Analyzing and modeling for dynamic mechanism of tree failure caused by strong wind and rain

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近年、大型台風などによる甚大な森林被害は国内外で毎年報告されている。しかし、森林内の立木がどのように破壊（倒伏や幹折れなど）されるのか、そのメカニズムは解明されていない。本研究では、立木の地上部複数箇所、根、根周辺の土壌の振動と変位、及び降雨・風速・風向を同時観測することで、立木が倒伏する動的メカニズムの解明とモデル化を目的とする。2020年11月に森林総合研究所千代田試験地（茨城県かすみがうら市）内のスギ５本を含んだプロットを設置し、観測を開始した。観測内容は、約150個のセンサーと観測機器を使って、樹幹および根のひずみ、土壌の移動、土壌の含水率、樹幹流、雨量、風向風速を常時計測している。2021年度も計測を継続している。2022年度は、長期観測のためにセンサーの一部が故障したが、修理をしながら観測は継続している。2022年12月には前年と同様に樹幹と根のひずみ値を回転モーメント等に変換するパラメタを取得するため、各対象木を８方向に引っ張る試験を実施した。本試験では、幹の高さ３mの位置に独自に開発した回転式ワイヤー設置具を取り付け、手動ウィンチでワイヤーを引っ張りながら、引っ張り力応力と幹の傾倒角度、幹及び根のひずみを計測した。その結果、水平根のなかにどの方向に力がかかったとしても反応する、基盤となる根が存在する可能性が示唆された。2023年2月には、信州大学において対面及びオンラインでの検討会を実施し、根の反応を含めた議論がなされ、2023年11月に根の形状を精査する必要を確認した。