虫明功臣、太田猛彦監修『ダムと緑のダム 凶暴化するする水災害に挑む流域マネジメント』(日経BP、2019年12月)です。台風19号の集中豪雨で市民の森のボッシュ林エリアの0次谷(明瞭な流路をもたない谷頭の集水地形)と石坂の森見晴らしの丘下では小規模な表層崩壊が起きていたこと(2019年10月26日記事12月23日記事)を頭に置いて、市民の森の森林管理について考えながら読み終えました。
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ダムと緑のダム 凶暴化するする水災害に挑む流域マネジメント』目次
はじめに(虫明功臣[むしあけかつみ]、太田猛彦)

第1章「緑のダム」が決壊した(井山聡)
 2017年九州北部豪雨災害の爪痕
  豪雨で孤立した集落
  1942年の観測開始以来最大の雨
  東京ドーム約9個分の土砂と流木の流出
  洪水、土砂、流木を防いだ ダム
  2018年西日本豪雨での最悪夢
  連年の豪雨災害
  山林崩壊のメカニズム
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 近年、特に頻発する土砂・流木災害
  森林が豊かな地域でも多発の恐れ
  全て砂防堰堤での対策は現実的でない

第2章森林における治水・利水機能とその限界(高橋定雄)
 緑のダムの限界
  大洪水ではピーク流量の低減を期待できず
  渇水時には貯水ダムの代わりにならず
  日本学術会議の見解
  森林施業による治水・利水対策の限界
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 川辺川ダムにおける緑のダム論争
  緑のダム論争の経緯と論点
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  森林の保水力についての共同検証(現地試験)
  健全な流域水循環系の構築に不可欠な森林の保全・整備

第3章急峻な国土に生きる(小山内信智)
 山は動く
  3つの土砂災害
  過去30年でどんどん増える土砂災害
 森林(植生)の土砂流出抑制効果と限界
  森林(植生)の土砂流出抑制機能
  近年の土砂災害の実態
  緑の落とし穴?
 土砂・立木災害にどう立ち向かうか
  第二次世界対戦後の日本の土砂災害対策
  ソフト対策の進展とその課題
  土砂移動現象にほぼ必ず含まれる流木

第4章森林政策を考える(太田猛彦)
 日本の森林の劣化と回復
  「世界で唯一」の森で暮らした縄文人
  稲作の伝来と森林の劣化
  江戸時代は山地荒廃の時代
  日本の森林が史上最も劣化・荒廃した明治中期
  戦後社会では森林の蓄積が増加
  林業の経済政策を優先した林業基本法
  地球環境時代の到来と森林・林業基本法
  竹林の繁茂や花粉症のまん延などの新たな問題
   表層崩壊の激減と土石流の変化
 一方、森林の復活による最も大きな影響は、山地における侵食様式の変化でした。すなわち、主にはげ山や林間の裸地、山間の耕地で発生する表面侵食は、ヒノキの人工林などで未間伐な部分やシカの食害で林床植生が消滅した部分を除くと 、ほとんど起こらなくなりました。また表層崩壊は、斜面表層の1、2メートル程度の風化土壌層が地表面から浸透する降雨の作用や地震の震動で崩れるもので、はげ山や幼齢林地で発生することが多いのですが、壮齢林では樹木の根系の作用によって発生し難くなるため、平成時代には目に見えて減少しました。
 土石流も発生形態が変化しているように見えます。森林が劣化していた時代に起こった豪雨による土石流の大部分は、1次谷(常時表流水がある最上流の谷)内の数個の表層崩壊が集合して発生していました。一方、森林が回復した平成時代に入ると、谷頭などで単独に発生した表層崩壊が土石流化する場合が多くなりました。豪雨の規模の増大化によって 、大量の水が山腹から流出して崩壊土砂に加わるようになり、小崩壊でも土石流化する場合が多く見られるようになった結果と推測されます。このような理由によって、表層崩壊が減ったにもかかわらず、土石流の発生はそれほど減少していないようです。
 こうした状況は山地での流木の発生に大きく影響しています。すなわち、山地での流木の発生の大部分は、表層崩壊地の立木が崩壊土砂とともに流出することにより発生するので、先述した土石流の発生様式の変化とは、「 表層崩壊は必ず流木を発生させる」と考えた方がよくなったことを意味します。(114頁)
  森林の充実で河川も海岸も変貌
  森林は水源涵養機能を十分に発揮
 森林の多面的機能と森林・林業
  森林・林業基本法と森林の多面的機能
  国連のミレニアム生態系評価とほぼ一致する「森林の原理」
 森林・林業基本法の制定に関連して日本学術会議は01年に、当時の農林水産大臣の諮問に応じて「地球環境・人間生活にかかわる農業及び森林の多面的な機能の評価等について」を答申しました(図5)。
 このうち「森林の原理」は、詳しくは「森林と人間の関係に関する『森林の原理』」というもので、環境、文化、物質利用の3つのサブ原理から成り、「多面的な機能の種類」の①~⑤、⑥と⑦、⑧がそれぞれほぼ対応します。さらにこれらは国連のミレニアム生態系評価で04年に提案された「生態系サービス( 生態系によって人類に提供される資源と公益的な影響)」の調節サービス、文化サービス、供給サービスとほぼ一致しています。森林の適切な管理とは物質生産機能(林産物供給機能)とその他の環境保全機能等とを共にバランスよく発揮させることといえます。
 また、上記の各機能を議論する際に忘れてならないのは「森林の多面的機能の特徴」の指摘です。特にそれぞれの機能を単独に取り上げて議論する場合に出てきた結論で、直ちに森林の存在そのものに評価を下すことは避ける必要があります。例えば、流木災害の原因になるからといって、渓流の周りの森林を除去することは、渓流生態系を保全する森林の機能を犯すことになり、森林の機能の多面性を正しく評価していないことになります。(119~120頁)
図5 日本学術会議が答申した森林の多面的機能
2.森林の原理:森林(植生)の最も基本的なはたらきは、自然環境の構成要素としての働きである(環境原理)。しかし、人々が身近な森を利用し、生活を向上させてきたことも自明であり、昔から森は目いっぱい 利用された(物質利用原理)。さらに、かつての森の民・日本人にとって、森が日本の精神・文化、すなわち日本人の心に影響を与えたこともまた当然と言える(文化原理)。
3.森林の多面的な機能の種類と意味:最も根源的な森林の機能として、人類そのものが森林を舞台とした生物進化の所産であることの意味まで含む①生物多様性保全機能がある。森林の本質である環境保全機能としては②地球環境保全機能、③土砂災害防止機能/土壌保全機能、④水源涵養機能、⑤快適環境形成機能がある。日本人の心にかかわるものとしては、⑥保健・レクリエーション機能、⑦文化機能がある。さらに 、⑧物質生産機能(林産物供給機能)は森林の本質的機能であるが、その利用は環境保全機能等とトレードオフの関係にあり、異質の原理に基づく機能といえる。
4.森林の多面的な機能の特徴:森林は極めて多様な機能を持つが、ここの機能には限界がある。森林の多面的機能は総合的に発揮されるとき最も強力なものとなる。さらに森林の多面的機能は、他の環境の要素との複合を発揮や、重複発揮性、階層性等の特徴を持つ。

  7つの機能からみる現代の森林問題
……01年の日本学術会議による答申で詳説しており、本書でも特に関係が深いのは、「③土砂災害防止機能/土壌保全機能」と「④水源涵養機能」です。この2つを詳しく解説します。
 山地災害の中で最も深刻なのは土砂災害です。落葉落枝層(A0層)や林床植生が健全な森林では、豪雨があってもほぼその全量を地中に浸透させて地表流を発生させず、表面侵食を確実に防止することが重要です。しかし、伐採により地表がかく乱された場合や林床植生がシカの食害を受けた林地、あるいは間伐されず林床が裸地化したヒノキ林などでは地表流が発生して表面侵食が起こってしまいます。
 地表から浸透水による間隙水圧の増加や地震の慣性力によって風化土壌層が崩れる表面崩壊は、森林が成長するとその樹木の根系の先端が基盤岩やその弱風化層に食い込む「杭効果」や、隣接木の根系同士が絡み合う「ネット効果」によって大幅に減らすことができます。また、土石流は表層崩壊による崩落土砂に表流水や地下水が加わって発生することが多いので 、森林は表層崩壊を減少させることによって土石流の発生も減らせることになります。
 しかしながら森林には、基盤岩そのものや厚い堆積土層が崩れる深層崩壊の発生、さらには地すべりの発生を防止する効果はほとんど認められません。また表層崩壊であっても豪雨の規模が極端に大きい場合や震度7クラスの地震の直撃に対しては防止軽減効果にも限界があります。
 一方、森林が劣化して裸地化した山地斜面と比較して健全な森林山地が水源涵養機能を発揮する最大の理由は、落葉落枝層(A0層)や林床植生が豊かな”健全な”森林土壌層が雨水を地中に浸透させて、裸地斜面で発生する地表流を流速の遅い地中 流に変えることにあります。すなわち地表流が地中流に変わると、山地斜面に降った雨が河川に流出するまでの時間が長くなり、洪水流出ハイドログラフのピーク流量が低下し、ピーク流量発生までの時間が遅くなり、さらには減衰部が緩やかになります。主に健全な森林土壌が発揮するこの機能を森林の洪水緩和機能と呼んでいます。そして、河川流出におけるこの変化は直接流出成分の一部が基底流出成分に変わることを意味し、水資源貯留効果を発揮することにつながります。あるいは洪水流出として無駄に海洋に排出される流量をゆっくり流出させて水利用の機会を増やすことにもなります。これは見方を変えると、流量を調節しているということもできます。
 さらに、健全な森林に到達した雨水は森林土壌を通過し河川に流出する間に土壌のろ過作用や緩衝作用、土壌鉱物や基盤岩からのミネラルの添加、飽和帯での脱窒作用などを受けて水質が改善され、あるいは清澄なまま維持されます。これは水質浄化機能といわれています。
 一方で極端な渇水が発生すると森林は蒸散作用によって通常は河川に流出するはずの水分を消費するので渇水流量を低下させてしまうことも知られています。また、成長した森林は遮断蒸発と蒸散作用の両方で大量の水を消費するので、この場合は伐採や間伐により主に樹冠の葉量を制限することが水資源利用上有利です。(122~124頁)
  現代の林業問題
 持続可能な社会と今後の森林管理
  SDGsと親和性が高い森林・林業
  新たな森林管理システム
  市町村に配分する新しい税制「森林環境税」
  森林認証制度で適切なチェックを
 山地災害対策と災害に強い森づくり
  保安制度と治山事業
  3つの流木の発生源
 流木の大部分は、①「表層崩壊と呼ばれる山腹崩壊地から流出流出する流木」です。 具体的には35~40度程度の急勾配の山腹斜面、特に0次谷(常時表流水がある谷の上部に位置する集水地形)と呼ばれる凹型斜面で表層崩壊が発生し、さらに崩壊土砂が流動化して土石流となった時、大量の流木が渓流に流出します。
 そして発生した土石流の運動エネルギーが大きい場合は、②「山脚部や古い土石流堆積地、掃流堆積地)が侵食されて、その上に成立したいわゆる渓畔林も流木化」します。その後、流木の大部分は通常は土砂とともに渓流の下流部に堆積しますが、一部は土石流と共に下流河川に流出します。
……さらに、③「谷底低地や小河川沿いの低平地の渓畔・河畔、あるいは氾濫した洪水流の進路上の樹木が押し流されて流木化」したものが加わります。(137~138頁)
 ここで①について、森林と崩壊と流木発生の関係に関する基本的知識を3つ挙げておきます。
 第1は、山崩れには山腹斜面上の風化土壌層が崩壊する「表層崩壊」と厚い堆積土層や基盤岩から崩れる「深層崩壊」があり、豪雨による崩壊のほとんどが表層崩壊です。また、表層崩壊は花こう岩系や堆積岩系(特に新第三紀層)のち地質の山地に多発する傾向がありますさらに前述したように、豪雨による表層崩壊は急斜面だけでなく、水が集まりやすい0次谷に発生しやすい性質があります。
 第2は、森林は「根系の働き」と「風化土壌層中の効果的な排水システム」によって表層崩壊を抑制します。このうち根系の働きについては、根が基盤岩の弱風下層や割れ目に食い込む杭効果と、隣接する樹木の側根同士が絡み合うネット効果があり、両者によって表層崩壊を起こりにくくしています。また効率的な排水システムとは土壌中に浸透してきた雨水が風化土壌層の底部(基盤岩の表面)に発達したパイプ状の水みちを通して効率的に排水される機構を指し、これによって土壌中で水圧が高まるのを防ぎ、崩壊を抑制しています(図9)。しかしながら17年の九州北部豪雨のように、豪雨の規模が強大だと崩壊に至る場合もあり、森林の働きには限界があることもしっかり受け止める必要があります。
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 第3は、流木は主に表層崩壊によって発生するということです。切り捨て間伐材などのリ林地残材や伐採後搬出前の材が豪雨によって直接流出する懸念が指摘されていますが、崩壊土砂や土石流に巻き込まれて流出することはまれにあるにせよ、通常はこれらの材を押し流すほどの水深を持つ流れが山腹斜面上に発生するとは考えられません。
 一方、温暖化によって、表層崩壊が発生するような豪雨がある場合、山腹や谷の上部から大量の流出水が加わって崩落土砂が土石流化する事例が多くなっており、今後はいったん表層崩壊が発生すれば、ほとんどの崩壊地から流木が渓流にまで流出してくると予想されます。(139~140頁)
  山地・渓流における流木災害軽減対策
  山腹斜面では表層崩壊をできるだけ抑制
 山腹斜面では、表層崩壊をできる限り抑制する対策が望まれます。ただし、急斜面で多発する特性を考えれば、①[発生し流下する土砂や流木そのものへの対策]の施設による対策は限定的にならざるを得ません。それでも特に危険な急斜面や凹型斜面では、これまでより強化した斜面安定対策(山腹土留工など)を実施する必要があるでしょう。また0次谷下部などでは谷止工を設置し、崩壊土砂の流動化、土石流化を防ぐ必要があります。
 一方②[流木が出にくい森づくり]の災害に強い森づくりでは、人工林であっても広葉樹林であっても、密度管理により根系・下層植生の発達した林木で構成される森林を、息長く育てる森づくりを進めていくことが基本となります。特に0次台の斜面や40度を超える急斜面では、現在そこがどんな林相であっても「非皆伐」とし、密度管理とギャップへの補植によって強靭な森林に改良していく方が良いと思います。(142頁)
  渓流の上・中流部では渓床・渓岸の浸食を防ぐ治山施設を
  渓流下流部では流木捕捉に期待
  災害に強い森づくりとは
 ここで災害に強い森づくりについてまとめておきます。
 災害に強い森づくりの基本は0次谷であっても渓岸であっても、強靭な根系を持ち、下層植生の発達した大径木で構成される森林を、時間をかけて育成していくことです。樹種の違いに配慮するよりも、より大径木化することを優先する方が重要であると思います。つまり、針葉樹人工林であっても広葉樹林であっても現在の森林を間伐する(場合によっては補植も行う)ことによる密度管理等によって、より高齢の森林へ導くことを第一に考えるべきです。人工林の場合、伐採・新植から20~30年後以降を想定し、劣勢木が自然に淘汰されることを考慮すると、たとえ間伐が多少遅れていても、樹種を変更するために伐採するよりも健全な森林に改良していく方がはるかに重要です。繰り返しになりますが、流木の出にくい森づくりの基本は現存の森林をとにかく長期的に維持して、できる限り高齢で、健全な大径の林木が存在するように林相を改良していくことだと思います。
 なお、木材生産の観点からは0次谷や渓岸堆積地はスギ林の適地です。非皆伐さらには禁伐が必要な0次谷内やけ渓岸の数メートルの範囲内の林木を除けば、製材可能な程度の大径木生産は差し支えないと思われます。 (144~145頁)
  不可欠な警戒・避難体制

第5章これからのダムに求められる役割(安田吾郎)
 ダムの目的と機能
   ダム では目的別に使用権を設定
   九州北部豪雨で治水効果を発揮したダム
  ダムが満杯になると洪水調節機能は喪失
  予備放流と事前放流~洪水調節容量を自主的に増やす操作~
  通常より洪水時の放流量を絞り込む特別防災操作
  他の洪水対策と比べたダムの特徴
 日本と海外のダムの変遷
  世界一のダム大国だった日本
  目的が農業、上工水から発電、治水へ
  ダム大国は日本から米国そして中国へ
  第1次世界大戦後にダム建設の進展期を迎えた日本
  戦前の治水ダム整備の遅れのツケを戦後払わされた日本
  日本の成長を支えたダムによる都市用水の供給
  ダム完成ラッシュの時期から最近までのダム整備の動向
  発電面を中心としてダムを見直す最近の米国の動き
  日本も本格的なダム再生の時代に突入
 日本のダム課題と対応
  地域の分断と人口流出の問題
  河床低下や海岸侵食とダムの持続性の問題
  ダム下流の流量の平滑化に伴う問題
  ダム湖でアオコなどの富栄養化現象が発生
  魚類等の移動ルートの分断の問題
  異常洪水の際のダムの限界
  ダム放流に関するリスクコミュニケーション
  水需要が伸びない中でのダムの役割
  ダムの安全性神話
  生物生態系への影響軽減
 意外と知られていないダムの機能
  可変型装置としてのダム
  生物の生息場としてのダム
  流木災害や大規模土石流を抑止するダム
 気候変動時代におけるダムの役割
  増えている豪雨災害のリスク
  将来はさらに洪水リスクが増加
  増加する気候変動リスクへの対応策

 コラム
  米国が世界一の大国になった事情
  オリンピック後の水資源確保対策により救われた首都圏

第6章 ダムと森林の連携(虫明功臣)
 ダムと森林の連携による価値創造
  ダムと森林の機能の関係性
  ダムと森林の連携によって生じるメリット
  流域マネジメントの枠組みによる連携
 これまでの流域マネジメント
  流域マネジメントの先駆け:熊沢蕃山の治山・治水
  ダム水没地域の再建・振興を目指す水源地域対策特別措置法
  水源地研究会の提言
  120のダムで策定した 水源地域ビジョン
  流域マネジメントを推奨する水循環基本法の制定
  流域水循環計画への認定事例
 ダムと森林が連携した流域マネジメントの実現
  新たな森林・林業行政とダム水源施策の連携
  効果的な流域マネジメントを実現する体制の構築

おわりに(虫明功臣、太田猛彦)

執筆者