原著論文 ORIGINAL PAPER

モデルによる河畔域の落葉散布パターンの評価

阿部　俊夫・ 坂本　知己・ 田中　浩・ 延廣　竜彦・壁谷　直記・ 萩野　裕章

(独)森林総合研究所　〒305-8687　つくば市松の里１

Toshio ABE, Tomoki SAKAMOTO, Hiroshi TANAKA, Tatsuhiko NOBUHIRO, Naoki KABEYA and Hiroaki HAGINO: Application of a simple physical model to leaf-litter dispersal in riparian forest. Ecol. Civil. Eng. 8(2), 147-156, 2006.

Forestry and Forest Products Research Institute, 1 Matsunosato, Tsukuba 305-8687, Japan

Abstract:The identification of forest areas that are the sufficient sources of leaf-litter to streams is an important issue in riparian management, because leaf-litter is one of the most important foods for stream invertebrates. We monitored the leaf dispersal of two isolated chestnut trees in a deciduous forest on different sides of the stream, and then we verified the applicability of a simple physical model (modified Greene & Johnson (1989)'s model) to this actual data to predict leaf dispersal. The chestnut leaves were dispersed to about 25m from the source trees, but most of the leaves fell within 15m. The model predictions were consistent well with the observed results for the one tree, except for the vicinity of the source tree. Although the cumulative curves of the predicted leaf density were slightly lower than those of the observed leaf density, both the cumulative densities reached about 90% at 15m from the source tree. We considerded that the model can estimate leaf dispersal with enough accurately when the wind regime is measured properly. Heterogeneous wind distribution in a riparian stand may impede accurate estimation of dispersal, but wind observation at a typical place in the stand is enough to get a rough estimation of leaf dispersal. Underestimation of leaf density near the source tree is not important problem for the purpose of this study. We are sure that this model is useful for estimating source distances of leaf-litter to stream in various types of riparian forests, although the model verification is insufficient.

Key words: dispersal model, heterogeneity of wind, leaf-litter, riparian forest, source distance

摘要

河川への落葉供給源として必要な河畔林幅を明らかにするために，森林内の落葉散布パターンを実測し，さらに，風速変動を考慮した簡単な物理モデルを用いて落葉散布の推定が可能かを検討した．
　落葉広葉樹林において，谷の両側斜面に単木的に分布するクリの木（両側各１本）を対象として，落葉散布を実測したところ，斜面から谷への方向では，落葉の散布距離は，最大で約25mであり，ほとんどの落葉は15m以内に落下することが分かった．
　モデルによる落葉散布推定の結果，一方のクリでは，樹冠近傍を除き，モデル推定値と実測値がよく一致した．累積落葉密度は，モデル，実測とも，距離15mで約90％に達した．もう一方のクリでは，モデルによる散布距離の推定値はやや過大となった．
　モデル推定値と実測値の比較の結果，林内風速が正確に測定できれば，本研究で提案したモデルを用いて落葉散布パターンを推定できる可能性が示唆された．しかし，林内では，樹木や地形の影響で局所的に風の吹き方が異なり，これがモデルの推定精度を下げる要因になっていると思われる．一方のクリで，モデルと実測が一致しなかったのも，この風速の不均質性が原因と推察された．ただし，大まかな落葉散布範囲は，河畔域の代表的な地点で風を観測することにより十分推定可能と思われる．
　また，本モデルは，その性質上，樹冠近傍の落葉密度を過小評価してしまう．しかし，落葉の累積％が80〜90％に達する距離は，モデル，実測ともほぼ同じであり，落葉供給範囲を推定するという目的を考えれば，この違いは大きな問題ではないといえる．
　以上から，本モデルは，現時点での検証が不十分であるものの，今後，河川への落葉供給源の推定に有効なツールになりうると思われる．

2004年10月18日受付，2005年8月15日受理
* e-mail: toshioa@ffpri.affrc.go.jp