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*人工林の機能 [#td67c40d]
#contents
**人工林の意義 [#y0504b90]
北海道の森林面積は総面積の71％に当たる554万ha、このうち人工林は151万haと僅か1/5に過ぎない（全国では2512万ha、人工林は1036ha）。しかし、量生産には人工林は効率的であり、「経済のグローバル化・資源戦略」を乗り切るには人工林に期待せざるを得ない。人工林の大部分は育苗のし易いトドマツが占め、面積では人工林の30%を占めるカラマツ類の利用法は北海道立林産試験場にて確立された。そして最近ではアカエゾマツを植えてきた。既に数々の育林技術が開発されてきたが、保育を要する若齢林の取り扱いは、これからの課題である。「平均値」の研究成果にはめざましいものがあるので、ここでは「質」について言及したい。
北海道の森林面積は総面積の71％に当たる554万ha、このうち人工林は151万haと1/5に過ぎない（全国では2512万ha、人工林は1036ha）。しかし、量的生産には人工林は効率的であり、「経済のグローバル化・資源戦略」を乗り切るには人工林に期待せざるを得ない。人工林の大部分は育苗のし易いトドマツが占め、面積では人工林の30%を占めるカラマツ類の利用法は北海道立林産試験場にて確立された。そして最近ではアカエゾマツを植えてきた。既に数々の育林技術が開発されてきたが、保育を要する若齢林の取り扱いは、これからの課題である。「平均値」の研究成果にはめざましい進展があり（[[間伐>http://rms1.agsearch.agropedia.affrc.go.jp/contents/JASI/pdf/PREF/49-2356.pdf]]）、森林によるCO2固定機能向上にも貢献できるとして、北海道では[[間伐指針>http://www.pref.hokkaido.lg.jp/sr/srs/sinsei/kanbatu.htm]]を示している。そこで「質」について言及したい。
***トドマツ [#teccdaa5]
「枯れる場所には植えなければよい。」これは林試時代の某上司の発言であり、トドマツ・トウヒ類を用いた森林造成の転換期であったように思う。1981年のことであった。帯広地域で多発していたトドマツの冬季乾燥害は、寡雪地帯故に土壌凍結が生じることが、その主因であった。開芽時期に低温諸害を回避し防ぐため、1970年代から造林教室では耐凍性物質の探索などが積極的に行われた。育種技術によって、本州のシラベなど'''Abies'''属との雑種を創出し、開芽時期を遅らせることに成功した。また、冬芽を覆う芽鱗の総数は寡雪地帯が多く、冬季の脱水耐性への適応が見られる（Okada et al.197?)。トドマツは、また、多湿心材が特徴である。このため寒冷地では棟裂が多く、傷口の「ヘビサガリ」等の解剖学的研究が盛んに行われた（石田 1986）。高橋・眞田・片寄らの採種園調査によって、多湿芯材の発生は遺伝的変異より地下水位の高さが影響する事が明らかになった。針葉樹としては寿命が比較的短く、材の比重が低いことが特徴である。その材の白さが好まれるという。~
「枯れる場所には植えなければよい。」これは林試時代の某上司の発言であり、トドマツ・トウヒ類を用いた森林造成の転換期であったように思う。1981年のことであった。帯広地域で多発していたトドマツの冬季乾燥害は、寡雪地帯故に土壌凍結が生じることが、その主因であった。開芽時期に低温諸害を回避し防ぐため、1970年代から造林教室では耐凍性物質の探索などが積極的に行われた。育種技術によって、本州のシラベなど'''Abies'''属との雑種を創出し、開芽時期を遅らせることに成功した。また、冬芽を覆う芽鱗の総数は寡雪地帯が多く、冬季の脱水耐性への適応が見られる（Okada et al.197?)。トドマツは、また、多湿心材が特徴である。このため寒冷地では棟裂が多く、傷口の「ヘビサガリ」等の解剖学的研究が盛んに行われた（石田 1986）。高橋・眞田・片寄らの採種園調査によって、モミ属に特有な多湿芯材の発生は、遺伝的変異より地下水位の高さが影響する事が明らかになった。針葉樹としては寿命が比較的短く、材の比重が低いことが特徴である。その材の白さが好まれるという。~
【文献】~
-北海道(2007)
-石田茂雄(1986)トドマツの棟裂、北方林業会
-武藤憲由(198?)耐凍性物質、化学と生物
**アカエゾマツ [#u64b512d]
エゾマツと並び「ピアノの木」アカエゾマツは主要造林樹種である。開芽が遅いため、早霜に遭いやすいトドマツを植える事ができない場所に導入してきた。しかし、開芽時期のわずか数日間は、-4℃程度の低温に5時間遭遇すると針葉が枯死することが指摘され（高橋ら1987)、光合成系IIの低温障害から枯死することが解明された(Kitao et al. 2004)。耐棟性が高いのではなく、開芽が遅い、厳しい環境において葉の寿命を延ばす（Kayama et al. 2003）、外生菌根菌と共生し重金属を体内に取りこまない（Kayama et al. 2005）など、成長特性が明らかになってきた。荒廃地や天塩・中川研究林に広がる蛇紋岩など特殊土壌地帯の緑化樹種として重用されている（森林環境修復）。
エゾマツと並び「ピアノの木」アカエゾマツは主要造林樹種である。開芽が遅いため、早霜に遭いやすいトドマツを植える事ができない場所に導入してきた。しかし、開芽時期のわずか数日間は、-4℃程度の低温に5時間遭遇すると針葉が枯死することが指摘され（高橋ら1987)、光合成系IIの低温障害から枯死することが解明された(Kitao et al. 2004)。耐棟性が高いのではなく、開芽が遅い、厳しい環境において葉の寿命を延ばす（Kayama et al. 2003）、外生菌根菌と共生し重金属を体内に取りこまない（Kayama et al. 2005）など、成長特性によって様々な期待がアカエゾマツに寄せられている。荒廃地や天塩・中川研究林に広がる蛇紋岩など特殊土壌地帯の緑化樹種として重用されている（森林環境修復へジャンプ）。
***材の価値を上げる [#f81cf746]
しかし、人工林では概して成長が良く年輪幅が広くなるので比重が低く、構造材として利用が懸念され、天然生林からの生産がなおも期待されている。そして植え付けた個体が保育の必要な年齢に達してきた。
しかし、人工林では概して成長が良く年輪幅が広くなるので比重が低く、構造材として利用が懸念され、天然生林からの生産がなおも期待されている。これらには、遺伝的な変異が大きいという。そして植え付けた個体が保育の必要な年齢に達してきた。
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天塩研究林（若齢アカエゾマツ29年生2007年現在） アカエゾマツ除間伐枝打ち後５年経過（天塩研究林）~
かつてエゾマツが材質試験の標準とされたが、それに次いでデータ豊富なヨーロッパトウヒ（＝ドイツトウヒ）では、年輪幅が広くなると容積密度は急激に低下する（宮島 198?)(下左図）。そこで、光合成生産に直結する樹冠の制御によって成長を制限し、また、「無節材」を目指す保育が有効と考えている。アカエゾマツは枝が枯れ落ちにくいことに加え、傷口が塞がりにくいので、枝打ち実施時期や方法も考えなくてはいけない（下中図）。アカエゾマツ良材生産と樹冠調節機能の生理生態（下右図）は挑戦的な課題と言えよう。土壌環境に限らず、マイルドなストレス下で針葉の寿命を延ばす（Turnover rate)アカエゾマツの成長制御は魅力ある研究でもある！
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ｽﾄﾛｰﾌﾞﾏﾂは早材・晩材の差が少ない 幹がヤニで白い ストレス下で針葉の寿命が延びる（Kayama et al 2002)
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ｽﾄﾛｰﾌﾞﾏﾂは早材・晩材の差が少ない 幹がヤニで白い ストレス下で針葉の寿命が延びる（Kayama et al 2002)
***参考文献 [#v416635b]
-Ishii, H., Ooishi, M., Maruyama, Y. and Koike, T. (2003) Acclimation of shoot and needle morphology and photosynthesis of two '''Picea''' species to different in soil nutrient availability. Tree Physiology 23: 453-461.
-Kayama, M., Sasa, K. and Koike, T. (2002) Needle life span, photosynthetic rate, and nutrient concentration of '''Picea glehnii, P. jezoensis''' and '''P. abies''' planted on serpentine soil in northern Japan. Tree Physiology 22: 707-716.
-Kayama, M., Quoreshi, A.M., Uemura, S. and Koike, T. (2005) Differences in growth characteristics and dynamics of elements absorbed in seedlings of three spruce species raised on serpentine soil in northern Japan. Annals of Botany 95: 661-672.
-Kitao, M., Qu Laiye, Koike, T., Tobita, H. and Maruyama, Y. (2004) Increased susceptibility to photoinhibition in pre-existing needles experiencing low temperature at spring budbreak in Sakhalin spruce ('''Picea glehnii''') seedlings. Physiologia Plantarum 122: 226-232
-宮島 寛(199?) 木材を知る本、北方林業会、札幌．
-高橋邦秀・藤村好子・小池孝良・中村梅男 (1988)アカエゾマツの晩霜害. 北方林業 40: 259-263.
**カラマツとグイマツ雑種Ｆ１ [#de782d08]
***移入種としてのカラマツ [#gfc41de2]
成長速度が速いことから、長野県の一部に分布していたカラマツを移入し、坑木としての利用を念頭に民有林に大量に植え付けた。園統計資料からはほとんど北海道の形を描いていた（下左図）。そして、利用方法は北海道立林産試験場の努力の結果、[[カラマツ活用ハンドブック>http://www.fpri.asahikawa.hokkaido.jp/manual/karamatsu/karamatsu.htm]]として完成を見た。こうなると２代目造林もカラマツに期待がふくらむ。しかし、信州で一時問題になった忌や地（その後、ナラタケ病とされた）や根腐れが懸念される。
***バイテク技術と地球環境への貢献 [#ef7be61a]
しかし、導入当初被害をもたらした野鼠害や先枯れ病に抵抗性があるグイマツ雑種F1（グイマツはかつて北海道に分布していた）が開発され（♀：千島列島産のグイマツｘ♂：ニホンカラマツ）、茎頂培養によって遺伝的優位性を維持し、実用的には挿し木による大量増殖法が開発され、期待が寄せられている。なお、葉緑体の父系遺伝をDNAレベルで紹介した材料である(Szmidt 1987)。現在、笠小春氏によって特殊土壌への植栽可能性を天塩研究林20線の蛇紋岩試験地にて検討中。~
しかし、導入当初、甚大な被害をもたらした野鼠害や先枯れ病に抵抗性があるグイマツ雑種F1（グイマツはかつて北海道に分布していた）が開発され（♀：千島列島産のグイマツｘ♂：ニホンカラマツ）、茎頂培養によって遺伝的優位性を維持する技術が開発された。そして、実用的に挿し木による大量増殖法が[[北海道立林業試験場>http://www.hfri.pref.hokkaido.jp/]]の黒丸亮氏やOB来田和人氏らによって開発され、さらなる実用化への期待が寄せられている。なお、葉緑体の父系遺伝がDNAレベルで初めて紹介された材料である(Szmidt 1987)。現在、造林の笠小春氏によって特殊土壌への植栽可能性を天塩研究林20線の蛇紋岩試験地にて検討中（森林環境修復へ）。~
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カラマツ属植栽図（金子正美・道環科研） ユーラシア大陸に於ける永久凍土とカラマツ属の分布
カラマツ属植栽図（金子正美・未発表） ユーラシア大陸に於ける永久凍土とカラマツ属の分布
一方、生物多様性保全の視点からは大面積造成は懸念される。しかし、その高い光合成機能とユーラシア大陸東側全域を覆い(上図右)、地球環境を左右する永久凍土（溶けるとメタンが放出）の保護と山火事後の回復にも無くてはならない樹種であり、環境林としての期待も高まる(Koike et al. 2000)。その森林域としての機能評価の研究は天塩研究林・やつめ沢試験地で環境省・北電と北方生物圏フィールド科学センターの共同研究として[[天塩研究林>http://forest.fsc.hokudai.ac.jp/~exfor/fr/]]の[[高木健太郎>http://forest.fsc.hokudai.ac.jp:591/FMPro?-db=member.fp5&-format=member%2fmember2.htm&-sortfield=pid&-sortfield=id&-max=500&-recid=8&-findall=]]氏を中心に展開している（Takagi et al. 2005）。
一方、生物多様性保全の視点からは大面積造成は懸念される。しかし、その高い光合成機能とユーラシア大陸東側全域を覆い、地球刊行を左右する永久凍土の保護と山火事後の回復にも無くてはならない樹種であり環境林としての期待も高まる(Koike et al. 2000)。その森林域としての機能評価の研究は天塩研究林・やつめ沢試験地で環境省・北電と北方生物圏フィールド科学センターの共同研究として[[天塩研究林>http://forest.fsc.hokudai.ac.jp/~exfor/fr/]]の高木健太郎氏を中心に展開している（Takagi et al. 2005）。
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2001年から「手塩」に掛けた試験地 Flux観測タワー 国際研究へスケーリング・アップ（高木氏原図）
フラックス関係のデータ（純生態系交換速度NEP）は下向き（−値）が吸収を意味する（下左図）。総生産量(GPP)の僅か0.5%がバイオームとしてのCO2吸収速度である。GPPを100%とすると、NPPは50%、NEPは5%以下、NBP→ 約0.5%。(下右図）。~
2001年から「手塩」に掛けた試験地 Flux観測タワー 国際研究へ スケーリング・アップ（高木氏原図）
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森林の炭素吸収速度とは 純バイオーム生産力は0.5%GPP
森林全体のCO2交換速度測定として、タワーを用いて森林全体としてのCO2フラックス（単位面積当たりの分室の移動速度）の観測が継続されている。同時に土壌呼吸（土壌微生物＋根＋共生菌類等の総和）の測定が鍵になる（下左図）。OGの柳原（古川）祐子（Yanagihara et al. 2006）や曲来葉(Dr.Qu Laiye)氏（中国 生態・環境研究センター）がカラマツ・F1人工林の機能評価として取り組んできた。フラックス関係のデータ（純生態系交換速度NEP）は下向き（−値）が吸収を意味する（下左図）。総生産量(GPP)の僅か0.5%がバイオームとしてのCO2吸収速度である。GPPを100%とすると、NPPは50%、NEPは5%以下、NBP→ 約0.5%。(下右図）。~
&ref(NPP推定.jpg); &ref(NBP.jpg);~
森林の炭素吸収速度とは 純バイオーム生産力はGPPの0.5%程度（小池 2004)
***参考文献 [#m1920c45]
-浅田節夫・佐藤大七郎編著 (1981) カラマツ造林学、農林出版株式会社
-Szmidt, E.A. (1987) Paternal inheritance in chloroplast DNA in '''Larix'''. Plant Molecular Ecology 9:59-64.
-Koike, T., Yazaki, K., Funada, R., Maruyama, Y., Mori, S. and Sasa, K. (2000) Forest heath and vitality in northern Japan - A case study on larch plantation-. Research Note of Faculty of Forestry, The University of Joensuu. 92: 49-60.
-小池孝良(2004) 温暖化現象と植物の生育、植物生態学（甲山隆司編著）361-391、朝倉書店、東京.
-Takagi, K., Nomura, M., Fukuzawa, K., Kayama, M., Shibata, H., Sasa, K., Koike, T., Akibayashi, Y., Inukai, K and Maebayashi, M. (2005) Deforestation effects on the micrometeorology in a cool-temperate forest in northernmost Japan. Journal of Agricultural Meteorology 60: 1025-1028.
-Yanagihara, Y., Shibata, H., Matsuura, Y. and Koike, T. (2006) Effects of soil and vegetation types on soil respiration rate in larch plantations and a mature deciduous broadleaved forest in northern Japan. Eurasian Journal of Forest Research 9:79-95.
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