東西方向のスギ帯状伐採地の保残木の成長と 伐採帯に植栽

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東西方向のスギ帯状伐採地の保残木の成長と
伐採帯に植栽されたケヤキの生育状況
塚原雅美・武田
宏
要旨：スギ人工林を複層林へ誘導するために、東西方向に 10 ｍ幅で帯状伐採が実施された林分で 、伐採から
６ 年経 過後の保残 帯のスギ の成長と 、伐採帯へ 植栽された ケヤキの ５年後の生 育状況を検 証した。 その結果 、伐採
帯 に植 栽されたケ ヤキの成 長は良好 で、保残帯 のスギには 伐採帯か らの距離に ともなう成 長量の差 があった 。今後
は保残木とケヤキの双方について、伐採帯からの方位と距離を考慮した選木と密度管理が必要である。
Ⅰ
は じ め に
人工林施業において、表土の保全を目的とする場合に
は、非皆伐の複層林施業や択伐施業が望ましい (太田,
1991) 。山地災害は、伐採跡や、若い森林に覆われてい
り (York et al, 2004) 、 さらに伐採面の光環境は方位の
影響もうける (York et al, 2003; 奈 良橋, 2007; 作田ら,
2008) ため、導入する樹種に対する適正な伐採幅や方位
などの情報が必要となる。
広葉樹植栽に際しては一般的に誤伐や獣害などの多く
る斜面で多く発生する (塚本, 1991; 塚本, 1998; 阿部,
の 被 害 が 問 題 と な っ て お り (横 井 ら ,
1998) ため、大面積の皆伐を伴う単層林施業は一時的に
2005) 、積雪地域においては極端な吹きだまりなど帯状
災害の危険性を高めることになるからである。しかし、
伐採が行われた林内の積雪環境の変化と下層木の雪圧害
人工複層林施業の代表的な林型である二段林は、それを
の問題が指摘されている (小野寺ら, 1996) 。その他に
造成するために集約的な施業が必要となり (岡, 1991)、
も、上層木の形質や成長、雪や風などの気象害に対する
そのため地理的、地形的条件などに制約がある。さらに、
リスクなど、未解決の技術課題は多くあり、情報の蓄積
下 層 木 の 形 状 比 が 高 く な り 冠 雪 害 が 起 き や す い (岡 ,
と共有が必要である。
1991) などの問題点も指摘されている。
1999;
武田,
新潟県では、複層林型保安林整備推進事業として、過
そこで、単層林と複層林の両方の欠点を補う方法とし
密化等により機能が低下した保安林を対象に複層林への
て大面積の皆伐を伴わない帯状伐採や群状伐採などのブ
誘導・造成を行っている。複層林型保安林整備推進事業
ロック状の森林整備手法が注目されている。樹高程度の
とは、都道府県が複層林への誘導に必要な一連の事業を
帯幅で皆伐が行われる帯状伐採は、広義の複層林施業の
実施するもので、その一環として 2003 年～ 2005 年にか
一つと定義され (藤森, 1991) 、森林性の植生の発達
けて、東西方向の帯状伐採と伐採面へのケヤキの植栽が
(Ito et al, 2006) や 生物多様性の保全に効果がある
行われた。
(Ito et al, 2006; 作 田ら, 2008) ことが報告されている。
東西方向の帯状伐採は、黄道と伐採帯との位置関係か
木本類の根系の存在は表層崩壊防止について重要な役割
らほかの方向に伐採帯を設けるよりも林床の光環境を改
を果たしており (阿部, 2006) 、根系の形態は樹種によ
善 す る 効 果 が 高 く (新 潟 県 治 山 課 ・ 村 上 林 業 事 務 所 ,
って異なるため (苅住, 1979) 、多様な樹種が導入され
2003) 、林床植生を発達させる目的に対して合理的な方
ることは山地災害を防止するためにも望ましいと考えら
法である。しかし、全国的でも事例は多くなく、積雪地
れる。
での報告はない。したがって、本事業地において、植栽
しかし、群状や帯状の伐採では、樹種によってその成
木および保残木の成長や被害状況を把握することで、有
長と伐採面の大きさや林縁からの距離などの関係が異な
効な整備手法を確立するための事例を集積できると考え
8
新潟県森林研究所研究報告
る。
No.52
（2011）
止の目印のために高さ 1 ｍほどの竹筒が設置された。
そこで、本報告では、保安林における複層林化への誘
事業実施に際し、対象林分ではその大きさにあわせて
導・造成を目的とした帯状伐採地において、伐採から６
0.04 ～ 0.16ha の方形区による林分調査が行われた。
年経過後の保残帯のスギの成長と、伐採帯へ植栽された
最も大きい一つの方形区は 40 × 40 ｍ で、図２のよう
ケヤキの５年後の生育状況を検証し、今後の管理につい
に伐採帯が含まれるように設定され、林分調査と光環境
て検討を加えることを目的とした。
調査が行われた。林分調査の項目は、樹高、胸高直径、
Ⅱ
枝下高、雪害等の状況の毎木調査と、樹冠投影図の作成
試 験 方 法
である。また、光環境は、５ｍ 間隔の 81
調査地は 2003 年に複層林型保安林整備推進事業が実
点での全天
空写真の撮影と、それをもとにした解析ソフトウェア
施されたスギ人工林である。新潟県村上市桃川地内
Hemiphoto (Steege, 1993) で の４～９月の相対光合成有
(38 ° 09 ′ N, 139 ° 30 ′ E) に位置し (図１) 、
効光量子束密度 (rPPFD) を算出することで評価された
事業報告書 (新潟県治山課・村上林業事務所, 2003)
(新潟県治山課・村上林業事務所, 2003; 奈良橋, 2007) 。
に記載されている事業地の立地条件は、標高 100 ～ 230
これらの調査は、新潟県と新潟大学との協力で行われ、
ｍ、最深積雪 100 ～ 150 ㎝ (渡辺, 1973) 、傾斜 0 ～ 25
調査報告書 (新潟県治山課・村上林業事務所, 2003) と
度、斜面方位は東で、推定林齢は 47 年生である。また、
奈良橋 (2005) により報告されている。
林分概況として「形状比と枝下高が共に高く冠雪害によ
伐採から６年を経過した 2009 年７月に、調査報告書
る倒伏や幹折れが発生している」と記載があり、比較的
(新潟県治山課・村上林業事務所, 2003) の樹冠投影図を
冠雪害リスクの高い林分であったことが推測できる。
元にこの 40 ｍの方形区を復元し、保残帯のスギと伐採
主な整備内容は、総面積 8.39ha の スギ人工林を対象
帯に植栽されたケヤキの生残と成長を調査した。保残木
とした 10 ｍ幅の帯状の皆伐と、伐採面への下層木の植
は樹冠投影図とナンバーテープを元に個体識別を行い、
栽である。以後帯状の伐採面を伐採帯､その他の部分を
保残帯とし、保残帯内の立木は保残木とする。伐採帯は、
林床への光の導入を効果的に行うため斜面形状と関係な
く東西方向に設定され、平行して 30 ｍ 間隔で繰り返し
設けられた。保残帯内では事業前後に折損木などの整理
が行われたことが聞き取り調査によりわかっている。
伐採帯に植栽された複層林下木の樹種はケヤキで、伐
採の翌年の 2005 年に植栽された。資料写真および聞き
取り調査による植栽時の苗の高さは約 80 ㎝、植栽間隔
は約 2 ｍ (植栽密度約 2500 本/ha) で、年一回の下刈り
が行われている。また、植栽された苗の脇には、誤伐防
図２ 40m 方形区と伐採帯および列の配置
図３ ケヤキの成長調査プロットの配置
図１ 調査地位置
写真１ 保残帯 St ３ (2009)
東西方向のスギ帯状伐採地の保残木の成長と伐採帯に植栽されたケヤキの生育状況（塚原・武田）
v = d2 ･ h / (23436.15 + 150.34 ･ d)
樹 高 、 胸高 周 囲長 、 被害 状 況を 測 定し 、 2003 年 の 調 査
データを元に集計した事業前の林分状況と比較した。
そして、保残木の成長と伐採帯との距離の関係を求め
9
(1)
伐採帯内に植栽されたケヤキの生残と成長の調査は
2009 年６月に実施した。伐採帯の斜面上部から約 40 ｍ
るために、図２の St １、St ３、St ４の列ごとに、平均
× 10 ｍの４区画を設定し (図３)
直径と直径分布の変化、単木の材積成長量の平均値を求
消失個体および被害個体の密度を求めた。消失個体は、
め、比較した。単木の材積成長量は、2003 年と 2009 年
植栽列から推定した。被害個体は形態から誤伐、雪害、
の胸高直径 (d) と樹高 (h) を(1)式 (塚原, 2005) に代
病虫獣害に分類した。また、生残木については、植栽列
入して求めた幹材積 (v) の、2009 年と 2003 年の差とし
を南側から順に、L １、L ２、L ３、L ４、L ５とし (図
た。なお、単木材積成長量は 2009 年に生残していた個
３) , 幹長を測定した。列毎に平均幹長を比較、南側か
体についてのみ求めた。
らの位置と植栽木の成長の関係を検討した。
表１
2003年
(伐採前)
1)
2009年
健全木
折損木
全体
健全木
折損木
全体
、区画毎に生残木と
林分概況
密度 平均樹高 平均胸高直径 形状比 断面積合計 林分材積
2
3
(本/ha)
(m)
(㎝)
(%)
(m /ha) (m /ha)
631.3
18.8
29.4
70.0
47.7
438.0
306.3
10.9
24.0
15.1
82.7
937.6
14.9
26.7
70.0
62.8
520.7
559.3
22.9
33.9
70.0
55.2
606.6
25.0
20.8
24.2
1.1
6.9
584.3
21.9
29.1
70.0
56.3
613.5
Ry
0.53
0.66
0.53
0.55
1) 2009 年の値は、伐採帯を含まない 。
図４
保残帯の列ごとの直径分布
アルファベットは Tukey(HSD)検定による等質なサブグループを示す。
写真２
伐採帯 (2005)
図５ 保残木の列ごとの単木成長量
アルファベットは Tukey(HSD)検定による等
質なサブグループを示す 。
写真３
伐採帯 (2009)
10
新潟県森林研究所研究報告
Ⅲ
No.52
（2011）
結 果
40 ｍの方形区の 2003 年と 2009 年の毎木調査データに
よ る 林 分概 況 を表 １ に示 す 。な お 、2009 年 の 値は 、 伐
採 帯を 除い たもの であ る。 事業実 施前 は全体の 約 32.7
％の折損木があったが、2009 年は全体の 4.3 ％以下に
減少した。健全木の樹高と折損木を含む全体の密度を裏
日本・北陸林分密度管理図 (林野庁, 1999)
の関係諸
式に代入して求めた収量比数 (Ry) は、2003 年は 0.66、
2009 年は 0.55 で、事業実施前よりも低い状態で推移し
ていたが、健全木の樹高と折損木を除いた密度を代入し
た収量比数 (Ry)
は、2003 年、2009 年とも 0.53 で大き
図６
ケヤキの生残状況
な変化はなかった (表１) 。健全木は個体サイズも順調
に成長しており、気象害で林分内に発生したと思われる
折損もほとんど観察されなかった (写真１) 。
図４に、伐採前の 2003 年と６年後の 2009 年の列ごと
の直径分布を示す。2003 年は、直径 10
㎝未満から 50
㎝と分布幅が広く、列により有意な差があり (Tukey 検
定, p ＜ 0.05) St ４は St １に対して平均直径が大きか
った。それに対し、伐採から６年経過した 2009 年は、
下位の個体数が減り、列毎の平均直径はすべての列で有
意な差がなかった (Tukey 検定， p ≧ 0.05) 。
列毎の単木材積成長量をみると (図５) 、伐採帯の北
側に位置する St ３が有意に大きく (Tukey 検定, p ＜
0.05)、保残帯の中央部である St ４で低かった。
植栽 後５ 年経過 した ケヤ キは、 75 ％以 上の個体が 生
残し、雪害も顕著ではなかった (図６) 。幹長の平均値
は約２ｍで、生育状況は良好であった (写真２，３) 。
伐採帯内の樹高成長には、南側の林縁に近い L １が低い
傾向があったが、プロット４以外は列ごとの有意な差は
認められなかった (図７) 。
Ⅳ
考察
図７
ケヤキの植栽列ごとの幹長
* Tukey 検定, p ＜ 0.05
本 研 究 では 、 保 安 林 に お け る複 層 林 の誘 導 ・造 成 を
目的とした帯状伐採地において、事業実施から６年経過
った (表１) 。このことは、帯状伐採とともに被害木や
後の、保残木と下層木として伐採帯に植栽したケヤキの
劣勢木の除去作業がおこなわれて、被害を受けやすい個
成長を調査した。
体が保残帯内に残っていなかったことも一因と考えられ
本調査地は、帯状伐採前には、全体の 30 ％以上の密
る。そのため明確には判断できないが、保残帯の林分の
度で折損木が存在していたことから、比較的冠雪害リス
主要部分は、著しい気象害を受けず順調に成長していた
クの高い林分であったと考えられた。しかし、事業実施
と推察できる。
６年後の林分内の折損木密度は低く、新たな折損もほと
保残帯内の立木の単木材積成長量は、伐採帯との位置
んど発生しておらず、健全木の収量比数に変化が少なか
により異なり、伐採帯の北側に位置する St ３で大きく、
保残帯の中央部である St ４で低かった (図５)
。群状
東西方向のスギ帯状伐採地の保残木の成長と伐採帯に植栽されたケヤキの生育状況（塚原・武田）
や帯状伐採では光環境の変化は方位の影響を受け (York
11
要となると考えられる。
et al, 2003; 奈良橋, 2007; 作田ら, 2008) 、通常の列状
今後のケヤキの保育管理にあたり、ケヤキの人工林の
間伐に比べて大きな光の傾度が生じることが知られてい
最終的な密度を一般的な約 350 本/ha (小谷, 2001) とし
る (奈良橋, 2007) 。この調査地内の rPPFD を計測した
て仮定すると、この値を樹冠半径に換算した場合、ほぼ
報告 (奈良橋, 2005; 奈良橋, 2007) では、伐採帯中央か
伐採帯幅と等しい９～ 10 ｍに相当する。したがって、
ら伐採帯の北側の保残帯である St ３の中央付近までが
将来的に必要な樹冠幅と伐採帯内の光環境を考慮して選
80 ％と最も高く、伐採帯の北側林縁から 20 ｍ離れた St
木をすると、伐採帯の北側のケヤキを残すことが合理的
４北側ではほぼ０％となっていた。すなわち、保残帯内
と考えられる。しかし、伐採帯の北側に接する保残帯３
の単木成長量の偏りは、この伐採によって創出された光
列目はスギの成長も旺盛であることから、将来的にはケ
環境を比較的速やかに反映した結果と考えられる。
ヤキの成長を抑制する可能性があるため、ケヤキの成長
それに対し 2009 年の St １, St ３, St ４の列間の平均
直径には有意差がなかったが (図４) 、これは折損木の
を確保する ためには、 伐採面を北側に広げるために St
３を伐採する必要が生じると考えられる。
除去によりプロット全体の平均直径が上昇したことと、
以上これらのことから、今後は、保残木とケヤキの双
2004 年の時点では平均直径が大きかった St ４のその後
方について、伐採帯からの方位と距離を考慮した選木や
の単木材積成長量が小さかったためその差が相殺された
密度管理が必要である。
ことにより、プロット全体の平均直径が平準化されたた
Ⅴ
おわりに
めと考えられる。
伐採帯内のケヤキの生存率は 75 ％以上で、被害個体
伐採方向を考慮して東西方向に伐採帯を設ける帯状伐
は少なかった (図６) 。これまでのケヤキ造林地の生残
採は、一般的な列状間伐より低い伐採率でも林床の光環
率および被害率の報告 (横井ら, 1999) と比較した場合、
境を改善する効果がある点で期待が大きい。しかし、全
生残率はほぼ同等であるが、雪害などの一般的な被害率
国的にもまだ報告例が少なく、今後注意深く管理してゆ
は低いといえる。
くことで、新たな森林整備のために有効な知見が得られ
さらに 2009 年の幹長は概ね２ｍ (図６)であるが、こ
ることと思われる。本報告の執筆にあたり、桃川生産森
れを既存の地位指数曲線 (小谷, 2001) と比較すると、
林組合、新潟県農林公社の斉藤康夫氏、新潟大学大学院
中位から上位の地位の樹高と同等である。また、ケヤキ
(当時) の奈良橋亘氏、新潟県林業職員諸氏に協力いた
の幹長には植栽列による有意な差は認められなかったこ
だいた。心より感謝申し上げる。
とから、伐採帯内はケヤキの初期成長にとって十分な光
環境であったことが推察できる。以上のことを総合して
引 用 文 献
考えると、植栽後５年間は良好に成長していたと判断で
き、本報告の伐採帯は複層林の下層木としてケヤキを導
阿部和時 (1998) 樹木根系の斜面崩壊防止機能. 森林科
入するためには有効であると考えられた。
しかし、この伐採帯の幅 10 ｍは、保残帯の樹高の約 50
％に相当するが、保安林の制限の元で決定されたもので
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の成長を重視して定められたものではない。事業報告書
Maintaining plant species composition and diversity
のシミュレーションの結果では、下層木の成長と下層植
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生の発達のために必要な伐採帯の幅は 20 ｍと判断され
forestry in conifer plantations in Kyushu, southern
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12
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