Effects of a thinning regime on stand growth in plantation forests using an architectural stand growth model by Yukihiro Chiba 佐野　友紀　（B3) 森林施業支援システムー多様な森林を誘導するための育林診断ー　千葉幸弘

Introduction 森林はC固定に貢献している。 この論文では、さまざまな間伐が行われた一斉人工林の樹木の成長過程をシミュレーションしている。 このモデルは、間伐によって樹冠形が影響を受けた木の成長に基づいている。 この研究の目的は、さまざまな間伐（強度・頻度）の効果を考慮した森林の成長を予測することである。

Data used 安藤らは、4つのスギ人工林（吉野、西川、飫肥、福島県の国有林）で立木密度とバイオマスの関係を調査していた。 彼らはその中で間伐前後の樹木サイズと密度のデータを提供している。 このデータがここではスギ人工林の一般的な間伐を特徴付けるものとして使われた。

Model description- Crown form 　立木密度は、1個体当たりの成長するのに 利用可能なスペースを決めるので、平均 樹冠直径は、下の逆数式で表される。 　　ただし、ここでの樹冠形は針葉樹で定義される。 1/CW=A/CD+1/Cmax　・・・(1) CW:樹冠幅　CD:樹冠長 　　A:樹幹の頂点の角度を表す定数 　　Cmax:樹冠直径の最大値　立木密度に依存

樹冠深度と樹冠直径の関係（針葉樹の場合）

Tree height growth H=Hmax(1-exp(-aH/Hmax xA)) ・・・(2) 　　樹高は、土壌の水分状況や栄養を含む、森林立地の環境に強く影響を受ける。また、立木密度は樹高成長にはあまり影響されないと考えられている。ここでは、スギ人工林の樹高成長は、立木密度を考慮せず、さまざまな林分で測ったデータから立てられた下の式で近似された。 H=Hmax(1-exp(-aH/Hmax xA))　・・・(2) Hmax:その林分の最大樹高 xA:樹齢　aH:最初の樹高成長量(m yr-1)

Stem form 樹幹形は、上部と下部それぞれを表す指数関数の２つの漸近線をもつ双曲線の関数によって近似される。 　　樹幹形は、上部と下部それぞれを表す指数関数の２つの漸近線をもつ双曲線の関数によって近似される。 1/S(z)=1/S0exp(z/α)+1/S(zB)exp((z-zB)/β) ・・・(3) z:樹幹の頂点からの距離　zB:樹冠長　 S(z):zmでの樹幹密度(gm-1)　　S0:最大樹幹密度　 α,β:それぞれ個体ごとの定数 α:top taper length β:specific stress length

(3)式の定数のうち、S0とαは木のサイズに　関係がなく、S(zB)とβは樹冠長に基づいた相対成長の関数で近似されている。 　樹幹形は樹冠長の影響を大きく受ける。 　　さらに言えば、平均樹冠長は立木密度の　相関的要素であるので、その木の利用可能な成長スペースによって樹幹形は決まる。

Tree weight 葉と枝は樹冠に制限されているので、樹冠は1個体ごとの葉や枝の重量を見積もるのに使われる。 w=aCDb ・・・(4) a,b:定数 CD:樹冠長 w:葉枝重量 1個体単位の幹重量は次の式で表される。 ws=g(D2H)h ・・・(5) ws:幹重量 D:胸高直径 H:樹高 g,h:定数

Thinning effects on a tree crown 植林直後・・・林冠は開いているので枝下高は、ほぼ０である。 林冠閉鎖後・・・下のほうの枝がだんだん枯れて落下する。 　樹高が上がるにつれて枝下高も上がる。 　　　　間伐しないと樹冠長は一定に保つ。

1/CW=A/CD+1/Cmax 間伐をすると・・・ 林冠が開き、再び閉鎖するまでは枝下高は変わらない。 　　林冠が開き、再び閉鎖するまでは枝下高は変わらない。 　　林冠再閉鎖後は、また樹高成長とともに 　　枝下高も伸びていく。 まとめると、 樹冠長は間伐ごとに大きくなる。 樹冠長は閉鎖林冠での樹冠幅による。(1)式 平均樹冠幅は立木密度による。 1/CW=A/CD+1/Cmax

Typical thinning regime in sugi plantation in Japan Results and discussion Typical thinning regime in sugi plantation in Japan 一般材の生産を目的とするスギ人工林（国有林など）では、2500～4000本/haで植えられる。 その後、3,4回間伐され、最終的に約700/haになる。 間伐は40年以内に完了して約60年で収穫。 　　　　日本での一般的なパターン 一方、民間の森林労働者は10000/ha以上の密集　　植林をして、最終収穫までに適切なサイズのものから収穫するため、たびたび間伐をする。

表－１　国有林と吉野林業のスギ人工林における 　　　　　間伐状況

Tree size development 樹冠長 間伐 林冠閉鎖 図－２．林齢と樹高の関係に関する間伐影響のモデル

ws:幹重量 D:胸高直径 H:樹高 g,h:定数 Biomass growth 以上の成長シミュレーションをつかうと、葉枝重量が式（4）で、幹重量が式（5）で推定できる。 w=aCDb　　・・・(4) a,b:定数　CD:樹冠長　w:葉枝重量 ws=g(D2H)h　・・・(5) ws:幹重量　D:胸高直径　H:樹高　g,h:定数

図－４.典型的な間伐方法を適用した人工林の現存量のシミュレーション 直線はシミュレーション結果、 Ｗｓ：幹の現存量、WB：枝の現存量、WL：葉の現存量、

C固定の評価 密度の高い林分・・・ 初期段階では多くのC固定をするが、林冠閉鎖後は急速に低下する。また、風倒や 雪害に遭いやすい。