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第2回領域シンポジウム
ポスターセッション

　　

 

恩田裕一（筑波大院生環）・Roy C. Sidle（京大防災研）・
小杉賢一朗（京大院農）・北原曜（信州大院農）・
寺嶋智巳（千葉大院理）・平松晋也（信州大院農）・
蔵治光一郎（東大演習林）

　日本の国土の約40％は人工林であり、そのうち半数以上がスギ、ヒノキ林である。植栽後に間伐などの保育作業が十分に行われてこなかったヒノキ林では、林冠が閉塞し林床植生が少なくなり、土壌浸透能の低下によって表面流の発生や表土流亡が起こっていることが指摘されてきた。このような現象は、これまでは主に斜面の一部区間（プロット）で研究されてきたが、近年、流域を対象とした水資源管理、土地利用、河川生態系保全計画の必要性が指摘されていることから、斜面スケールから流域スケールでの人工林管理と水流出の関係を評価し、水流出予測を行う必要がある。そこで、2004年から高知県大正町、三重県大紀町、長野県伊那市、愛知県犬山市、東京都青梅市の山林に、斜面プロット（0.5×２m）、山地源流域（0.1から10ha）、大流域（10〜1000ha）に入れ子状の観測施設を設定し水流出を観測している。植栽年や保育作業履歴の異なるヒノキ林および各地域に特徴的な人工林（カラマツやスギ林）と広葉樹林に覆われる源流域において水流出と水質の比較対象を行なっている。各観測流域では、昨年度は２〜５の降雨イベントでヒノキ林と広葉樹を比較するデータを蓄積することができた。各観測流域は、それぞれ総降雨量や地質が異なるにもかかわらず、林床が裸地化しているヒノキ林において、広葉樹と比べて、より多くの表面流が発生し、かつ侵食土砂量も多いことが認められた。これらの現地観測に加え、大規模室内実験や現地降雨実験を通して、表面流の発生メカニズムの解明を進めている。

 

五味高志（JST）・宮田秀介（京大院農）・
上野全保（京大院理）・小杉賢一朗（京大院農）・
Roy C. Sidle（京大防災研）・恩田裕一（筑波大院生環）・
福島武彦（筑波大院生環）

　40年生のヒノキ林に覆われた4.8haの流域内において、下層植生の有無や間伐履歴の異なる源流域（0.2-0.4ha）で水流出を観測し、洪水時と基底流時の水質を測定している。また、１〜２m²の斜面小プロット（立木を含むものと含まないもの）と200m²（８×20m）の斜面大プロットで表面流の発生量と侵食土砂量を観測している。これまでの観測から以下のことが解ってきた。1）ヒノキ林および広葉樹林の斜面の両者において下層植生の有無にかかわらず表面流が発生していた、2）下層植生のあるヒノキ林や広葉樹林では、表面流のピーク流出量や総流出量が、林床が裸地化しているヒノキ林に比べ少なくなっていた、3）立木を含む斜面小プロットでは、立木を含まないプロットに比べ表面流の流出量が多いことから、樹幹流や樹幹周辺部で多くの雨滴があることが指摘できた、4）斜面プロットサイズが大きいほど、流出率が減少する傾向があることから、斜面の部位によって表面流の発生に違いがあることなどによって、斜面においては表面流流下が連続的である場合と不連続である場合があると考えられた、5）斜面では降雨初期や土壌が乾燥している状態で、より多くの表面流が発生しており、土壌クラストに加え表層土の撥水性が表面流発生に影響していることが解ってきた、6）下層植生のある流域からの洪水流出量は、裸地化している流域の75％ほどであった、7）下層植生がある流域での土砂流出量は、裸地化している流域と比べ、約１オーダー小さくなっていた。

 

恩田裕一（筑波大院生環）・福山泰治郎（筑波大院生環）・
水垣滋（JST）・伊藤茜（筑波大院生環）・
古賀聡子（前 筑波大院生環）・平松晋也（信州大院農）・
長嶺真理子（信州大院農）・森脇寛（防災科学技術研究所）

　林床が荒廃したヒノキ林斜面では林内雨による雨滴衝撃や表面流の発生が表面侵食を引き起こし、その流出土砂が渓流に流出すると浮遊砂として下流域まで流送されることが指摘されている。そこで、降雨実験と現地観測によって、ヒノキ林床における表面侵食のメカニズムを解明し、林床侵食が流域の浮遊砂流出量へ与える影響の評価を行った。大型降雨実験施設（防災科学技術研究所：茨城県つくば市）に樹高11m（30年生）及び３m（５年生）のヒノキを植栽した区画を設置し、降雨強度20〜150mm/hの時の雨滴衝撃、雨滴径、雨量分布、表面流出量、及び樹幹流下量を測定した。11mヒノキ林の樹冠下部では、雨滴径や雨滴衝撃が林外より大きく、どの降雨強度でも降雨初期に浸透能の低下が起こり、３mヒノキの樹冠下部や裸地区と比べて最終浸透能も低くなることが分かった。これらの結果から雨滴衝撃の増大が土壌クラストの形成による林床の浸透能低下を引き起こし、裸地化したヒノキ林で表面流が発生しやすいことが示された。また、四万十川支川葛籠川流域の３小流域（流域面積33〜56ha）で、浮遊土砂の流出量および浮遊砂の起源（林床、流路、渓岸など）を放射性同位体（Cs-137、Pb-210ex）を用いて把握した。33〜48年生ヒノキ林流域の事例では、浮遊砂の同位体濃度は降雨イベントごとに異なり、流域の浮遊砂に流出に対する林床土砂の寄与率は50―100％と推定された。現在、樹冠形状及び降雨強度などを変えた人工降雨実験や、雨滴侵食量の現地観測などを行い、斜面から流域へ、土砂生産と流出を一貫したプロセスの解明を進めている。

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