第 47 号（2011）論 文 No.47（2011）Article
那須野ヶ原地域における間伐材搬出作業の機械化による生産性・コスト改善の可能性（Ⅱ）
−従来型作業と機械化作業の比較分析から−
Improvement on operational effi ciencies and costs of extracting thinned
woods using a processor and a forwarder in Nasunogahara area(
Ⅱ)
− Based on comparative analyses of current operations and
mechanized operations
−
仲畑 力1・有賀 一広1・武井裕太郎1・山口 鈴子1・伊藤 要1・ 村上 文美1・斎藤 仁志1・田坂 聡明1・金築佳奈江2
Chikara NAKAHATA1, Kazuhiro ARUGA1, Yutaro TAKEI1, Reiko YAMAGUCHI1, Kaname ITO1, Ayami MURAKAMI1, Masashi SAITO1, Toshiaki TASAKA1, Kanae KANETSUKI2
1
宇都宮大学農学部森林科学科 〒 321-8505 宇都宮市峰町 350
1
Department of Forest Science, Faculty of Agriculture, Utsunomiya University, 350 Mine, Utsunomiya, 321-8505,Japan
2
那須野ヶ原土地改良区連合 〒 329-2807 那須塩原市接骨木 447-8
2Nasunogahara Land Improvement Districts, 447-8 Niwatoko,
Nasushiobara, 329-2807, Japan 要 旨 那須野ヶ原地域に属する那須塩原市の A 森林組合（従来型作業）ならびに那須町の B 森林 組合（機械化作業）を対象に間伐材搬出作業の調査を行い、機械化による生産性・コスト改善 の可能性について分析した。作業調査のデータをもとに、従来型作業地である調査地①（初回 間伐）、②（第 2 回間伐）において間接費を加えた支出を試算したところ、調査地①では従来 型作業、調査地②では施業面積 0.8ha 以上であれば機械化作業の方が低コストとなったが、収 支は両調査地ともマイナスとなった。ただし、栃木県における現状の間伐補助金額を加えると、 調査地①は従来型作業で施業面積 0.5ha 以上、調査地②は機械化作業で施業面積 3.1ha 以上で あれば収支プラスとなった。さらに、那須野ヶ原事業の目標である残材土場渡し 1,000 円 /m3 が実現され、自家労働などにより残材を土場まで搬出することができれば、調査地①では従来 型作業で施業面積 0.4ha 以上、調査地②では機械化作業で施業面積 2.5ha 以上であれば収支プ ラスになると試算された。 キーワード：間伐材搬出、経済収支、機械化、団地化、補助金 ABSTRACT
This study investigated current operations of extracting thinned woods of A Forest Owner s Cooperative in Nasushiobara City and mechanized operations of B Forest Owner s Cooperative in Nasu Town. Then, this study discussed improvements of efficiencies and costs by mechanization. The estimated total costs including overhead costs based on the survey data in Site ① (fi rst thinning) and Site ② (second thinning) of current operations, for Site ① became lowest total costs by current operation system and for Site ② became lowest total costs by 0.8 ha and mechanized operation system, but the balance with Site ① and Site ② were defi cits. However, considering current subsidies against to thinning in Tochigi Prefecture, the balance for Site ① became surplus by 0.5 ha and current operation system, for Site ② became surplus by 3.1 ha and mechanized operation system. Furthermore, by selling logging residues at the target price of 1,000 yen/m3 at landings for Nasunogahara project, the balance with Site ① by 0.4ha
and current operation system would be surplus and that with Site ② by 2.5ha and mechanized operation system would also be surplus.
28 1．はじめに 栃木県の那須野ヶ原地域では、内閣府の平成 20、 21 年度地方の元気再生事業の一環として、農業団体 が主体となり、水源林整備の際に発生する切り捨てら れた間伐材などを含む林地残材を木質バイオマス発電 で利用することを検討している２）。この地域に属する 那須塩原市の A 森林組合ではチェーンソーによる間 伐、林内作業車による間伐材搬出を伴う利用間伐を含 めて年間およそ 50ha の施業を行っているが、那須塩 原市の民有林における針葉樹人工林約 4,000ha の間伐 を実行し、間伐材の搬出を促進させるためには、機械 化が必要であると考えられる。 そこで、平成 20 年度の研究では A 森林組合で行わ れている現状の間伐材搬出作業（以下、従来型作業） を調査し、生産性、コスト、収支を分析するとともに、 プロセッサやフォワーダなどの高性能林業機械を導入 した場合の生産性、収支の向上、コストの低減につい て検討した１）。その結果、従来型作業では収支プラス とならない林分であっても、プロセッサやフォワーダ を導入した場合、団地化などによる施業面積の増加、 那須野ヶ原事業の目標である残材土場渡し 1,000 円 / ㎥の実現により、収支が改善される可能性が確認され た。 ただし、この研究では高性能林業機械の生産性や機 械経費は一般的な値を用いて解析しているため、この 那須野ヶ原地域に適していない可能性がある。そこで、 本研究では那須塩原市近隣の森林組合で行われている 機械化された間伐材搬出作業（以下、機械化作業）を 調査し、その結果を用いて機械化による生産性・コス ト改善の可能性について分析した。 2．調査の概要 2.1 調査地 調査地の位置を図− 1 に、調査地の概要を表− 1 に 示す。従来型作業については栃木県那須塩原市の民有 林である調査地①および②で作業調査を行った。両調 査地とも平坦地にあり、間伐材搬出の方法はチェー ンソーによる伐倒造材、ミニグラップルローダ（ベー スマシン：クボタ製 K-040、バケット容量 0.14㎥、グ ラップルヘッド：イワフジ工業製 GS40LHV）による 短幹集積と林内作業車（及川自動車製 RM8HWD-AS） への積込みの後、林内作業車による搬出、トラックク レーンを利用した荷下ろしである1）。なお、選木は間 伐前に行われ、作業路作設は集積または搬出時にチェ ーンソーによる切株の切り下げのみにより行われた。 調査地①の施業面積は 1.27ha、31 年生ヒノキの初 回間伐林分で、幅員 2.0m の作業路延長は 1,027m、路 網密度は 809m/ha であり、高密に路網が配置されてい た（図− 2）。調査地②の施業面積は 0.51ha、48 年生 スギの第 2 回間伐林分であり、道路沿いの奥行きが短 い林分のため、ミニグラップルローダにより直接、道 路脇に集積し、トラックで運び出された。なお、那須 塩原市の民有林における針葉樹人工林の林地傾斜は 0 ∼ 5°の平坦地がおよそ半分を占めることから、今回 の調査地はこの地域においては標準的な地形である （図− 1）。 宇都宮大学演習林報告第47号 2011年３月 ࿑ ખ ⾐ ዊ⃰⇇ ᬺ〝 ዊ⃰⇇ ᬺ〝 0 10 20 30 40 50 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ᯐᆀലᩫ䟺㼲䟻 㟻✒ྙ䟺 䟸䟻 㑛㡪ሲཋᕰ 㑛㡪⏣ ㄢᰕᆀ䐖 ㄢᰕᆀ䐗 ㄢᰕᆀ䐘 ㄢᰕᆀ䐙 㑛㡪ሲཋᕰ 㑛㡪⏣ 図−１ 調査地の位置と民有林針葉樹人工林における林地傾斜の面積割合 図− 2 調査地① ※ 造材歩留まり調査1） から推定した値、※※ 調査地③（団地化された小班３箇所） の合計、※※※ 調査地④（団地化された小班 17 箇所）の合計 ⺞ ⺞ᩏ㽲 ⺞ᩏԙ ⺞ᩏ㽴㩷 ⺞ᩏ㽴㩷 ⺞ᩏ㽴㩷 ⺞ᩏ㽵㩷 ᨋዊ⃰ฬ 88 ᨋ⃰ 91 ᨋ⃰ 10 ᨋ⃰ 10 ᨋ⃰ 10 ᨋ⃰ 䋭 ࠗ1B ዊ⃰ ࠗ64A ዊ⃰ ࠝ2 ዊ⃰ ࠝ3 ዊ⃰ ࠞ1 ዊ⃰ 㧙 ᮸⒳ ࡅࡁࠠ ࠬࠡ ࠬࠡ ࡅࡁࠠ ࠬࠡ ࠬࠡࡅࡁࠠ ᨋ㦂㧔ᐕ㧕 31 48 53 53 53 39䌾56 㕙Ⓧ㧔ha㧕 1.27 0.51 3.09 1.85 1.41 26.74 ᐔဋ⢷㜞⋥ᓘ㧔cm㧕 18 22 32 27 34 䋭 ᐔဋ᮸㜞㧔m㧕 16 16 19 20 20 䋭 ᐔဋᐙ᧚Ⓧ㧔m3/ᧄ㧕 0.26 0.32 0.70 0.63 0.82 䋭 ┙ᧁኒᐲ㧔ᧄ/ha㧕 2,180 1,640 1,000 1,200 800 䋭 㑆બᣇᴺ ቯᕈ ቯᕈ ቯᕈ ቯᕈ ቯᕈ ቯᕈ 㑆બᧁᐔဋ⢷㜞⋥ᓘ㧔cm㧕 15 20 26 19 29 䋭 㑆બᧁᐔဋ᮸㜞㧔m㧕 16 15 16 17 19 䋭 㑆બᧁᐔဋᐙ᧚Ⓧ㧔m3/ᧄ㧕 0.16 0.25 0.40 0.25 0.59 䋭 ᧄᢙ㑆બ₸㧔%㧕 35 25 30 42 25 䋭 ᧚Ⓧ㑆બ₸㧔%㧕 22 20 17 16 18 䋭 㑆બ᧚Ⓧ㧔㨙㧕 154.9 52.5 370.8 231.3 166.4 䋭 ៝᧚Ⓧ㧔㨙㧕 ̪142.5 ̪46.2 ̪̪607.0 ̪̪̪3,780.6 ៝₸㧔㧑㧕 ̪92.0 ̪88.0 ̪̪79.0 䋭 㧕 表−１ 調査地の概要 また、機械化作業については那須塩原市近隣の B 森林組合を対象として、栃木県那須町の民有林であ る調査地③および④で作業調査を行った。間伐材搬 出の方法はチェーンソーによる伐倒、グラップルロ ーダ（ベースマシン：日立建機製 ZAXIS135US、バケ ット容量 0.45㎥、グラップルヘッド：イワフジ工業製 GS90LJV）による全木集積、プロセッサ（ベースマシ ン：日立建機製 ZAXIS135US、バケット容量 0.45㎥、 プロセッサヘッド：イワフジ工業製 GP-35A）による 造材、または、チェーンソーによる伐倒造材後、フ ォワーダ（諸岡製 MST-600VDL）による搬出が行わ れた（写真− 1）。なお、選木は伐倒と同時に行われ、 作業路作設はバックホウ（ベースマシン：日立建機製 ZAXIS120、バケット容量 0.45㎥）により行われた。 調査地③は 53 年生スギ・ヒノキの第 2 回間伐林分 で小班 3 箇所が団地化され、施業面積は 6.35ha、平均 林地傾斜は 14.5°である（表− 1、図− 3）。作業路幅 員は 3.5m、延長は 1,978m、路網密度は 311m/ha であり、 高密に路網が配置されていた。調査地④は 39 ∼ 56 年 生スギ・ヒノキの第 2 回間伐林分で小班 17 箇所が団 地化され、施業面積は 26.74ha、平均林地傾斜は 13.1 °である（表− 1、図− 4）。作業路幅員は 3.5m、作業 路延長は 4,888m、路網密度は 183m/ha であり、調査 地③と同様、高密に路網が配置されていた。
2.2 調査方法 本研究では、間伐材搬出作業の生産性・コストを把 握するために日報調査ならびに時間観測を行った。時 間観測は作業システムを構成する各作業について、ビ デオ撮影により測定を行った。さらに間伐材搬出作業 による収入を把握するために、森林組合より素材販売 代金清算書を入手した。また、本研究では素材販売代 金清算書に記載された売上材積を搬出材積と定義した （表− 1）。ただし、従来型作業地の調査地①、②につ いてはパルプ材の売上材積を把握することができなか ったため、昨年度の研究1）と同様に、造材歩留まり 調査から推定した搬出材積を以降の解析に使用した が、一般材、杭木については素材販売代金清算書に記 載された売上材積を用いて解析を行ったため、昨年度 の研究1）とは一部、結果が異なっている。 3．調査結果 3.1 生産性 3.1.1 調査地① 間伐材積 154.9㎥に対して、造材歩留まり 0.92 より、 搬出材積は 142.5㎥と推定された（表− 1）。日報調査 より、作業人工数は合計 223.5 人時であり（表− 2）、 1 日当たりの実働時間を 6 時間とすると、搬出材積の 生産性は 3.83㎥ / 人日となる（表− 3）。 表−２ 作業人工数（単位：人時） 表−３ 搬出材積の生産性（単位：㎥ / 人日※） 図−３ 調査地③ ዊ⃰⇇ ᬺ〝 ᣢ⸳ᨋ ዊ⃰⇇ ᬺ〝 ᣢ⸳ᨋ 図−４ 調査地④ ዊ⃰⇇ ᬺ〝 ᣢ⸳ᨋ ዊ⃰⇇ ᬺ〝 ᣢ⸳ᨋ 3.1.2 調査地② 間伐材積 52.5㎥に対して、造材歩留まり 0.88 より、 搬出材積は 46.2㎥と推定された（表− 1）。日報調査 より、作業人工数は合計 155.5 人時であり（表− 2）、 これより搬出材積の生産性を求めると合計 1.78㎥ / 人 日となる（表− 3）。 3.1.3 調査地③ 間伐材積 768.4㎥に対して、搬出材積 607.0㎥より、 搬出率は 79.0％と推定された。（表− 1）。なお、小班 および樹種別の搬出材積は把握できなかったため、上 記の結果は団地化された小班 3 箇所の合計である。日 報調査より、作業人工数は合計 810.0 人時であった （表− 2）。これより搬出材積の生産性を求めると合 計 4.50㎥ / 人日であり、林齢が近い調査地②の生産性 1.78㎥ / 人日と比較すると大幅に高い値であった（表 − 3）。 3.1.4 調査地④ 調査地④においては各小班でプロット調査を行って いないため、搬出率は算出できなかった。団地化され た小班 17 箇所の搬出材積は 3,780.6㎥であり、作業人 工数は合計 4,291.5 人時であった（表− 2）。これより 搬出材積の生産性を求めると合計 5.29 ㎥ / 人日であ り、調査地③と同じく林齢が近い調査地②の生産性 1.78㎥ / 人日と比較すると大幅に高い値であった（表 − 3）。 3.2 経済収支 素材販売代金精算書より把握した各調査地の収入 写真−１ 機械化作業（左上： グラップルローダによる全 木集積、右上：プロセッサ による造材、左下：フォワー ダによる荷下ろし） （ ）内はプロセッサの作業人工数 ※１日当たりの実働時間は 6 時間
30 用した調査地③では 29.18㎥ / 人日、993 円 /㎥、調査 地④では 31.74㎥ / 人日、913 円 /㎥と調査地①の方が 生産性が高く、搬出費用は低い値であった（表− 3、6）。 これは調査地①は調査地③、④と比較して平坦地であ り、また、土場までの搬出距離が短く、作業条件が良 かったことが考えられる。 以上より、収支は調査地①、②、③、④でそれぞれ 27 円 / ㎥、 − 3,586 円 / ㎥、3,984 円 / ㎥、2,562 円 / ㎥ と試算された。従来型作業地の調査地①は収支プラス であるが 27 円 /㎥と低く、また、調査地②においては 収支マイナスであった。一方、機械化作業地では調査 地③、④ともに収支プラスとなり、調査地①と比較し て高い値であった。 4．高性能林業機械を導入した場合の生産性・コスト の試算 3.2 節において、従来型作業地の調査地①では収支 プラスとなったが機械化作業地の調査地③、④と比較 して収支は低く、また、調査地②は収支マイナスと試 算された。そこで、日報調査ならびに時間観測結果を もとに各作業工程の直接費計算式を作成し、従来型作 業地である調査地①、②にプロセッサやフォワーダな どの林業機械を導入した場合の収支改善の可能性につ いて検討した。 4.1 直接費計算式 4.1.1 選木 日報調査より、調査地①、②における選木の作業人 工数の平均値は 11.4 人時 /ha となり（表− 1、2）、こ れに労務経費を乗じると、選木費用 OES（円 /ha）は 次式で表わすことができる。 A：施業面積（ha） 4.1.2 作業路作設 日報調査より、調査地③、④における作業路作設の 作業能率の平均値は 14.9m/ 人時であった。今回、仮 に作業に必要な路網密度を 200m/ha とすると、作業 人工数は 13.4 人時 /ha となり、これに労務経費、機械 経費（表− 5）をそれぞれ乗じると、作業路作設費用 OER（円 /ha）は次式で表わすことができる。 4.1.3 伐倒 チェーンソー伐倒の時間観測結果を表− 7 に示す。 チェーンソー伐倒の生産性は調査地①、②、③でそれ ぞれ 2.86㎥ / 人時、19.90㎥ / 人時、11.36㎥ / 人時であり、 時間観測データから伐倒作業 1 サイクル当たりの幹材 積 Vn（㎥ / 本）とチェーンソー伐倒のサイクルタイム TF（秒 / 本）は次式で表わすことができる（図− 5）。 次に生産性 P（㎥ / 人時）を次式より求める。 表−５ 機械経費の諸元 表−６ 支出（単位：円 /㎥） ※運搬＋はい積み＋市場手数料 を表− 4 に示す。ただし、従来型作業地の調査地①、 ②におけるパルプ材の売上材積は造材歩留まり調査1） から推定した搬出材積と一般材・杭木売上材積の差と し、その売上単価は聞き取り調査より 3,000 円 /㎥と した（表− 4）。これより、合計の売上単価は調査地 ①、②、③、④でそれぞれ 3,507 円 /㎥、4,588 円 /㎥、 12,391 円 /㎥、9,273 円 /㎥となった。 支出については労務経費を 1,300 円 / 人時、機械経 費を表− 5 に示した値と仮定して土場までの費用を試 算した（表− 6）。さらにその他の経費として共販所 に出荷される一般材および杭木にかかるトラック運搬 費用（約 1,500 円 /㎥）、はい積み料（約 700 円 /㎥）、 組合・市場手数料（木材売上額の 1 割）を加えると、 支出は調査地①、②、③、④でそれぞれ 3,480 円 /㎥、 8,174 円 /㎥、8,407 円 /㎥、6,711 円 /㎥となった。な お、ラミナ材とパルプ材は土場渡しで取引されていた ため、その他の経費を適用していない。 （1） A OES 14,812 㩷 㩷 4 . 1 . 2 ᬺ 〝 ⸳ 4 . 1 . 3 બ ୟ （2） 4 . 1 . 2 ᬺ 〝 ⸳ A OER 79,583 㩷 㩷 4 . 1 . 3 બ ୟ （3） 4 . 1 . 2 ᬺ 〝 ⸳ 4 . 1 . 3 બ ୟ 111 136 n F V T 㩷 㩷 （4） T V P 3,600 㩷 㩷 4 . 1 . 4 ㅧ ᧚ 㓸 Ⓧ 宇都宮大学演習林報告第47号 2011年３月 ※ 造材歩留まり調査1） から推定した合計売上材積（搬出材積）と一般材・杭木売上 材積の差、※※聞き取り調査より、※※※造材歩留まり調査1）から推定した値 表−４ 収入 林齢の近い調査地②、③、④で伐倒造材作業の生 産性と費用を比較すると、チェーンソーで伐倒造材 を行った調査地②の 2.24㎥ / 人日、4,614 円 /㎥に対し て、プロセッサを利用した調査地③では 8.07㎥ / 人日、 2,003 円 /㎥、調査地④では 9.34㎥ / 人日、1,447 円 /㎥ と大幅に生産性が向上し、伐倒造材費用が低下した（表 − 3、6）。一方、搬出作業の生産性と費用に関しては、 搬出材積、林齢が異なるものの、調査地①、③、④を 比較すると、林内作業車で搬出を行った調査地①の 38.86㎥ / 人日、734 円 /㎥に対して、フォワーダを利
31 V：1 サイクル当たりの処理材積（㎥ / 本）、T：サ イクルタイム（秒 / 本） （3）式を（4）式に代入すると、チェーンソー伐倒 の生産性 PF（㎥ / 人時）は次式で表わすことができる。 さらに直接費 OE（円 /㎥）を次式より求める。 luc：労務経費（円 / 時）、muc：機械経費（円 / 時） 労務経費、機械経費（表− 5）、（5）式を（6）式に 代入すると、チェーンソー伐倒費用 OEF（円 /㎥）は 次式で表わすことができる。 4.1.4 造材・集積 チェーンソー造材およびプロセッサ造材の時間観測 結果を表− 7、8 に示す。チェーンソー造材の生産性 は調査地①、②、③でそれぞれ 2.29㎥ / 人時、3.11㎥ /人時、4.30㎥ / 人時であり、時間観測データから造 材作業 1 サイクル当たりの丸太材積 V1（㎥ / 本）とチ ェーンソー造材のサイクルタイム TPC（秒 / 本）は次 式で表わすことができる（図− 6）。 一方、プロセッサ造材の生産性は調査地③、④でそ れぞれ 12.14㎥ / 人時、10.52㎥ / 人時であり、チェー ンソー造材を大幅に上回る値であった（表− 8）。造 材作業 1 サイクル当たりの丸太材積とプロセッサ造材 のサイクルタイム TPP（秒 / 本）は次式で表わすこと ができる（図− 7）。 表−７ チェーンソー伐倒造材による１サイクル当たりの作業時間と占有率 表−８ プロセッサ造材による１サイクル当たりの作業時間と占有率 図−５ チェーンソー伐倒による１サイクル当たりの幹材積とサイクルタイムの関係 y = 136x + 111 R2 = 0.70 0 50 100 150 200 250 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ᖷᮞ✒䟺㼐㻖㻒ᮇ䟻 䜹䜨 䜳 䝯 䝃 䜨 䝤 䟺 ⛂ 㻒 ᮇ䟻 図−６ チェーンソー造材による１サイクル当たりの丸太材積とサイクルタイムの関係 y = 690x + 81 R2 = 0.63 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ୷ኯᮞ✒䟺㼐㻖㻒ᮇ䟻 䜹䜨 䜳 䝯 䝃 䜨 䝤 䟺 ⛂ 㻒 ᮇ䟻 （5）
136 111
600 , 3 n n F V V P 㩷 4 . 1 . 4 ㅧ ᧚ 㓸 Ⓧ （6）
luc muc
P OE 㩷 㩷 4 . 1 . 4 ㅧ ᧚ 㓸 Ⓧ （7） 65 53 n F V OE 㩷 㩷 4 . 1 . 4 ㅧ ᧚ 㓸 Ⓧ （8） 81 690 l PC V T 㩷 㩷 （9） 114 89 l PP V T 㩷 㩷 図−７ プロセッサ造材による１サイクル当たりの丸太材積とサイクルタイムの関係 y = 89x + 114 R2 = 0.54 0 50 100 150 200 250 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ୷ኯᮞ✒䟺䠿㻖㻒ᮇ䟻 䜹䜨 䜳 䝯 䝃 䜨 䝤 䟺 ⛂ 㻒 ᮇ䟻 （11）
89 114
600 , 3 l l PP V V P 㩷 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ୷ኯᮞ✒䟺䠿㻖㻒ᮇ䟻 ⏍⏐ᛮ䟺䠿 㻖㻒ெ䟻 䝅䜫䞀䝷䝁䞀㏸ᮞ 䝛䝱䜿䝇䜹㏸ᮞ 図−８ チェーンソー造材およびプロセッサ造材の生産性 （8）および（9）式のサイクルタイムを（4）式にそ れぞれ代入すると、チェーンソー造材およびプロセッ サ造材の生産性 PPCおよび PPP（㎥ / 人時）は以下の 式で表わすことができる（図− 8）。 那須野ヶ原地域における間伐材搬出作業の機械化による生産性・コスト改善の可能性（Ⅱ）−従来型作業と機械化作業の比較分析から− （10）
690 81
600 , 3 l l PC V V P 㩷
32 昨年度の研究１）では、プロセッサ造材の生産性を 6 ㎥ / 人時または 12㎥ / 人時としていたが、調査地①、②、 ③の丸太材積から求められる生産性はこの範囲内であ る。 さらに労務経費、機械経費（表− 5）、（10）および （11）式を（6）式にそれぞれ代入すると、チェーンソ ー造材およびプロセッサ造材の費用 OEPCおよび OEPP （円 /㎥）は以下の式で表わすことができる。 ただし、従来型作業にプロセッサを導入した場合、 集積方式は短幹から全木になることを考慮すると、こ れらの費用も含めた解析を行う必要がある。そこで、 日報調査結果（表− 6）より、集積費用を短幹集積で は調査地①、②でそれぞれ 301 円 /㎥、1,437 円 /㎥、 全木集積では調査地③、④の平均値である 1,199 円 / ㎥として（12）、（13）式にそれぞれ加え、造材・集積 の費用を試算したところ、プロセッサ造材は丸太材 積 0.42㎥ / 本以上であれば林齢が近い調査地②のチェ ーンソー造材より低コストとなった（図− 9）。また、 プロセッサを所有している場合には、プロセッサ造材 はチェーンソー造材よりも労働負荷、労働災害の危険 性が低いため、丸太材積 0.42㎥ / 本以下でも実際の作 業ではプロセッサが利用されるものと考えられる。 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ୷ኯᮞ✒䟺䠿3/ᮇ䟻 ㏸ᮞ䝿 㞗 ✒㈕⏕䟺 ළ/䠿 3䟻 䝅䜫䞀䝷䝁䞀㏸ᮞ 䝛䝱䜿䝇䜹㏸ᮞ ㄢᰕᆀձ Ў ㄢᰕᆀղ Ў 図−９ チェーンソー造材およびプロセッサ造材に集積を加えた費用 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 0 200 400 600 800 1,000 ᦑฝ㊝㞫䟺䠿䟻 ⏍⏐ᛮ 䟺 䠿 3 /ெ 䟻 ᚉᮮᆵᦑฝ 䝙䜭䝳䞀䝄ᦑฝ 図− 10 従来型搬出およびフォワーダ搬出の生産性 4.1.5 搬出 搬出作業の時間観測結果を表− 9 に示す。生産性は 従来型搬出の調査地①で 4.84㎥ / 人時、フォワーダ搬 出の調査地③、④でそれぞれ 10.56㎥ / 人時、9.22㎥ / 人時であった。ただし、搬出作業の生産性は搬出距離 L（m）に負の相関があることから、これを変数とす る搬出作業サイクルタイム TE（秒 / 回）は次式で表わ すことができる。 tf：積込み・荷下ろし準備、積込み、実車移動、荷 下降ろし時間の合計（秒 / 回）、v1:空搬速度（m/ 秒）、 v2：搬出速度（m/ 秒） 時間観測データより、従来型搬出およびフォワ ー ダ 搬 出 の tf は 1,660 秒 / 回 お よ び 1,236 秒 / 回、v1 は 1.84m/ 秒 お よ び 1.29m/ 秒、v2は 1.81m/ 秒 お よ び （14）
1v1 1v2
L tf TE 㩷 （15） L TEC 1,6601.10 㩷 㩷 （16） L TEF 1,2361.50 㩷 㩷 1.38m/ 秒であった（表− 9）。なお、フォワーダ搬出 は調査地③、④の平均値である。これらを（14）式に それぞれ代入すると、従来型搬出およびフォワーダ搬 出のサイクルタイム TECおよび TEF（秒 / 回）は以下 の式で表わすことができる。 昨年度の研究１）では、フォワーダ搬出のサイクル タイムを従来型搬出の時間観測データをもとに試算し たが、今回の tf はほぼ同程度、速度は低い値となっ ている。 従来型搬出およびフォワーダ搬出の平均積載量（表 − 9）、（15）および（16）式を（4）式にそれぞれ代 入すると、従来型搬出およびフォワーダ搬出の生産性 PECおよび PEF（㎥ / 人時）は以下の式で表わすことが できる（図− 10）。ただし、フォワーダ搬出の平均積 載量は調査地③、④の平均値である 4.39㎥ / 回とした。 （19） L OEEC 7690.51 㩷 㩷 4 . 1 . 6 ⋥ ធ ⾌ ⹜ ▚ ⚿ ᨐ （20） L OEEF 3780.30 㩷 㩷 4 . 1 . 6 ⋥ ធ ⾌ ⹜ ▚ ⚿ ᨐ さらに労務経費、機械経費（表− 5）と（17）、（18） 式を（6）式にそれぞれ代入すると、従来型搬出およ びフォワーダ搬出の費用 OEEC、OEEF（円 /㎥）は以下 の式で表わすことができる（図− 11）。 宇都宮大学演習林報告第47号 2011年３月 （12） 329 39 l PC V OE 㩷 㩷 （13） 161 207 l PP V OE 㩷 㩷 表−９ 従来型搬出およびフォワーダ搬出による１サイクル当たりの作業時間と占有率 （17）
L
PEC 8,928 1,6601.10 㩷 （18）
L
PEF 15,804 1,2361.50 㩷 4 . 1 . 6 ⋥ ធ ⾌ ⹜ ▚ ⚿ ᨐ
4.1.6 直接費試算結果 以上より得られた各作業工程の直接費計算式を用い て、調査地①、②における支出を試算した。この際、 平均丸太材積 V（㎥ / 本）は間伐木平均幹材積（㎥ / 本）1 ×搬出率（％）、平均搬出距離 L（m）は 1/2 ×路網密 度（m/ha）×施業面積（ha）、路網密度は仮に 200m/ haとし、その他経費を日報調査結果（表− 6）より計 上した。なお、機械化作業地の調査地③、④において 日報調査結果（表− 6）の造材工程はチェーンソーと プロセッサを併用した値となっているが、試算ではプ ロセッサのみの値とした。 その結果、従来型作業の支出単価は調査地①、②で それぞれ 3,255 円 /㎥、6,050 円 /㎥となり、調査地② は日報調査結果を大きく下回るが、この原因としては 日報にはロスタイムが含まれていることがあげられる （表− 6）。一方、機械化作業の支出単価は調査地①、 ②でそれぞれ 4,708 円 /㎥、6,006 円 /㎥となり、これ らを従来型作業と比較すると、初回間伐の調査地①で はコスト高、第 2 回間伐の調査地②ではコストは節減 されると試算された。この原因としては、調査地①で は平均丸太材積が小さいため、プロセッサによる造材 費用が嵩んだこと、一方、調査地②ではフォワーダに より搬出費用が低下したことがあげられる（表− 6）。 なお、検証のため、機械化作業地の調査地③につい ても試算したところ、機械化作業の支出単価は 7,121 円 /㎥となり、ロスタイムや一部チェーンソーによる 造材作業が含まれる日報調査結果と比べて低い値とな ったが、調査地③において従来型作業で試算した結果 はこれより高い 7,478 円 /㎥と試算され、試算結果は 妥当だと考えられる（表− 6）。調査地④については 各小班でプロット調査を行っておらず、間伐率や間伐 材積などを把握していないため、今回は試算できなか った。 4.2 間接経費を加えた収支 前節までは直接費のみを検討したが、実際の作業に は機械運搬費、車庫等管理費、諸経費、附帯人件費な どが必要となるため５）、これらの間接費を加えた収支 を試算した。ただし、機械運搬費は固定費であるため、 搬出材積により㎥当たりの間接費は変化する。そこで、 今後、林業機械を効率的に利用するために、団地化な どにより施業面積を増加、すなわち、搬出材積を増加 させた場合についても検討した。 間接費の算出であるが、まず、機械運搬費は機械運 搬単価（50,000 円 / 台）×搬入機械台数より算出した ５）。搬入機械台数はチェーンソーなどの手持ち機械や 従来型作業で使用されるトラックを除くため、従来型 作業はバックホウ、ミニグラップルローダ、林内作業 車の計 3 台、機械化作業はバックホウ、グラップルロ ーダ、プロセッサ、フォワーダの計 4 台となる。車庫 等管理費は搬入機械台数×簡易施設費（2,000 円 / 日） ×現場滞在日数より、諸経費は直接費合計額×間接諸 経費率（0.20）より、付帯人件費は労務賃金合計額× 付帯人件費率（0.55）よりそれぞれ算出した５）。 以上の間接費を加えた支出を試算したところ、調査 地①では従来型作業、調査地②では施業面積 0.8ha 以 上であれば機械化作業の方が低コストとなったが、調 査地①、②の収入はそれぞれ 3,507 円 /㎥、4,588 円 / ㎥であり（表− 4）、収支は両調査地ともマイナスと なった（図− 12、13）。昨年度の研究1）では、機械化 作業の場合、調査地②は施業面積を増加させても収支 マイナスとなり、今回の試算結果と同様であったが、 調査地①は施業面積 1.1ha 以上であれば収支プラスと なり、今回の試算結果と異なる。これは今回売上材積 を素材販売代金清算書より把握し、調査地①では単価 の高い一般材の売上材積が昨年度の研究1）より大幅 に減少したためである。 0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 0 200 400 600 800 1,000 ᦑฝ㊝㞫䟺䠿䟻 ᦑ ฝ㈕⏕䟺 ළ/䠿 3䟻 ᚉᮮᆵᦑฝ 䝙䜭䝳䞀䝄ᦑฝ 図− 11 従来型搬出およびフォワーダ搬出の費用 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 0 1 2 3 4 5 ᪃ᴏ㟻✒䟺ha䟻 ᨥฝ䟺 ළ 㻒 m 3䟻 ᚉᮮᆵషᴏ ᶭషᴏ ථ ථ(ຐ㔘㢘ྱࡳ) ථ(ຐ㔘㢘࣬ṟᮞථྱࡳ) 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 0 1 2 3 4 5 ᪃ᴏ㟻✒䟺ha䟻 ᨥฝ 䟺 ළ 㻒 m 3䟻 ᚉᮮᆵషᴏ ᶭషᴏ ථ ථ(ຐ㔘㢘ྱࡳ) ථ(ຐ㔘㢘࣬ṟᮞථྱࡳ) 図− 12 調査地①における施業面積と収支の関係 図− 13 調査地②における施業面積と収支の関係 4.3 補助金事業 4.2 節では従来型作業地は収支マイナスと試算され
34 たため、除間伐ならびに作業路作設費用への補助金額 を加えた場合の収支改善の可能性について検討した。 補助金額は、対象地域、林齢、伐採率、搬出の有無ご とに設定された標準単価に、補助率と査定係数を加味 して決定される４）。そこで、設定条件を調査地①は林 齢 31 年、伐採率 35％、搬出有り、調査地②は林齢 48 年、伐採率 25％、搬出有りとして（表− 1）、これら に合致する標準単価を栃木県の標準単価表3）より求 めた。以上より、標準単価は調査地①、②でそれぞれ 600,612 円 /ha、386,176 円 /ha となり、これらに資源 循環利用林の補助率 4/10、査定係数 1.7 をそれぞれ乗 じると除間伐補助金額は 408,416 円 /ha、262,600 円 / haとなる。 また、作業路作設費用への補助金は、地形・林分条 件などにより 600 円 /m 程度まで、間伐への補助金と 一体的に支出されるため、上限 600 円 /m まで補助金 が支出されることと想定した４）。したがって、作業路 作設費用が 600 円 /m 以下となった場合は、作業路作 設費用は 0 円となる。 以上の補助金額を加えた場合、調査地①は従来型 作業で施業面積 0.5ha 以上、機械化作業で施業面積 1.3ha 以上であれば間接費の節減により収支プラスに なると試算された（図− 12）。一方、調査地②は従来 型作業では収支マイナスとなったが、機械化作業で施 業面積 3.1ha 以上であれば収支プラスになると試算さ れ、調査地②のように立木幹材積が大きく、ミニグラ ップルローダによる集積費用が嵩む林分においては機 械化・団地化による収支改善の可能性が確認された（図 − 13）。 4.4 那須野ヶ原事業 那須野ヶ原事業では、木質バイオマス発電施設が用 材として搬出されない残材を土場渡し 1,000 円 /㎥で 受け入れることを目標としていることから２）、仮に自 家労働などにより残材を土場まで搬出した場合、調査 地①では従来型作業で施業面積 0.4ha 以上、機械化作 業で施業面積 2.5ha 以上であれば収支プラスになると 試算された（図− 12、13）。 5．おわりに 本研究では、那須野ヶ原地域に属する那須塩原市の A森林組合の機械化による生産性・コスト改善の可能 性について、同様に那須野ヶ原地域に属する那須町の B森林組合を対象に機械化作業の調査を行い、この 結果を利用して分析することにより、昨年度の研究１） よりもこの地域に即したデータを活用して分析した。 機械化作業の場合、調査地②は施業面積を増加させて も収支マイナスと昨年度の研究１）と同様であったが、 宇都宮大学演習林報告第47号 2011年３月 昨年度の研究１）で施業面積 1.1ha 以上であれば収支プ ラスであった調査地①は、今回は売上材積を素材販売 代金清算書より把握したため、施業面積を増加させて も収支プラスとはならなかった。 ただし、栃木県における現状の間伐補助金額を加え ると、調査地①は従来型作業で施業面積 0.5ha 以上、 調査地②は機械化作業の搬出間伐で施業面積 3.1ha 以 上であれば収支プラスとなった。これより、機械化・ 団地化による収支改善の可能性が確認された。さらに、 那須野ヶ原事業の目標である残材土場渡し 1,000 円 / ㎥が実現され、自家労働などにより残材を土場まで搬 出することができれば、調査地①では従来型作業で施 業面積 0.4ha 以上、機械化作業で施業面積 2.5ha 以上 であれば収支プラスになると試算されることから、エ ネルギーの自給とともに間伐の促進による水源林整備 の観点からも、本事業の実現が期待される。 ただし、今回は数少ない現場の調査であったため、 今後は調査数を増やすとともに、残材搬出についても 調査し、その生産性、コスト、収支について検討して いく予定である。また、蓄積されたデータをもとに GISを用いて、那須塩原市や那須町などの那須野ヶ原 全域を対象とした機械化の可能性についても検討して いく予定である。 最後に、作業調査にご協力いただいた那須塩原市森 林組合、那須町森林組合、調査を手伝ってくれた森林 工学研究室諸氏に謝意を表します。 引用文献 1） 仲畑力・有賀一広・斎藤仁志・伊藤要・村上文美・ 金築佳奈江・前田由紀恵（2010）那須野ヶ原地 域における間伐材搬出作業の機械化による生産 性・コスト改善の可能性−現状の作業分析から −．宇大演報 46：19 ∼ 26． 2） 林野庁・那須野ヶ原土地改良区連合（2009）内 閣府平成 20 年度地方の元気再生事業「1000 年の 森を育み、エネルギーと食を自給する地域の環 境と経済循環可能性調査」． 3） 栃木県庁（2010）平成 22 年度造林事業標準単価表． 栃木県庁． 4） 山口鈴子・有賀一広・村上文美・斎藤仁志・伊 藤要（2010）栃木県佐野市における用材と林地 残材収穫の経済性を考慮した林地残材収穫量と 収穫費用算定モデルの構築．日エネ誌 89：982 ∼ 995． 5） 全 国 林 業 改 良 普 及 協 会 編（2001） 機 械 化 の マ ネ ジ メ ン ト． 全 国 林 業 改 良 普 及 協 会， 東 京， 239pp．
