関東森林研究論 文72-1(2021)

アカマツ、コナラ、スギの枝葉の放射性セシウム濃度と成長量の関係
田中憲蔵 1 ・齊藤哲 2
１ 森林総合研究所
２ 森林総合研究所関西支所
要旨：樹木の 137Cs 濃度と成長量の関係を明らかにするために，福島県で原発事故後に植栽したコナラとスギ，天然更新したアカマツ，事故後に萌芽更新したコナラの萌芽枝について調査した。2017 年の生育期間の成長量（地際直径，樹高，地上部バイオマス）と，同年 10 月に採取した当年生の枝と葉の 137Cs 濃度を比較した。スギは成長量と137Cs 濃度には正の相関がみられ，成長の良い個体で 137Cs 濃度が高かった。一方，アカマツとコナラは成長の良い個体で 137Cs 濃度が低い場合があったが,有意ではなかった。これらの種間差の要因については不明だが，スギでは成長が良い個体ほど養分の要求度や蒸散量が高く，土壌から 137Cs を吸い上げやすいことが考えられた。一方，アカマツやコナラの成長が良い個体では,バイオマスにより吸収した 137Cs が希釈され濃度が低下した可能性が考えられた。
キーワード：137Cs，希釈効果，コナラ，スギ，放射性物質

Relationship between leaf and branch radioactive cesium concentration and growth of konara oak,Japanese cedar, and Japanese red pine saplings
Tanaka KENZO1 , Satoshi SAITO２FFPRI., Tsukuba, Ibaraki, 305-8687
Kansai Res. Cent., FFPRI., Kyoto, Kyoto, 612-0855
Abstract: To clarify the relationship between 137Cs concentration and growth rate in tree saplings, we investigated 137Csconcentration in current-year leaf and branch of konara oak, Japanese cedar, and Japanese red pine saplings, which are regenerated
after Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident. Annual growth of diameter and height in 2017 was compared with those
137Cs concentrations in October, 2017. In Japanese cedar, a positive correlation was found between 137Cs concentration and annual

diameter or biomass growth. In contrast, in Japanese red pine and konara oak, the 137Cs concentration was low in several wellgrowing saplings, though it was not significant. Although clear reasons of these interspecific differences is unknown, it wasconsidered that Japanese cedar with high growth also had higher demand of nutrients for growth and water for transpiration, andthus those traits may cause larger amount of 137Cs uptake from the soil compared with lower growth saplings. In Japanese red pineand konara oak with higher growth, 137Cs in saplings may be diluted by their larger biomass and then the concentration decreasedin such saplings.
Key-word: 137Cs, dilution effect, konara oak, Japanese cedar, radioactive material

特性を把握する必要がある（３）。

Ⅰ はじめに
福島第一原発事故により森林や樹木が放射性物質で汚直接放射性物質の汚染を受けていない植物でも，根か染された（３,５）
。放出された放射性物質のうちセシウ

ら 137Cs を吸収し，植物体の汚染が進むことが分かってム 137（137Cs）は半減期が 30 年と長いため，長期間森林いる（１,８,９,15）。特に，樹木では当年性の枝や葉といの汚染が続くことになる（11）。汚染された森林におけるった新しく形成された器官で 137Cs 濃度が高くなること

放射性物質の動きを正確に推定するためには，事故によが知られている（６,７,11,13）。一方，同じ林分に生育すり直接汚染された樹木に加え，事故後に新しく成長してる樹種内でも個体間での 137Cs 濃度差が大きいことが分きた樹木についても，どのような条件や樹種，個体で樹かっている（５, 14）。これら個体間差については，成長体への放射性物質の吸い上げが大きくなるかなど，そのの良い個体や部位でバイオマスにより濃度が希釈され低－77 －（受理日 2021 年１月７日）

下する希釈効果や，蒸散量や養分要求度の高い個体でWS = 0.02182×(D2×H)0.9548

137Cs が根から大量に樹体に吸い上げられて濃度が高くWB = 0.01262×D2.364

なることなどが指摘されているが，詳しいことは分かっ

WL = 0.005921×D2.288ていない（９,11,16）。これら個体間差の要因が分かれば，コナラの地上部バイオマス（W）を地際直径（D）からどのような個体で濃度が高くなるのか予測できるかもし推定する式：W =0.0316×D2.6239

れない。一方，137Cs 濃度は樹種間での濃度差が大きく，スギの地上部バイオマス（W）を地際直径（D）から推137Cs の吸い上げメカニズムにも種間差があると考えら定する式：W =0.0056×D2.1521

れており，成長量と 137Cs 濃度の関係についても樹種間差があるかもしれない（１,11,14）。

Ⅲ 結果と考察本研究では，事故後，皆伐した森林に植栽したスギ，スギの葉の 137Cs 濃度と，直径や地上部バイオマスのコナラと，天然生のアカマツ，萌芽更新したコナラにつ成長量との間に有意な正の相関が見られた（図１，表１）。

いて，当年枝と当年葉の 137Cs 濃度と個体の年成長量に一方，スギの樹高成長量と 137Cs 濃度には有意な相関はどのような関係があるのかを調べた。

なかったが，成長が良い個体で 137Cs 濃度が高い個体があった（図２）。葉の 137Cs 濃度と直径や地上部バイオマ

Ⅱ 材料と方法

スの成長量の間にも同様の傾向があった（図２，表１）。

１．調査地 福島県田村市都路地区の皆伐後の林地で500調査を行った。調査地の 2015 年 11 月の空間線量は約 0.5

DiameterμSv hr-1 で，放射性 Cs の沈着量は約 130 kBq m-2 であっ250た（７）。スギは 2013 年に植栽した個体を，アカマツは●Japanese cedar〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

事故後に発芽定着した実生を各 10 個体調査に用いた。
採した株から発生した萌芽個体を各 10 個体選んだ（15）。
２．調査方法 2017 年 10 月に３樹種の当年生シュートを樹冠全体から採取した。アカマツとコナラについて
は枝と葉に分け放射性 Cs を測定した。スギは，枝と葉の区別が困難なため分けずにシュート全体を葉とした。
全ての試料は，乾燥器（75℃）で 72 時間程度乾燥してから細かく粉砕し，放射性 Cs 濃度をゲルマニウム半導体検出器（GEM20-70, セイコー EG&G）で測定し，半減期を使って基準日（2017 年９月１日）に補正した値を用いた（５）。放射性同位体である 134Cs も検出されたがLeaf 137Cs activity concentration (Bq kg-1)

また，コナラは 2013 年に植栽した個体と，2012 年に伐0012Diameter increment (cm y-1)

500

Height250●Japanese cedar〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

0050100150
Height increment (cm y-1)500

濃度が薄いため本研究では 137Cs の濃度で評価した。

Above ground biomass

個体の成長量を調べるため 2016 年 12 月と 2017 年 12月に各個体の地際付近の直径と樹高を測定した。また地250●Japanese cedar〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

際直径や樹高を用いて相対生長関係から地上部の葉と幹枝の総乾燥重量（地上部バイオマス）を計算した。計算0

式はアカマツでは西岡らの式を用いた（12）。また，スギ101001000 10000
Biomass increment (g y-1)とコナラについては既存のデータベース（２）から地際
直径と地上部の総乾燥重量の関係を調べ推定した。使用した相対生長式は以下のとおりである。

図‐１. 葉の 137Cs 濃度と直径，樹高，地上部バイオマスの各年成長量の関係

アカマツの地上部バイオマス（W）を地際付近の直径（D）と樹高（H）を用いて，幹重量（S），枝重量（B），葉重

Fig.1 Relation between foliar 137Cs concentration

量（L）から推定する相対生長式：

and annual growth of diameter, height andaboveground biomass.

W = WS + WB + WL

－78 －

関東森林研究72-1(2021)

表‐１．当年枝葉の 137Cs 濃度と年成長量（直径、樹高、500Diameter

地上部バイオマス）の関係の統計結果．
ｒは相関係数を，P は有意確率を示す．
Table 1. Statistical results of the relation between 137Cs250〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

Branch 137Cs activity concentration (Bq kg-1)

00500

OrganFoliarr
PJapanese
red pine Branch r

250〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

0500

aboveground biomass (AGB).

Species

12
Diameter increment (cm y -1)

Height0concentration and annual growth of diameter, height and

20406080
Height increment (cm y -1)

Japanese Foliar
cedar
Konaraoakplanted
Konaraoaksprout

Above ground biomass

250〇Japanese red pine
▲Konara oak sprout△Konara oak planted

FoliarBranch
FoliarBranchDiameter Height AGB-0.34-0.15 -0.40
0.33
0.67
0.25

Pr

-0.59
0.07
0.78

-0.14
0.70
0.51

-0.41
0.25
0.73

Pr
P

0.01
-0.29
0.45

0.13
-0.48
0.19

0.02
-0.12
0.76

r
P
r

-0.52
0.12
-0.37

-0.41
0.24
-0.58

-0.47
0.17
-0.32

Pr
P

0.30
-0.36
0.30

0.08
-0.58
0.08

0.36
-0.34
0.34

137Cs の値が低い個体が多く見られた（図１，２）。コナ

ラの植栽と萌芽個体をプールして解析した場合には，葉の 137Cs 濃度と樹高成長量に有意な負の相関が見られた

0101001000 10000
Biomass increment (g y-1)

（r=0.52，P<0.05）。また，枝の 137Cs 濃度と，アカマツの直径成長やコナラ萌芽個体の樹高成長量間の P 値も 0.07

図‐２. 当年枝の 137Cs 濃度と直径，樹高，地上部バ～0.08 と小さく，相関係数も-0.58 程度の値を示した（図イオマスの各年成長量の関係２，表１）。両者の負の関係から，大きく成長する個体ほFig.2 Relation between current-year branch 137Cs

ど成長したバイオマスによる 137Cs 濃度の希釈効果が大concentration and annual growth of diameter,きくなり，その濃度が低下したと考えられた（11）。こうheight and aboveground biomass.

した希釈効果は，様々な植物の窒素やカリウムなど他の元素でも確認されている（４）。コナラやアカマツでは，これらの正の相関から，スギでは成長の良い個体ほど当年シュートの季節的な 137Cs 濃度の変化と，当年枝や137Cs の土壌からの吸い上げ量が大きくなると考えられ個葉の平均重量に希釈効果が確認されており，本研究結た。一般的に成長が良い個体では，個体全体の蒸散量も果は個体ベースでも希釈効果が働く可能性を示している増加する（10）。また，成長の良い個体では，カリウムやと考えられた（７）。

窒素などの養分の要求度が高く，土壌からこれらのミネラルを大量に吸い上げているものと考えられる（10）。CsIV まとめは植物にとって必須元素ではないが，Cs と元素特性がよ以上から，樹種により，個体の成長量と 137Cs 濃度の関く似ているカリウムと同時に樹体内に吸い上げられると係は異なる可能性が示された。スギでは成長が良い個体考えられている（９,11）。これらのことから成長の良い個ほど蒸散や養分要求度が高く，土壌から 137Cs を吸い上体では蒸散流や養分の吸収に伴って，土壌から樹体内にげやすくなり濃度が増加する可能性が示された。一方，取り込まれる 137Cs が増加し，濃度が上昇したと考えら

アカマツとコナラでは，成長が良い個体ほど，吸い上げれた。一方，コナラとアカマツでは，スギとは逆に成長た 137Cs が成長したバイオマスによって希釈され，濃度の良い個体で，葉や枝のが低下した可能性が考えられた。今後，個体数を増やす－79 －ことや経年測定を行うこと，カリウムや Cs の安定同位saplings of three tree species in Fukushima, Japan. J.

体（133Cs）などの分析を行うことで，これらの傾向や要Environ. Radioact. 223:106409

因を確かめることが可能になると考えられた。

（８）Kanasashi T, Sugiura Y, Takenaka C, Hijii N,Umemura M (2015) Radiocesium distribution in sugi

謝辞：本研究の現地調査や分析等でふくしま中央森林組(Cryptomeriajaponica)

合や森林総研の方々のご協力を頂き厚くお礼申し上げる。

translocation from needles to pollen. J. Environ.

また本研究は，森林総研交付金プロジェクト「森林の放Radioact. 139: 398-406

射性 Cs 動態解明による将来予測マップの提示」，「きの（ ９ ） Kobayashi, R., Kobayashi, N.I., Tanoi, K.,

こ原木林及び特用林産物の利用再開可能林分の判定手法

Masumori, M., Tange, T., 2019a. Potassium supplyの開発」，農研機構生研支援センター「イノベーション創reduces cesium uptake in Konara oak not by an

出強化研究推進事業：放射能汚染地域におけるシイタケ

alteration of uptake mechanism, but by the uptake

原木林の利用再開技術開発」，林野庁委託事業「森林内にcompetition between the ions. J. Environ. Radioact.

おける放射性物質実態把握調査事業」により実施した。

208, 106032

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島第一原発事故後に更新したアカマツ，スギ，コナラの一・田中浩・太田敬之・松本陽介・田淵隆一・清野嘉之・

枝葉の 137Cs 濃度の季節変化．関東森林研究 70: 77-80

高野勉・黒田克史・藤原健・鈴木養樹・小松雅史・大橋（16）Yera TS, Vallejo VR, Valcke E, Colle C, Förstel

伸太・金子真司・赤間亮夫・高橋正通（2015）東京電力

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福島第一原子力発電所事故で影響を受けた森林の放射性uptake

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過程からみた樹種特性―．日林誌. 97:33-43（６）Kenzo T, Saito S, Araki M, Kajimoto T (2020)
Vertical distribution of radiocesium concentrations
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