間伐による森林からの流量・蒸発散量の変化

• 担当機関: （独）森林総合研究所
• 研究担当者: 久保田 多余子; 野口 正二; 坪山 良夫; 延廣 竜彦; 金子 智紀; 岩谷 綾子
• 発行年度: 2013
• 要約: 森林を間伐すると、林内に到達する降水量が増加し、蒸発散量が減少するため、流域からの水流出量が増加することを流域スケールで明らかにしました。
• 背景・ねらい: 人工林の間伐によって森林からの水流出量が変わるかどうかを明らかにするために、気象条件の異なる積雪地域と非積雪地域の人工林で、水の循環を調べました。本数率50%の間伐を行った結果、葉の茂る樹冠の面積割合が減少し、樹冠による雨の遮断が少なくなり、林内に到達する降水量が増えました。積雪地域の場合は、間伐後に積雪が深くなり、春の融雪は早くなりました。非積雪地では、森林の葉量が減ったため夏季の蒸散量の減少が顕著でした。これらの結果、積雪地域と非積雪地域のいずれにおいても、間伐によって流域から流出する水量は増加しました。

成果の内容・特徴

背景

間伐が実施されない人工林が増加し、森林の公益的機能の低下が危惧されることから、林野庁や都道府県等は間伐対策を推進してきました。しかし、間伐を行うと水保全機能がどう変化するのかについて、流域という大規模なスケールで実証することは難しく、わが国で定量的に調査された例はありません。そこで、気象条件が大きく異なる積雪地域と非積雪地域の森林流域の両方で、間伐によって水流出量（流量）が変化するかどうかを調べました。

積雪地域における調査

秋田県大館市の長坂試験地で調査を行いました。この試験地はスギ人工林（2006年時点で約40年生）で覆われた3つの流域（上の沢・中の沢・下の沢流域）があります。2007年2月～3月に上の沢と下の沢で、本数率約50%の間伐を行い（間伐流域）、間伐を行わない中の沢（無間伐流域）と、流出量、積雪深および樹冠通過降水量（木の葉の茂る樹冠を通過し林内に入る降水量）の違いを比較しました（図1）。間伐流域では無間伐流域に比べ樹冠通過降水量が増加し、特に冬季には積雪が増加しました。また春先の融雪が早くなりました。
このような間伐にともなう流出状況の変化により、1年間を通した水流出の積算量がどう変わったかを比較しました。年流量を毎年積算し、間伐流域と無間伐流域を比較したところ、間伐後、流量が増加したため、積算値は間伐前の傾きよりやや急で上に分布しました（図2）。また、無間伐流域に対する間伐流域の流量の比（年流出量比）を見ると（図3）、間伐直後の2007年は、年流量は変化しませんでしたが、翌年の2008年に増加しました。2009年以降、下の沢では間伐前に戻りつつも、上の沢では流量が多い傾向が続き、間伐の影響が残っていました。

非積雪地域における調査

茨城県北部にある常陸太田試験地内のヒノキ・スギ人工林の流域（2009年時点で22年生）を2009年3月～5月にかけて本数率50%で間伐しました。間伐前後3年間の水収支の変化を調べた結果（図4）、平均降水量は間伐前3年間より55mm減少しましたが、林内降水量は間伐後に4mm増加しました。これに対し流量は間伐後に87mm増加しました。これは間伐により林内降水量が増加しただけでなく、流域全体で蒸散量が減少したため流量が増加したと考えられました。間伐前後の蒸発散量の変化を明らかにするため、無間伐流域（2009年時点で約90年生）と比べたところ（図5）、間伐後の2009年11月以降、間伐流域の蒸発散量は無間伐流域に比べて小さい傾向があり、特に夏季を中心にした5月～11月にかけての蒸発散量が小さくなっていました（図6）。

おわりに

以上のように、間伐によって積雪地域は冬季に樹冠を通過する雪の量がふえ積雪が深くなる一方、融雪が早まること、非積雪地では夏の蒸散量が顕著に低下することなど、間伐が水循環に及ぼす影響は地域によって異なることがわかりました。さらに、積雪地域と非積雪地域のいずれにおいても、間伐の実施は、流域から流出する水量の増加につながることを明らかにしました。

本研究は「予算区分：農林水産省実用技術開発研究（平成21～24年度）、課題名：間伐促進のための低負荷型作業路開設技術と影響評価手法の開発」により秋田県森林技術センターと共同で行いました。

• 研究内容: http://www.ffpri.affrc.go.jp/pubs/seikasenshu/2013/documents/p38-39.pdf