3 階建ての施業計画支援ツール I-Forests の開発苗木を作る

エリートツリー等を用いた施業支援する 3 種類のツール；I-Forests を開発しました。TWI 等の情報から苗木の初期成長を推定し図化する I-Forest.GE。森林簿や航空機レーザー計測の情報を基に計画立案を支援する I-Forest.FV。植栽地の下刈りの要否を判断する I-Forest.
CA。これらのツールを上手に活用することにより、再造林コストの削減に寄与できます。

施業計画支援ツール I-Forests植えて育てる

今回開発した支援ツール（I-Forests) は、植栽前の計画立案を支援する I-Forest.GE および I-Forest.
FV と、植栽後の下刈り要否を判断する I-Forest.CA の３つのツールで構成されています（表１）。エリートツリー等の成長の優れた苗木の成長は、地位の高い場所ほど早いことが期待されます。地位は、伐採前であれば林分調査により推定は可能ですが、伐採前樹高等の情報がない皆伐跡地では推定が困難です。また、市町村全域といった広範囲での地位を林分調査により推定するのは、労力・コストを考慮すると非常に困難です。このようなケースに対応するために TWI 等の地形指標から苗木の初期成長を推定する I-Forest.
GE を開発しました。また、航空機レーザー計測等による伐採前の測量データがある場合は、I-Forests の中核ツールである I-Forest.FV の活用が有効です。 I-Forest.FV は、森林の現況から再造林コストの試算、計画を立てる収穫予想を対話的に行い、植栽密度や下刈回数の削減といった低コスト・省力的な施業プランの検討を支援します。植栽後の下刈りの要否については、現場の状況によって変わります。そこで、観察時点のスギの樹高、競合植生のタイプや高さから、その年の下刈りの要否を判断する I-Forest.CA を開発しました。
これらの３つのツールからなる I-Forests をうまく活用すれば、立地とエリートツリーの特性にあった施業プランの作成と実行、そして修正が可能となります。
表１. I-Forests の各ツールの特徴今後の展開今後は、開発したツールの普及を図るとともに、エリートツリーの特性や立地環境条件に関する新たな研究成果を反映したモデルの精緻化を継続し、またユーザーの意見を聞きながらより使いやすいツールの開発を行っていく予定です。

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GIS と連携した施業計画支援ツール（I-Forest.FV）
再造林コストの試算、収穫予想を対話的に行い、今後の人工林の取り扱いや、植栽密度や下刈り回数の削減といった低コスト・省力的な施業プランの検討を支援するツール（I-Forest.
FV）を開発しました。

苗木を作る地域の森林の現況と植栽から収穫に至るまでの人工林施業全体を見渡しながら、主伐収入やツール開発の目的り回数等の変更によってどのように変化するのか？

再造林の初期コストはいくらで、植栽密度、下刈将来的に収穫量はどの程度期待できるのか？といった情報は、今後の人工林の取り扱いや主伐 ･ 再造林における施業プランの検討に役立ちます（P 28）。間伐や主伐の収穫予想を目的とした従来のシステム収穫表に幼齢時の樹高成長評価やコスト試算の各種要素を加えることで、主伐～再造林に至る情報を GIS ソフト上で簡単に表示できるツールを開発しました。

森林資源情報や各種地理空間情報を活用植えて育てる

人工林の主伐によりどの程度の収益が見込めるか？

近年では、森林域における航空レーザー測量が進められ、その成果は都道府県等が整備する森林簿等ルではこれらのデータを活用し、地図上の任意の場所をクリックするなどの簡単な操作で、スギやヒノキの人工林や広葉樹林の分布、路網開設状況等に加えて、対象林分の林齢、材積等の情報を表示することができます（図 44）。また、スギ、ヒノキの人工林については、丸太価格、労賃、植栽密度、下刈り回数等をユーザーが設定し、主伐収入と、シカ対策、植栽、下刈り、除伐といった再造林初期の経費を対話的に試算できます。さらに、従来のシステム収穫表と同様に、間伐や主伐のシナリオに応じて収穫量を予測することができます。このような一連の機能により、地域の森林の現況と植栽から収穫に至るまでの人工林施業全体を見渡しながら、今後の人工林の取り扱いや低コスト・省力的な施業プランを検討することができます。

図 44. QGIS のウィンドウで、クリックした林小班内のスギの分布 ( 緑 ) と傾斜（白黒）、周囲の広葉樹林（橙色）が地図上に示され、林分材積やスギの樹高成長曲線がメインダイアログに表示れた様子今後の展開本ツールは、無料で高機能な GIS ソフトウェア「QGIS」のプラグインとして動作します。現在、いくつかの市町村等に試用版を提供し、ユーザーの意見を収集しています。将来的には様々な地理空間情報を取り込み、幅広な森林管理ツールとしての展開を想定しています。

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計画を立てるのデータに反映されつつあります。また、様々な地理空間情報の整備と公開も進められています。本ツー

初期保育に特化した施業計画支援ツール（I-Forest. GE & CA）苗木を作る

植栽後のスギと競合植生の成長予測は、下刈り要否を判断するうえで重要な点です。そこで、初期保育期間に特化し、地形情報から在来系統と優良系統の苗木の成長量を予測するツールを開発しました。また、植栽後の現場で、実際の競合植生タイプやスギの樹高を入力することで、成長予測や下刈り判断が可能なツールを開発しました。

初期保育期間の成長量を予測する（I-Forest.GE）植えて育てる

I-Forest.GE は、ウェブブラウザ上で利用可能な地形指標に基づいた苗木および競合植生の成長予測ツールです。ウェブサイトにアクセスした後、TWIの geoTIFF 画像を読み込こむことで、成長予測モデル (P.14) に基づく通常苗およびエリートツリー苗の成長予測を図示します（図 45）。さらに、競合植生のタイプ・下刈り頻度を設定することで、苗木の被圧状況の経年変化を推定できるツールです。このツールはウェブブラ

計画を立てる

ウザ上で可動するため、パソコンだけでなくタブレットなどでの利用も可能です。またブラウザのキャッシュ利用により、施業現場などオフライン環境での利用も可能です。さらに成長予測モデルの将来的な更新に際し、他の図 45. I-Forests for GE の入出力画面のイメージ地形情報などの活用にも対応できます。

現場で成長予測と下刈り要否を判断する（I-Forest.CA）
伐採前に植栽後の競合植生のタイプを予測することは容易ではありません。また、GIS などを使って事前にスギの成長を予測しても、現場では異なることがあります。I-Forest.CAでは、九州地域でのスギの初期成長曲線（P.16）を用いて、観察時点のスギの樹高、競合植生のタイプや高さを入力することで、その林地における翌年までの成長量を予測し、その年の下刈り要否および終了の判断ができるツールです（図 46）。
このツールは、iOS で動作可能で、現場でスマートフォンやタブレットに必要な情報を入力することで、その場所でのスギの成長の良し悪しなどを確認することができます。また、非常に簡単なシステムでできているため、対象地域や系統にあった成長式や競合植生タイプの情報に更新することでより精度の高いシステムにすることが可能です。
図 46. I-Forests for CA の入出力画面のイメージ

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エリートツリーを使った初期保育モデルて、下刈りを１〜２回削減することができそうです。一方、初期成長の良い苗木は、樹高に対して樹冠幅が細い傾向があり、現時点ではエリートツリーの活用によって積極的に植栽密度を減らすことは難しいといえそうです。

苗木を作る

エリートツリー等の初期成長の良い苗木は、従来の苗木と比較して、立地を選択することによっ立地を選んで下刈り回数を削減するでの在来系統のスギの成長を照らしわせると４〜５回程度の下刈りは必要だと考えられました (P.16)。一方、エリートツリー等の成長に優れた苗木は、立地条件の良い場所（従来のスギでも成長が良い場所）で、その成長能力を最大に発揮でき (P.13,14)、これらの場所では下刈りを１〜２回早く終わらせることができそうです (P.17)。つまり、I-Forests など (P.25) を使って地位や伐採前樹高の高い場所などを抽出し、効果的にエリートツリーを活用することがポイントです。しかし、競合植生のタイプは、伐採前から予測することは難しく、植えて育てる

下刈り要否の判断基準は、地位や競合植生のタイプによって異なります (P.15)。これらの判断基準と九州

植栽後には毎年、樹高や競合状態を観察しながら、その年の下刈りの要否を判断することが肝要です (P.15,26)。その際に、ススキなどの非木本性か、アカメガシワなどの木本性なのかが判断基準になります (P.15)。ま表２. 優良系統を使った場合の下刈り削減のイメージ

植栽密度は議論の余地あり現在、スギは 2,500 本 /ha 程度で植栽されているケースがほとんどです。植栽密度の削減は、林冠閉鎖のタイミングが遅れることがわかりました (P.19)。しかし、通常の下刈りは林冠が閉鎖する以前に終了するため、植栽密度の削減によって下刈り回数が変わることはないと考えられます。しかし、林冠閉鎖の遅れによって競合植生がより繁茂し、ツル切りの必要性や除伐コストが増加する恐れがあります。また、エリートツリー等の成長の良い苗木の一部では、従来系統より、樹冠幅が狭い傾向がみられました。そのため、現時点において、エリートツリーを活用したとしても積極的に植栽密度を減らすことは難しいといえ、今後エリートツリーの収穫期までの成長を考慮して判断していく必要があります。

27計画を立てるた一貫作業システムなどを組み合わせれば、植栽当年の下刈りを省略できる可能性があります。

再造林コストのシミュレーション苗木を作る

I-Forest.FV のコスト計算機能を使い、下刈り回数、植栽密度等の条件により、再造林費用がどこまで削減可能かシミュレーションしました。その結果、従来から実施されてきた一貫作業システムによる機械地拵えや低密度植栽に加え、エリートツリー等の成長に優れた苗木による下刈り回数の削減によって、再造林コストを３割削減できる可能性があることが分かりました。

再造林コストのシミュレーション植えて育てる

本プロジェクトでは、再造林コストの 3 割削減を実現するための施業体系の提案を目標に掲げています。
再造林コストの削減手法として、人力による地拵えから一貫作業システムによる機械地拵えへの変更、植栽密度の削減、成長に優れた苗木による下刈り回数の削減を取り上げました。植栽密度は、九州地方で多く実施されている 2,500、2,000 本 /ha、及び一部で実施されている 1,500 本 /ha、下刈り回数については、エリートツリーの早い成長 (P.14) と下刈りスケジュール (P.16) を考慮して２〜５回、苗木はスギコンテナ苗としました。表３にシミュレーション結果の概要を、図 47 に工程別シミュレーション結果と表４にシミュレーションを行うために使用した費用に関する積算根拠を示しました。従来からよく行われてきた施業モデル A との比計画を立てる

較では、再造林費用を 3 割以上削減するためには、植栽密度を 2,000 本 /ha 以下まで下げることが必要であることが分かりました。下刈り回数は、植栽密度が 2,000 本 /ha の場合は２回、1,500 本 /ha の場合は 3 回以下に削減する必要があることが分かりました。車両系を用いて皆伐を実施し、同時に機械地拵えを行う一貫作業システムの現場が、多く見られるようになってきました。そこで一貫作業システムを想定したモデル B1と比較すると、最も低コストのモデル D3 で約 35% の削減となりました。これらの結果から、従来から実施されてきた一貫作業システムによる機械地拵えや低密度植栽に加え、エリートツリー等の成長に優れた苗木による下刈り回数の削減によって、再造林コストを３割削減できる可能性があることが分かりました。
表３. 再造林費用のシミュレーション結果（補助金無し）

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今回は 10 のモデル（A から D3）を想定し、費用をシミュレーションしました。これから再造林を行う現場で、どのモデルを選ぶのか検討する際に重要なことは、「将来どのような森林に仕立てたいのか」、「植栽地はエリートツリーの適地なのか」ということです。将来の目標林型により施業体系は大きく異なります。
特に施業体系に大きく影響を与える植栽密度の設定は重要です。また、エリートツリーを適地以外に植栽苗木を作る

シミュレーション結果の現場への適用した場合、植栽前に期待した初期の樹高成長が得られず、下刈り回数の削減ができないことも考えられます。今回示した施業モデルに限らず、再造林を考える際には、現場の状況を正確に把握することが重要です。植えて育てる※除伐コストは植栽密度によらず一定を仮定

表４. 費用に関する積算根拠今後の課題今後は、現場に最適な施業体系の提案ができるよう継続的に現場のデータを収集し、地位に対応した植栽試験の成績に注視する必要があります。特に低密度植栽における除伐やツル伐りの掛かりましについては、新たな研究が必要となります。さらに成林後の樹形や風害等のリスク評価が可能なシステムの構築を目指します。

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計画を立てる図 47. 再造林費用の工程別シミュレーション結果（補助金無し）