筑波大学博士（理学）博士論文・平成23年11月30日授与(甲5937号

平岡 真合乃

筑波大学University of Tsukuba博士（理学）Doctor of Philosophy in Science2011【要旨】thesi

平岡, 真合乃

130545

Tsukuba Repository  (Tulips-R)

Assessment of Forest Management Effects onInfiltration Process in Forest Plantations著者 平岡 真合乃内容記述 筑波大学博士（理学）博士論文・平成23年11月30日授与(甲5937号)発行年 2011URL http://hdl.handle.net/2241/00140089[62] ひら おか まりの平悶真合乃(兵庫県)博士(理学)博甲第 5937 号平成 23年11月30日学位規則第4条第 1項該当生命環境科学研究科氏名(本籍)学位の種類学位記番号学位授与年月日学位授与の要件審査研究科学位論文題目、????Assessment of Forest Management Effects on Infiltration Process in Forest Plantations (人工林の表層土壌の浸透過程に対する森林管理の影響評価)????筑波大学教授筑波大学教授筑波大学准教授筑波大学准教授理学博士工学博士博士(理学)博士(農学)???????????論文の内容の要旨日本は世界有数の森林保有国であるにもかかわらず、林業の採算性の悪化により森林面積の 40%を占める人工林の中には、適切に管理されない林分が存在し、水資源、に対する影響が懸念されている。管理不足の人工林の林内では、樹冠が閉鎖しているため林内は暗く、林床の植生は消失傾向にあり、表面流や土壌侵食の発生が観察されている。しかしながら、管理不足の人工林における水文素過程の実態は未解明な部分が多い。林内では雨滴が大粒径化しその衝撃エネルギーが増大するため、浸透能は植生や表層土壌と関連の大きいことが知られている。しかし、浸透能に対する植生の被覆効果について定性的な議論にとどまり、植生の成長や枯死といった生物的過程はほとんど関連付けられていない。また、浸透過程に対する植生と土壌の相互関係の影響についても十分に明らかにされていない。林内の浸透過程を正確に把握するためには、林内雨下の降雨浸透過程を再現した浸透能の測定手法が必要となるO 本研究では、現地浸透能測定により管理放棄された人工林における浸透過程を理解し、その過程に影響を及ぼす要因を特定し、間伐に対する浸透能の応答を明らかにすることを呂的とした。第一章において、全体のイントロダクションを記載したのち、第二章においては、現地浸透能測定の手法について詳細に記載した。人工降雨は、振動ノスル型散水装置により 1m四方のプロットに与え、表面流出量を測定した。与えた人工降雨と表面流量から浸透能を算出した。浸透能に影響を及ぼすパラメータは、地上部バイオマス(林床植生、リター)、地下部バイオマス(表層土壌中の未分解のリター、根系、土壌有機物量)、土壌物理性(粒径組成、かさ密度)とした。第三章では、浸透能に対する地上部のバイオマスの影響を把握するために、管理不足ヒノキ人工林で浸透能澱定を行い、地上部バイオマスとの関係を回帰分析によって明らかにした。その結果、浸透能は、林床植生量を用いると最もよく説明されることが明らかになった。このことは、植生の被覆効果に加えて、枯死や根の伸長など生物的過程が浸透能に影響しうることを示唆している。第四章では、浸透能に対する地下部のバイオマスの影響を把握するために、管理放棄竹林で浸透能測定を行い、地下部バイオマスと表層土壌の物理性との関係を相関分析によって明らかにした。浸透能は表層土壌のかさ密度と土壌有機物量(タケの地下茎)と弱い相関を示した。タケの立稗密度は、土壌有機137 物量と弱い正の相関を示し、浸透能と正の相関を示した。したがって、竹林の浸透能は立稗密度と地下茎が増加すると高くなる可能性が示され、立木密度から浸透能を把握できる可能性と浸透過程に対する根系の影響を考慮する必要性が示唆された。第五章では、ヒノキ人工林の浸透能の規定要因を明らかにするために、管理不足ヒノキ人工林で浸透能測定を行い、地上部バイオマス、地下部バイオマス、表層土壌の物理性との関係を相関分析によって明らかにした。急傾斜のヒノキ人工林では、林床植生の高さが浸透能の制御要因と考えられる。植生高が高いことは植物の成長量を表すことから、植生の動態が浸透過程に影響を及ぼすことを示唆している口植生が少ない場合、リタ一層摩が浸透能の制御要因となり、リタ一層厚は植生が成長している地点ほど厚いことから、リタ一層の厚さに対する植生の成長の重要性も示唆された。第六章では、間伐に対する生態水文学的応答を明らかにするために、管理不足及び間伐後 1----3年以内のヒノキ人工林で浸透能測定を行い、間伐前後の浸透能、地上部バイオマス、地下部バイオマス、表層土壌の物理性について分散分析を行った。間伐をすると浸透能、相対照度は高くなり、地上部バイオマスは増加したのに対して、地下部バイオマスと表層土壌の物理性はほとんど変化しなかった。このことから、間伐後三年以内は、相対照度の上昇に伴って地上部バイオマスが増加し、それによって浸透能が上昇すると考えられる。本研究の成果は、様々なスケールの流出モデルのコネクティピテイやスケール効果などを議論する際に不可欠な情報であり、施業履歴の異なる多様な樹種で構成された流域スケールのi港関浸透プロセスを評価する上で新しい示唆を与えることができた。審査の結果の要旨従来荒廃した人工林において、浸透能が低下することが指摘されてきたが、どのような条件で、浸透能が低下しそれが、どのように回復するかについてのデータ自体ほとんど存在しなかった。平岡氏は、現地において新規に開発された浸透能測定装置を用い、多くの共同研究者、行政機関(特に山口県)と協働しながら、多くのデータを取得し、解析をおこなった。得られたデータおよび解析結果は、世界的にも新規性が極めて高く、また社会への応用も大いに期待されるものである。平成 23年 10月14日、学位論文審査委員会において、審査委員全員出席のもとに論文の審査及び最終試験を行い、本論文について著者に説明を求め、関連事項について質疑応答を行った。その結果、審査委員全員によって合格と判定された。よって、著者は博士(理学)の学位を受けるに十分な資格を有するものと認める。138 

人工林の表層土壌の浸透過程に対する森林管理の影響評価

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