鳴門市
藍住町
石井町 徳島市
小松島市 北島町松茂町 鳴門市
藍住町
石井町 徳島市
小松島市 北島町松茂町
土地利用の変化に伴う植生の大気汚染ガス吸収量の分析
池田 寛之・渡辺 公次郎・近藤 光男
Analysis of an Atmospheric Pollution Gas Absorption on Vegetation Area by Land Use Change Hiroyuki IKEDA, Kojiro WATANABE and Akio KONDO
Abstract: The purpose of this paper is to analyze an atmospheric pollution gas absorption on vegetation area by land use change. Land use categories are forest, farmland, vacant, water surface and built-up area. After arrangement of required data, regression analysis was executed to estimate land use change. 1200 meters grid cell was used as spatial unit of the analysis. Using estimated future land use, we calculated atmospheric pollution gas absorption in 2007. From the results of calculation, decrease of the atmospheric pollution gas absorption was estimated in Naruto, Tokushima and Ishii area.
Keywords
： 土 地 利 用 予 測(estimation of land use change)， 大 気 汚 染 ガ ス 吸 収 量 (atmospheric pollution gas absorption)，回帰分析(regression analysis)，植
生(vegetation area)１．はじめに １．１．背景と目的
近年,多くの地方都市では,中心部の空洞化が進む 一方,市街化調整区域（調整区域）を中心に,分散的 な市街化が進行し,緑地や農地が減少しつつある.植 生は,大気汚染ガスを吸収することで,大気を浄化す る機能を持っているが,市街化により植生が減少す れば,この効果も減る.そうかといって,郊外部の開発 を全く認めないのも非現実的である.保全と開発の バランスのとれた土地利用が予測できれば,より効 果的な土地利用規制を行うための情報となりうる.
そこで本研究では,土地利用の変化に伴う植生の大
池田：〒770-8506 徳島県徳島市南常三島町2-1 徳島大学大学院 先端技術科学教育部
環境創生工学専攻 エコシステム工学コース
Tel. 088-656-7612 E-mail:[email protected]
気汚染ガス吸収量の変化を分析する.本研究で扱う 大気汚染ガスは
,
二酸化炭素(CO2),
二酸化窒素(NO2),二酸化硫黄(SO2)とする.
２．研究対象地域
本研究の対象地域は，近年郊外部へのスプロール 化が顕著な徳島市周辺部とする（図１）．
図 1 研究対象地域
３．土地利用予測
ここでは,回帰分析を用いて土地利用予測を行う.
分析で用いる土地利用データは,1987年と
1997
年 の国土数値情報の土地利用データであるが,このま までは土地利用の区分が多すぎるので,表1
のよう に再編した.このデータは約100m
メッシュ形式で あるが,本研究では,1200mメッシュ形式で土地利用 予測を行うため,そのサイズで表1
の区分ごとに比 率を求め,目的変数とした.なお,水域は不変とする.次に説明変数を,道路網密度,駅,役所までの距離, 平均標高,最大傾斜,区域区分とした.道路網密度,駅, 役所は利便性に,平均標高,最大傾斜度は開発のしや すさに,区域区分は開発規制に関連していると考え られる.駅,役所までの距離は,1200m メッシュ間の 距離を利用した.区域区分は,対象地域内に存在する 都市計画区域外,市街化区域,調整区域,未線引き区域
の
1200m
メッシュ内の比率を利用した.表
1 土地利用分類
回帰分析結果から得られる決定係数と各説明変数 の標準化係数を表
2
に示す.調整区域は,有意確率に より変数から除外された.表2
より,山林系と建物系 の決定係数は0.8
以上が得られたのに対し,農地系と 空地系は0.65
と0.44
と,それほど高い値は得られな かった.次に各説明変数の標準化係数を見ていくと, 最大傾斜度が大きく,道路網密度が低いほど山林系 の比率が高くなる傾向にある.これは地形的条件が 大きな影響を与えていると考えられる.また,道路網 密度が高いほど,市街化区域比率が低いほど,最大傾 斜が小さいほど農地系の比率が高くなる傾向にある.市街化区域外で,平地が農地に選ばれやすいことを 示している.そういった地域では道路網整備が進ん でいることが分かる.空地系の比率については,市街 化区域比率が高いほど,人口密度が低いほど高くな る傾向にある.これは,中心部の空洞化が原因と考え
られる.建物系の比率は,人口密度,道路網密度,市街 化区域比率が高いほど高くなる傾向にある.これは ある程度開発が進んでいる地域で建物系比率が高く なることを示している.
表
2 回帰分析結果
大気汚染ガス吸収量(
W
co2,W
so2,W
no2[ t/yr ])の推
計には,各植生区分の一次生産量を基にした簡便な 推計方法を踏襲する（青木,1990 ;プレック研究 所,1995）.推計式を次式(1)～(3)に示す.W
co2= 1.63 ・ Pg ・ S (1) W
so2= 20.7・C
so2・Pg・S (2) W
no2= 15.5 ・C
no2・ Pg・ S (3)
ここで,Pg [ t/ha
・yr ]は総生産量, S [ ha ]は面積, C
so2とC
no2はSO
2とNO
2の濃度[μg/cm
3]である.総生産量 Pg
は,植生区分ごとに原単位が与えられている.４．２．植生区分ごとの総生産量
Pg
植生ごとの総生産量を表3に示す.植生ごとの総生 産量は,表3に示す参考文献（青木・松尾・三宅(1990)）
でまとめられているものを用いる.自然環境保全基 礎調査結果は,植生が非常に細かく区分されていた ため,それらを表3の区分にまとめ直して分析では用 いた.
表3 植生区分ごとの総生産量
Pg
1 常緑広葉樹林／2 マツ・スギ・ヒノキ林／3 天然性針葉樹林／4 落 葉針葉樹林・竹／5 ブナ・カバ・ナラ林／6 亜熱帯低木林・低山常緑 低木樹林／7 低山落葉低木林／8 高山低木林／9 常緑・落葉果樹・桑 畑／10 茶畑／11 畑地／12 水田／13 両棲的草原・大型植物群／14 ササ・禾本草原・人口草原／15 休耕田／16 水中・特殊草原・小型植 物群／17 都市緑地／97 その他
土地利用グループ 「国土数値情報」の土地利用分類
山林系 森林・荒地・ゴルフ場
田・畑・果樹園・その他の農用地 その他の樹木畑
空地系 その他の用地
建物系 建物用地・幹線交通用地
内水地・河川地及び湖沼 海浜・海水域 農地系
水域系
植生区分 10 11 12 13 14 15 16 17 97 Pg[t/ha yr] 7 12 11 15 8 5 1 5 0
植生区分 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pg[t/ha yr] 20 14 11 10 9 8 6 5 10
山林系 農地系 空地系 建物系
決定係数 0.893 0.656 0.445 0.843 標準化係数
人口密度 -0.004 -0.100 -0.303 0.400 標高 0.055 0.063 0.022 0.008 役所距離 0.019 -0.055 -0.034 -0.071
駅距離 -0.044 -0.170 0.174 0.016 傾斜 0.783 -0.448 -0.311 -0.008 道路網密度 -0.142 0.423 -0.022 0.224 都市計画区域外 0.002 -0.040 -0.026 0.060 未線引き区域 -0.008 -0.470 0.001 0.068 市街化区域 -0.034 -0.595 0.800 0.393
４．３．対象地域内の大気汚染ガス濃度
SO
2とNO
2濃度については,平成15年度版徳島県 環境白書に記載されている測定局別の値を用いた.図2に対象地域内の測定局と濃度を示す.
ＣO
2濃度 については,全域で350ppmとした.図2 対象地域内の測定局と大気汚染ガス濃度
５．土地利用予測
3章で得られた回帰分析モデルを用いて,土地利用 予測を行う.ここでは1997年から2007年までの土地 利用変化を予測した.予測では,1200mメッシュごと に1985年と1995年の人口データ（国調）を用い て,2007年の将来人口を予測し,回帰分析モデルに代 入して将来値を求めた.図3.1に1997年の土地利用面 積比率を,図3.2に予測した2007年の土地利用面積比 率を示す.1997年の土地利用面積比率を用いて計算 した大気汚染ガス吸収量を図4.1に,その2007年まで の変化量を図4.2に示す.
まず,土地利用変化から考察する.空地比率を見る と郊外部の空地が減っており,郊外化が進んだこと が推測される.建物比率を見ると,鳴門,小松島,徳島 市中心部が減少し,北島町付近で増加している.この ことから,中心部空洞化と郊外化が進むことが予測 される.農地比率を見ると,鳴門市と小松島市付近で 減少が予測された.山林の比率はそれほど大きな変 化は予測されなかった.
次に大気汚染ガス吸収量の変化を考察する.徳島 市,鳴門市,石井町では大気汚染ガス吸収量が多いが, 減少量も多いことが分かる.小松島市も大気汚染ガ ス吸収量の減少量が多いことが分かる.また,北島町 では大気汚ガス吸収量が低いことが分かる.
これらのことから,現状のままであれば鳴門市,徳 島市,石井町では大気汚染ガス吸収量が大幅に減少 することが予想される.これを防ぐには山林の比率 が高い鳴門市の山林地域を保全するような土地利用 計画が必要である.
６．まとめ
本研究では,回帰分析を用いて土地利用変化を予 測し,予測結果を用いて大気汚染ガス吸収量を計算 した.その結果,鳴門市,徳島市,石井町では大気汚染 ガス吸収量の減少が激しいことが分かった.今後の 課題としては,農地系,山林系の回帰分析の精度を向 上させることに加え,より正確な大気汚染ガス吸収 量を推計するために交通量を考慮することが必要で ある.
付記
本 研 究 は 科 学 研 究 費 補 助 金 （ 若 手 研 究
B
，No.18760463， H18-19，代表；渡辺公次郎）の助成
を受けている．
参考文献
青木正敏・松尾茂雄・三宅博・(1990)大気浄化機能からみた 農林業的土地利用の存在効果-東京都における大気汚染ガ ス吸収量の推定から-,「農業土木学会誌」,58(2) ,131-137 頁.
徳島県県民環境部・(2003)平成15年度版徳島県環境白書,徳島 県.
プレック研究所・(1995),大気浄化植樹マニュアル-きれいな 大気をとりもどすために-,公害健康被害補償予防協会.
No 場所 SO2[ppm]
1 鳴門 0.006 2 松茂 0.002 3 藍住 0.005 4 北島 0.002 5 川内 0.006 6 応神 0.002 7 徳島 0.002 8 多家良 0.004 9 小松島 0.002 No 場所 NO2[ppm]
1 鳴門 0.014 2 松茂 0.013 3 藍住 0.011 4 北島 0.011 5 川内 0.012 6 応神 0.012 7 徳島 0.016 8 多家良 0.007 9 小松島 0.011
空地比率０７年 空地比率０７年
図3.1 1997年の土地利用分布
[t/yr]
図4.1 1997年の大気汚染ガス吸収量
1200mセル内での
比率図3.2 2007年の土地利用分布
図4.2 10年間で変化した大気汚染ガス吸収量割合
CO2吸収量９７年
CO2吸収量９７年 NO2吸収量９７年NO2吸収量９７年
SO2吸収量９７年 SO2吸収量９７年
CO2吸収量０７年－９７年
CO2吸収量０７年－９７年 NO2吸収量０７年－９７年NO2吸収量０７年－９７年
SO2吸収量０７年－９７年 SO2吸収量０７年－９７年 山林比率９７年
山林比率９７年 農地比率９７年農地比率９７年
空地比率９７年
空地比率９７年 建物比率９７年建物比率９７年
山林比率０７年
山林比率０７年 農地比率０７年農地比率０７年
建物比率０７年 建物比率０７年
