樹木の太い根が山崩れを防ぐ

• 担当機関: （独）森林総合研究所
• 研究担当者: 岡田 康彦; 黒川 潮
• 発行年度: 2015
• 要約: 豪雨による山崩れがヒノキ幼齢林で起こり、壮齢林では防がれた原因を調べました。壮齢林では土壌中の根が太く、幼齢林の4 倍の地盤補強強度を持っており、太い根の持つ補強効果が山崩れを防止したと考えられました。
• 背景・ねらい: 平成22 年の広島県庄原豪雨では約3km 四方の限られたエリアに1,000 カ所を越える山崩れが発生しました。現場では、崩れの生じた幼齢ヒノキ林に挟まれた無傷の壮齢ヒノキ林がみつかりました。これら二つの林の土壌断面に現れた根の本数、位置、太さなどを調べました。二つの林で根の本数に大きな差はありませんでしたが、根の太さは無傷の壮齢林の方が幼齢林の2 倍も太く、その結果、斜面を補強する強度が4 倍程度になると推定されました。斜面の傾斜や土の性質には大きな差が認められなかったことから、壮齢林の太くて補強力の大きい根が、山崩れ防止に効果があったと結論しました。
• 成果の内容・特徴: 広島県庄原豪雨災害; 2010 年7 月に梅雨前線の影響により、庄原市の限られたエリアに短期間で336mm もの降雨があり、1,000カ所を越える山崩れが発生しました。この地域では、年間の平均降水量が1,467mm であり、その2 割強に相当する雨が数日で降ったことになります。山崩れは樹種を限らずいろいろなタイプの森林で発生しました。空中から撮影した写真をみると、山が崩れて地面が剥き出しになった箇所が樹枝状に確認できました（図1）。崩壊現場を詳細に観察したところ、幼齢ヒノキ林（15 年生）では山が崩れているにも関わらず、これらの幼齢林に挟まれた壮齢ヒノキ林（48 年生）が無傷で残っている現場（図2）が見つかりました。林齢の違いが崩壊の発生に影響を与えた可能性があるため、詳しい調査を行いました。; ; 樹木の根の調査; 一般に、樹木の根は、斜面を縛るような効果を発揮して山崩れを防ぐと考えられています。そこで、崩壊現場にある幼齢林と壮齢林の二つの林の根を調べて比べることにしました。それぞれの斜面の２か所で、縦方向に並ぶ二本の立木（距離は約1.6m）の中間地点に穴を掘り、幅1m、深さ0.7m の断面を作りました。中間地点に穴を掘った理由は、根の量が最小となり、斜面を縛る効果が最も弱い場所と考えられるからです。断面に現れたヒノキ根の位置、太さ、本数、引き抜く時の抵抗などを測りました。また、斜面の性質を調べるため、傾斜や地下水の通りやすさ、土の硬さや破壊のしやすさなども併せて調べました。; ; 太い根が山崩れを防ぐ; 山が崩れた幼齢林と無傷の壮齢林は、両斜面とも傾斜は約35 度であり、隙間が多く地下水の流れ易い黒色の層が地表から約35cm 付近までありました。また、その下には相対的に隙間が少なく地下水の流れにくい灰色の層が約70cm までありました。そして、幼齢林と壮齢林では深さ70cm 付近の土の硬さや破壊のしやすさに大きな差がないことがわかりました。堀った穴の断面に現れた根の本数は、幼齢林で37 本と36 本（平均36.5 本）、壮齢林では38 本と41 本（平均39.5 本）で大差がありませんでしたが、平均の直径は幼齢林が2.4mm と2.5mm であるのに対し、壮齢林では4.6mm と5.0mmと、幼齢林の約2 倍ある（図3 参照）ことがわかりました。; 樹木の根が斜面を補強する力の推定には、根を引き抜く際に発生する抵抗力と根の直径との関係式が広く使われています。庄原市で計測した根の直径とその引き抜き抵抗力との関係も、ヒノキについて従来提案されてきた関係式とほぼ同じになりました。そこで、従来の関係式を用いて、穴の断面に現れた根が斜面を補強したと推定される力を算出しました。その結果、根による斜面の補強力は、幼齢林では約4.7 キロニュートンに留まったのに対し、壮齢林では約20 キロニュートンと4 倍程度大きな値になりました。斜面の傾斜や土の性質に大きな違いがないことから、壮齢林では根による斜面の補強力が大きいため山崩れを防いだものと結論しました。; ; 本研究は、森林総合研究所交付金プロジェクト、「新たな「樹木根系の斜面補強機能の数値化技術」の開発」による成果です。
• 研究内容: http://www.ffpri.affrc.go.jp/pubs/seikasenshu/2015/documents/p48-49.pdf