong.) Carrière (sitka spruce). A tree-ring chronology with code name AKNCCH01 (itcovers AD1689–1990 from 15 woods) was obtained as a result of dendrochronological analysis.
AKNCCH01 was compared with chronologies of the southeastern Alaska coastal area and yieldedtBP > 6.5. In particular, correlation between AKNCCH01 and chronology of the Prince of Wales
Island showed a very high value of tBP = 9.36. The above results suggest that these imported sitka
spruce woods have grown at the southeastern Alaska Pacific coastal area, from the end of 17th
century to the present.
１．はじめに
年輪年代法は，年輪幅変動の個体間の同調性を利用して，年代未知の木材の絶対年代を 1 年精度で決定する年代測定法である．年輪年代決定には，年代既知の多数の年輪幅データを平均化した「標準年輪曲線」を用いる．近年では，地域ごとに構築された標準年輪曲線のネットワーク化が進められており，年代測定のみならず，木材の産地推定や時空間的な環境変動復元などが可能になっている（Haneca et al., 2009; Speer, 2010; Bridge, 2012）．
名古屋大学年代測定総合研究センターでは，名古屋大学平成 25 年度地域貢献特別事業の一環として，2013 年 7 月 31 日～ 8 月 1 日に，この年輪年代法の体験学習を開催した．本事業では，小学 5 年
生～中学生を対象に，木材の切断，年輪観察面の研磨，年輪幅の計測と記録，年輪幅変動グラフの作成，そして変動グラフと標準年輪曲線との絵合わせ（目視評価に基づくクロスデーティング）から年—1—

輪の形成年を決定するまでの基礎実験を体験させた．
本事業の開催にあたって，上記実験に適した木材を準備し，予め年代を決定しておく必要があった．また，参加児童の「夏休みの自由研究」となることを見越した事業であるため，教材とする木材の樹種と産地についても，できるだけ正確な情報を提供する必要があった．
年輪年代法の試料は，標準年輪曲線が確立されている樹種の木材であり，かつ 100 層以上の年輪からなるものが望ましい．著者は，この条件を満たす木材を，名古屋市内のホームセンターで探した．
当初は，日本産樹木のスギ，ヒノキを検討したが，それらの木材は年輪数が 50 層未満であった．次に，外国産樹木を検討したところ，100 ～ 200 層の年輪からなるアラスカ産スプルース材の「まな板」を見つけた．
スプルースはトウヒ属の総称であるため，この木材の種名は不明であった．アラスカ産であるとす
れば，北米大陸に自生する 7 種のトウヒ属のいずれかに該当する．さらに，アラスカから輸出される
林業重要種となれば，シトカスプルース（Picea sitchensis（Bong.）Carrière），ホワイトスプルース（Picea glauca（Moench）Voss），ブラックスプルース（Picea mariana（Mill.）Britton, Sterns& Poggenb）の 3 種に絞られる．2013 年現在，国際年輪データバンク ITRDB（International TreeRing Data Bank: http://www.ncdc.noaa.gov/data-access/paleoclimatology-data/datasets/tree-ring）には，これら 3 種の標準年輪曲線が多数登録されている．したがって，この輸入スプルース材のまな板に，年輪年代法を適用すれば，正確な年代が得られるだけでなく，年輪幅変動の同調性の統計評価に基づいて，より詳細な生産地の推定も可能であると予想された．
そこで著者は，年輪年代法体験学習の教材を得るために，これらの輸入スプルース材を試料として，木材解剖学的特徴に基づく樹種同定と，年輪年代法に基づく年代決定および産地推定を行なった．
２．試料

試料は，「天然木スプルース材」「アラスカ産材」とラベル表示された「まな板」30 枚である．この板は，一枚板または 2 枚の材が組み合わさった板で，柾目材であり，寸法は 18 cm×36 cm×3 cm
である．実験前に，試料の年輪数を計数し，50 層以下であった 5 点は使用しなかった．試料にはAKNC001 ～ 025 の試料番号を与え，2 つの材が組み合わさった試料には，さらに –1，–2 の区分番号を加えた．
３．方法

３−１．樹種同定
試料から徒手切片法を用いて，横断面（木口面），接線断面（板目面），放射断面（柾目面）を観察するためのプレパラートを作成し，40 ～ 1000 倍の光学顕微鏡下で，木材解剖学的な特徴に基づき樹種同定をした．
３−２．年輪年代解析
試料の横断面（木口面）をサンダーで研磨し，スキャナを用いて画像データ（2400 dpi）を得た．
画像から年輪幅を計測した（0.01 mm 精度）．
試料の年輪幅時系列データを年輪年代解析ソフト PAST4（SCIEM）に入力し，試料間でクロス
デーティングした．クロスデーティングの具体的な方法は米延ほか（2010）を参照されたい．クロス
デーティングでは統計評価（tBP ≧ 3.5．tBP が 3.5 のとき，危険率 0.1 % であり，二つの年輪幅時系
列に相関関係があるとみなされる : Baillie & Pilcher, 1973）と目視評価を併せて行ない，各試料が複—2—

表１−１ アラスカ州とカナダのトウヒ属 3 種の標準年輪曲線（その 1）（ITRDB アクセス日：2013.07.21）．

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表１−２ アラスカ州とカナダのトウヒ属 3 種の標準年輪曲線（その 2）（ITRDB アクセス日：2013.07.21）．

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数の試料に対し，矛盾の無い年代関係となるか反復検証（Replication）を行なった．クロスデーティ
ングできた試料の重複する年輪幅をアンサンブル平均し，年代未知の標準年輪曲線を作成した．作成
した標準年輪曲線のクオリティを評価するため，ARSTAN（Cook, 1985）を使用して，RBAR（50
年窓の移動相関の平均値）と EPS（Expressed population signal: Wigley et al., 1984）を算出した．
そして，EPS = 0.85 を閾値とし，それを超える年代範囲において，信頼性の高い共通成分が得られているとみなした．
ITRDB からシトカスプルース，ホワイトスプルース，ブラックスプルースの年代既知の標準年輪曲線（表 1）をダウンロードし，PAST4 に入力して，試料の標準年輪曲線とクロスデーティングした．ここでも，統計評価（tBP ≧ 3.5）と目視評価に基づいてクロスデーティングした．複数の標準年
輪曲線に対して，矛盾しない年代関係にあることを確認した上で，試料の標準年輪曲線の年代を決定した．また，統計評価（tBP）の多寡に基づき，試料の産地を推定した．
４．結果

４−１．樹種同定結果
観察の結果，試料（AKNC004）はシトカスプルースに同定された．以下に，木材解剖学的記載および同定根拠を示す．
シトカスプルース Picea sitchensis（Bong.）Carrière マツ科トウヒ属（図 1）．
水平・垂直樹脂道が存在する針葉樹材．早材から晩材への移行は緩やか．分野壁孔は典型的なトウヒ型で，1 分野に 2–6 個．仮道管放射壁に大型の有縁壁孔があり，早材部で 1–2 列に並ぶ．他の北米産トウヒ属では，有縁壁孔が 2 列となるのは稀である（Hoaldley, 1990）ことから，シトカスプルー
スと同定した．
通常，木材の樹種同定は，全試料について顕微鏡観察を行なうが，本調査では 1 試料の結果から，
他試料も同樹種と同定した．その根拠は，シトカスプルースの心材の色がピンク色を帯びた明るい茶色で，他の北米産トウヒ属のそれとはっきり区別されることによる（Hoaldley, 1990）．木材構造を観察した AKNC004 の色はピンク色を帯びた明るい茶色であり，他の試料も同じであることから，それらの顕微鏡観察は省略した．

図１ 試料（AKNC004）の木材組織の顕微鏡写真．木材解剖学的特徴からシトカスプルースと同定した．a: 横断面（×40）．b: 接線断面（×40）．c: 放射断面（×100）．

—5—４−２．年輪年代解析結果
年輪幅計測の結果，試料 25 点（29 測線）から，58 ～ 210 年（平均 118.8 年）の年輪幅時系列が得られた．平均年輪幅は 1.22 mm であった．クロスデーティングの結果，14 測線間で相対的な年代関係が決定した．年代関係の確定した全試料において，複数の他試料に対し tBP > 3.5 が得られ（表 2），
グラフの重なりを比較した目視評価においても，連続的な年輪幅変動の一致が認められた（図 2A）．
これら 14 点の年輪幅時系列を，確定した年代関係の位置でアンサンブル平均し，240 年間の年代未知の標準年輪曲線 AKNCCH00 を作成した．AKNCCH00 の構成試料間で RBAR と EPS を算出した結果，構成試料数が 10 点を超える約 60 年間において EPS = 0.83 ～ 0.88 の値が得られた（図 2B, C）．
AKNCCH00 を ITRDB の標準年輪曲線とクロスデーティングした結果，シトカスプルースでは 12地点（全 34 地点），ホワイトスプルースでは 13 地点（全 67 地点）の標準年輪曲線と tBP > 3.5 が得られ，AD1751 ～ 1990 に年代決定された．一方で，ブラックスプルースの標準年輪曲線（全 3 地点）とは，年輪幅変動の一致が確認されなかった．
次に，AKNCCH00 に含まれず，年代決定できなかった試料の年輪幅時系列を，ITRDB の標準年
輪曲線とクロスデーティングした．その結果，AKNC024-2 が AK6，AK19，AK121 と tBP > 3.5 を
表２

輸入スプルース材試料のクロスデーティング結果

図２ A. 輸入スプルース材の標準年輪曲線（黒色線）と構成する試料の年輪幅時系列（灰色線）．B. 標準年輪曲線の構成試料数の分布． C. 標準年輪曲線構成試料間における 50 年窓 45 年重複の移動相関の平均値（RBER）と EPS（expressed population signal. EPS > 0.85 の区間において信頼性の高い共通成分が抽．）．
出された年輪変動とみなされる（Wigley et al., 1984）—6—

示し，年輪幅変動の一致も目視で確認され，AD1689 ～ 1751 に年代決定された．
AKNCCH00 と AKNC024-2 は重なる年が 1 年のみであり，クロスデーティングできる年代関係になかった．しかし，他の標準年輪曲線とのクロスデーティング結果に問題が無いことから，両者を連結して AD1689 ～ 1990 にわたる 302 年間の標準年輪曲線 AKNCCH01 を作成した（表 3，図2）．AKNCCH01 の平均年輪幅は 1.31 mm（標準偏差 0.25）であり，Mean Sensitivity（以下 MS:
Fritts, 1976）は 0.12 であった（表 3）．
AKNCCH01 を ITRDB の標準年輪曲線とクロスデーティングし，得られた tBP 値と調査地点の座標から産地推定地図を作成した（表 1，図 3）．その結果，AKNCCH01 はアラスカ州南東部プリン
スオブウェールズ島のシトカスプルース標準年輪曲線（AK19）との間で tBP = 9.36 という極めて高表３ 輸入スプルース材標準年輪曲線（AKNCCH01）と t BP > 6.5 を示す（表 1）標準年輪曲線群の各種統計値．

図３ 輸入スプルース材標準年輪曲線（AKNCCH01）と ITRDB のトウヒ属 3 種の標準年輪曲線間の t BP
値に基づいて作成した産地推定地図．図中の SI はシトカスプルース，GL はホワイトスプルース，
MA はブラックスプルースを表す．統計的に有意とされる t BP > 3.5 が得られた標準年輪曲線の地点には，その多寡に応じて着色した．
—7—

図４ 輸入スプルース材標準年輪曲線（AKNCCH01）と ITRDB 登録標準年輪曲線のクロスデーティング
結果．
A． プリンスオブウェールズ島産シトカスプルース (AK19) とのマッチングを年輪幅実測値で表した
グラフ．
B． A をハイパスフィルター（5 年移動平均法）で標準化して表したグラフ．両者の年輪幅変動は全体にわたって極めて良く一致している．
C． アラスカ本土北東部産ホワイトスプルース（AK117）とのマッチングを標準化して表したグラフ．両者の間では高い t BP 値が得られているが，年輪幅変動は AD1880 以降，一致が乏しくな
る．

い統計値を示した．両者は，目視評価でも年輪幅変動の全面的な一致が確認された（図 4A, B）．また，アラスカ州南東部太平洋沿岸地域およびカナダ西部のシトカスプルース標準年輪曲線群（AK2，
AK6，AK121，CANA084）とも tBP = 6.86 ～ 7.50 という非常に高い値が得られた（表 1，図 3）．
その他に，ホワイトスプルースの標準年輪曲線（アラスカ州北西部の AK117）との間で，tBP = 5.89という値が得られたが，グラフの目視評価では AD1880 以降の一致が乏しいことが確認された（図4C）．全体的な傾向として，AKNCCH01 は，アラスカ州南東部太平洋沿岸地域のシトカスプルース
標準年輪曲線と年輪幅変動がよく類似することが明らかとなった．
５．考察

５−１．試料の樹種と産地について
試料の樹種は，木材解剖学的特徴から，シトカスプルースに同定された．北米産トウヒ属は，シト
カスプルースを除いて，木材構造が酷似するため，種レベルの同定ができない（Hoaldley, 1990）．試料から確認された仮道管放射壁の有縁壁孔が早材部で 2 列をなす木材構造は，シトカスプルースの重要な同定拠点である．したがって，試料がシトカスプルースである可能性は，木材構造のみから判断しても，極めて高いといえる．
年輪年代解析の結果も，この同定結果を強く支持した．標準年輪曲線間のクロスデーティングにお—8—

いて，シトカスプルースでは 35.3 %（12 / 34 地点）が tBP > 3.5 を示した．一方，ホワイトスプルー
スでは 19.4 %（13 / 67 地点）が tBP > 3.5 を示し，ブラックスプルースでは示すものがなかった（表1）．さらに，tBP > 3.5 を示す組み合わせの tBP 値の平均は，シトカスプルースでは 5.89 と高い値となり，ホワイトスプルースの 4.27 を上回った．年輪幅の変動は，生理特性が同じ，または近い樹木
が，類似的な気候下で生育した場合に共通する（Fritts, 1976）．AKNCCH01 が，他の樹種よりも，シトカスプルースの標準年輪曲線群と高い tBP 値を示したことは，両者が同じ樹種であることを裏付ける有力な証左である．
試料の産地は，標準年輪曲線間の統計値の比較から，アラスカ州南東部太平洋沿岸地域と推定された．シトカスプルースは，アラスカ州本土及び太平洋沿岸諸島，ブリティッシュコロンビア州（カナダ），カリフォルニア州メンドシーノ郡中央部までの北米大陸太平洋沿岸地域を天然分布域とする樹木である（Eckenwalder, 2009）．AKNCCH01 の平均年輪幅（= 1.31 mm）と MS（= 0.12）は，高い tBP 値（> 6.5）を示した標準年輪曲線群のそれと近似した（表 3）．MS は生育環境の安定度を推し量る統計値であり，0 ～ 2 の間を取り，0 に近いほど安定度が高いとみなされる．天然分布域以外の地域，例えばポーランドポメラニア地域で生育したシトカスプルースでは，平均年輪幅 2.85 mm，MS = 0.161（Feliksik and Wilczyński, 2008）や平均年輪幅 3.09 mm，MS = 0.212（Feliksik andWilczyński, 2009）が報告されている．これは同樹種が，気候条件，生育環境の異なる場所では，成長速度も成長量の年々のばらつきも大きく変わることを示している．AKNCCH01 が，アラスカ州南東部のシトカスプルース標準年輪曲線と高い tBP 値を示し，さらに平均年輪幅と MS が近似したことは，両者が非常に近い場所に生育したことを強く示唆する．
日本はアラスカ産シトカスプルース材の最大輸入国であり，その木材は様々な用途に利用されている（Harris, 1984; Braden et al., 2000）．このような輸入・利用状況からみても，本研究の試料は，ラベル表示の「天然木スプルース材」「アラスカ産材」に偽りなく，アラスカ州南東部太平洋沿岸地域産のトウヒ属シトカスプルースで間違いないと考えられる．
５−２．年輪年代法の教材としての評価
今回の年輪年代解析では，29 測線中 14 測線間（48.3%）で，相対的な年代関係が決定できた．このなかには，年輪数 58 層の測線も含まれる．それらを平均して得られた AKNCCH01 は，アラスカ
州南東部のシトカスプルース標準年輪曲線とのクロスデーティングと反復検証が成立し，AD1689 ～1990 に年代決定された．その年代範囲は 302 年間に及び，同種の他の標準年輪曲線（表 1）と比べても短くない．ただし，今回の解析で構築された AKNCCH01 は，EPS が閾値に達する区間が短い（図 2C）．つまり，年輪幅変動の共通成分が全体にわたって強調できている標準年輪曲線とは言い難
い．他の標準年輪曲線との間で，高い tBP 値が得られ，年代決定できたのは，参照された側のクオリ
ティが高いからであると考えるべきである．AKNCCH01 のクオリティを高めるためには，さらに試料を追加し，構成試料を増やす必要があると考えられる．
年代関係が決定できなかった試料には，191 ～ 198 層の年輪からなるものも含まれた．これらは平
均年輪幅が 0.36 ～ 0.53 mm と狭いため，年輪の形成されてない年（欠損輪）を含んでいる可能性もある．また，これらの試料は，今回の解析では検討できていない，もっと古い年代のものであることも考えられる．シトカスプルースは樹齢 800 年に達する長命の樹種である（Schweingruber, 1993）．
本調査での歩留まりと，年代が広範囲にわたる可能性を考慮すれば，今後，この輸入材を同様の実験に用いる場合は，少なくとも 50 層の年輪を持つ試料を 50 点以上（本研究の倍以上）用意する必要があると考えられる．
—9—

本研究によって，輸入スプルース材は，年輪年代法で年代を決定することができ，詳細な産地を推定することも可能であることが示された．年代が得られた試料を体験学習で使用したところ，全ての参加者（小中学生と保護者）が，年代を正しく決定できた．輸入スプルース材は，安価で入手しやす
い．このことも，教材とする場合の利点である．高等教育や一般向けセミナー等で，年輪年代法をテーマとする場合には，この輸入スプルース材を有力な教材のひとつとして推奨したい．
謝

辞

本研究は平成 25 年度地域貢献特別事業の一部として，名古屋大学総長裁量経費の助成を受けて実施された．試料の樹種同定を行なうにあたり，名古屋大学年代測定総合研究センター一木絵理博士には，実験機器類を貸して頂いた．本稿の作成にあたり，名古屋大学大学院環境学研究科城森由佳氏には，有益なご助言を頂いた．記して感謝します．
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（2013 年 10 月 15 日受付）

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