テラスにおける地温のコントロールについて
上 原 勝 樹，中 山 −・義
Ⅰ 緒 口 傾斜地開発利用に際しての韮本間過として，傾斜地における接地気手札地温などについて観測研究を行なつてき たそして，それらの分布や変化の概要はほぼ明らかにしたが（1），じっさい傾斜地にテラスを設けて，作物栽培に利 用する場合，その栽培能率を高めるためには，そこの接地気i臥地温などの利用或はコントローリレが問題となってく るそこで，1958年の夏，束，西，商および北に面したテラスを人造して−，地温のコントロ、−ルについて実験を行な った．すなわち，地面に石灰を撒弟jした区と，無撒価の標準区について比較槻測な行ない，顕著な温度差な検出し たここにほ，商および北に面したテラスについて報告する． Ⅱ 実験観測の方法 花崗岩風化土壌を用いて，商および北何に設けた地面勾配約100のテラスと，別に平地において，それぞれ地面に 石灰を約1mm厚さに撒布した区と，無職価の標準区を設けて，地下50cmまでの温度と地中水分，ならびに地面の 未発星，日射鼠などを，1958年8月る−7【：1の快帖日に，1−2時間々隔に連続観測を行なった 地中温度 石灰撒布区，頗瀾価侶のそれぞれ中央部に，％Oc目盛の仙管地中温度計を，地面，地下5，10，20， 50cmの各深さに据付けて，2時間々隔に観測した 日射盈 EKOゴルチンスキー・日射計私各区の地面に据伺けて−，地面に来射する日射墨を1時間々隔に観測し た 蒸発盈 乎闇式紙面未発計を，各区の地面に据付けて−，感鼠％g，極展500gの上m天秤にて，昼間は2時間々隔 に秤鼠した 地中水分 観測終了時に，地温を観測した各深さから試料を採取して，含水率を算出した Ⅱ 観測の結果と考察 1り 日 射 畳 口射の大部分ほ大気屑を通過して地面に達し，地面はこれを吸収してその温度を高め，その熱は地中内部へも伝わ り，結局地温を左端する本源は．地面への敏速日射鼠の大小に関するものと見撤すことが出来るかかる見地からEKO ゴルチンスキー日射計を用いて，テラスの地面に受ける日射鼠を毎時観測した結果は，第1図のどとくで，南北両斜 面のテラスならびに平地ともに，日射毘の最大はいずれも正午に現われて−おり，その差は僅かであるが繭斜面，平 地，北斜面の順で，それぞれ1d8，1・る1，155cal／cm2minであノつた“またl＿J射の日総こ鼠も同し順になって−おり， それぞれ672”2，6586，59占”9cal／Cm2dayで，繭および化斜面のテラスでは平棚のそれぞれ1055，95。5％であっ た 2小 蒸発蚤と地中水分 蒸発患 商および北斜面のテラス，ならびに平側聞應ける蒸発鼠分 布の模様を知るため，平田式紙面蒸発計を，それぞれ標準区の地面に据 イ引けて槻測した結果は滞1表のごとくである．衣発慮の最大は，いずれ 第1表 蒸発昂の 日変化（g） 00l／cmモmin、＼＼＼＼＼＼空い0−12い2−1中一1dll叫18一再−8
8−10憂 言t■ 第1図 日射星の日変化香川大学農学部学術報告 196 も14−1る時に現われているが，これは日射鼠も多い南斜面のテラスに最も大きく，ついで平地，北斜面の順になつて おり，日射＝嵐の配楯状態と平行的であることがわかる，また未発屈の口絵嵐も同様で，繭斜面，平地，北斜面の順に それぞれ70hO，る4“5，る0＝るgを示し，商および北斜面はそれぞれ平地の109，94％であった 地中水分 各区において地温を観測した各深さの地中水分を測定した結果は第2表のごとぐで，含水鼠は各区とも に，地面近くに最も少なく，地中に深くなるに従って次節に増加しているそして地面近くでほ，石灰撒布区が標準 区より含水鼠がいずれも多いが，これは石灰撒布区が標準区に比べて，−・般に低温で蒸発最も少ないことを示すもの である 5．各区における地温の比較 商および北斜而のテラス，ならびに．平地における標準区と石灰撒布区の地面，地下5，10，20，50cmの温度日変化 を示したのが第2−4図で，各区における標準区と石灰撒布区の温度差の日変化は筋5図のどとくであるまた各区 の各深さに．おける地温のlヨ平均，昼夜別平均，ならびに温度剛毅差を示すと節5表のごとくなる 罪 2 表 各区における 地中水分（％） 滞5 表 名区における日平均・昼夜別平均温度ならびに湿度日較差（Oc）
南斜面 崗斜面のテラスにおける地温の日変化を示した，第2図および第5図について．みると，地面湿度は両区 ともに7時頃から急に上昇し，15時頃には1日中の扱高に達しているが，標準区では特紅上昇が頗著で，るD50Cに も達しているのに，石灰撒布区では451・50cで，その差は14∩80cを示している14時以後溢皮ほ急降し，2口時頃から 降下はかんまんになり，4暗過ぎにほ標準区255◇c，石灰撒布区22ハ90cと1日中の放低を現わし，また両区の温 度差も0るOcに減少しているこれら温度差の生ずる原因は， 明らかに石灰撒布区の地面における日射の反射率が梗準区より 大きいためであるが，これの測定ほ測器の都合で残念ながら出 来なかつた小 地下5cm以下においても，石灰撒布区の湿度は，標準区に 比べていずれも低く，また濁度日変化の較差も小さい一そして． 地下50cmにおいてなお両区の濡度差ほ最高2．50Cを示し，地温 の綬和効果が相当あることがわかる． 北斜面 標準区と石灰撒布区の，各深さにおける地温日変 化の模様は，第5図および罪5図のようで，いずれも南斜面と 同様に，地面温度の最高は15時頃で，標準区58りるOc，石灰撒 布区44日40cを示し，その鼠皮差は14．20cとなって−いるまた 最低温度の起時は4時過ぎで，それぞれ25．0，22．．1◇cを示し ている．また地中各深さを通じて，南斜面のテラスにおけるよ り僅かではあるが，いずれも低温を示している． 平 地 男4−5図についてみると，両区における地面温 度の最高はいずれも15時頃に現われ，標準区5770c，石灰撒 布区45．50cで，その差は122◇cを示して−いる小 また巌低温度 ほ4時過ぎに現われ，それぞれ240，22．2◇cで1．80cの差を 示しているい しかしこの場合の地中各探さにおける両区間の温 変差や，温度日変化の較差などの分布状態と，前述した商およ 8 10 12 1618 20 22 24 2 4 6 8llr 筋2図 南斜面テラスの地温日変化 （地雨勾配100） 石灰 」⊥＿⊥．∴ ・−‥− −−一 地下 5Cm −‥−・・＿−．．＿ 〝 10cm 一一＿＿ ＿＿＿＿ 〝 20cm 〝 30cm
アミ翫こ
81012141618 20 22 24 2 4 6 8br 1012 141618 20 22 24 2 4 6 8hr 罪5図 北斜面テラスの地泣日変化（地面勾配100） 節4図 平地匿おける地温日変化香川大学農学部学術報告 198 び北斜面のテラ．スに骨おる状態との間に，普遍性を見出すことが出来なかったのは，地中水分，その他土塊の状態な どに関係あるものと思われる。
41地温の解析
（1）地温の調和分析 地面および地中温度の日変化の特性を理論的に表現するため，観測結果を調和分析法によっ て処理した．すなわら，地面および地中湿度の日変化や年変化のごとき週期的変化ほ，一般に正弓玄曲線の合成とみて y＝aO＋alSin（6t＋81）＋a2Sin（26t＋82）＋a3Sin（5dt＋83）＋ のようなFourier級数にて表わすことが出来る． ここにa。は概測傭の平均にして，a．，a2，a3， ，∈1，ざ2，ど3， はそれぞれ1日，塊日，％日・ 過期 彼の振巾および朋目，♂＝2冗／Tである…実際問題としては上式の初めの4項はどで，日変化の状態ははば完全に示 されるので，各区の地面地下5，10，20，50cmの各深さにおける温度観測結果を用いてao，al，a2，a8，ど1，占2，ど3， を求めると第4真のごとくなる… いま第4表に．より1日頃について：みると，酎つalはいずれも地面に最大で，地中に深さとともに減少し，標準区 と石灰撒布区の振巾は1：0．る程度の割合になって：いる”位相elは，地面において最もすすんでおり，地中に深さと ともに過れで，地温の扱高，最低温度の発現時刻が，遅退する模様を示しているが，一般的に石灰撒布区ほ，標準区 よりイ立相は遅れている∫．これら位相の相違ほ地中における熟授受の機構を示すものであつて1各区の地中に・おける毅 高温度の発現時刻と，深さによって振rbの減少する関係を示すと第る図のごとくなる一・ （2）地温の深さと振巾との関係 地温日変化の振巾ほ，深さが増す軋つれてノ」、さくなる．土壌が均質なものとする と，深さと振巾との関係ほ指数薗数で現わされることほ，理論ならびに実験上から明らかである・すなわち，地面に おける掘巾なAo，Zcmの深さの振「トをAzとすると，深さと振巾との関係式ほ， Az ＝＝ Aoe・−bE で，ここにhは振巾の減少係数である．いま調和分析結果か ら，1日頃の係数の2倍を用いて，各区における地涼の深さと 摸rllとの関係式を求めると第5表のどとくなる．．すなわち，商 および北斜面のテラスにおける石灰撒布区の振巾の減少係数 は，標準区よりも小さい． （3）地温日変化の達する深さ 地温日変化の振巾ほ，地中へ 深くなるに従って減少する． そしてある深さに適すると， ついに．窄となり地温の日変化 はなくなる．いま地温の振巾 が0．lOcに減少する地屑では， 実際上日変化しないと考えて も差支えがないので，その屑 を地温日変化の不易眉とみな して，その深さをHとすると 01＝Aoe一山H で両辺の対数をと′，て変形す ると loglOAo−loglOO．1 0．4545h H＝ となり，Hを求めると興る衷 のごとくなる． すなわち，地温日変化の逮 罪5図 標準区と石灰撒祐区との地温羞 とその振巾する深さは，石灰撒布区ほ標準区よりいずれも浅く，47−48cmで日変化は消失することを示しているり （4）地中熟拡散率 商および北斜面のテラス，ならびに平地における各区の地中熱拡散率を，理論式
b＝ノ音すなわちK＝−み
によって求めると，第7表のごとくなる… ここにKほ熟拡散率，Tは過期，hほ腰巾の減少係数である． 第4表 各区における地温の調和分析結果 8 1 2 2 1・ 8 る 0 4 ． 7 ﹂1 1 0 4 4 5 1 ．・叩−■ 0 nU O O 1 9 5 ZJ 9 2 2 5 4 4 55154009 関 5 5 2 8 7 8 ′0 5 4 2 5 4 2 0 4 4 nU 1 2 5 ZJ n7 5 nU 5 5 2 2 2 8 5 8 5 5 1 1 0 5 2 ZJ 5 2 2 5 0 4 ハリ n︺ 5 8 nU O nU nU 5 nU nU O 1 2 5 nU 2 2 2 9 8 2 2 8 2 9 5 ZJ l O 5 1 nU O nU 2 ′0 ′0 07 4 7 2 7 nU 1 l nU O O O nU 8 0 1 5 R︶ 2 1 1 nU 5 4 nU 8 5 5 2 1 9 9 9 nU ○′ ／0 8 4 9 1 1 5 5 1 9 5 nリ ア 7〇 nU 4 5 5 2 1 nU 2 5 5 1 7つ 5 0 5 5 5 5 0 0 1− 2 5 8 ∩︶ 07 0 4 5 0 1 1 1 2 ・1 5 7 7〇55．59
5 5 5 2 0 2 7 5 ノO n︺ 7 7 5 2 1 0 7 9 1 2 5 1 2 5 ． 7 2 1 nU n︶ nU nU nU O O 8 ′0 ﹂ 0 0 4 0 5 J0 2 7〇 ′0 1 1 nU nU O 5 2 2 ′O nU nU nU 5 5 1 5 1 ′O ZJ 7〇 2 7〇 l nU nU ′0 5 4 5 5 2 ワヘ︶ 0 0 1 nU 4 8 0 9 nU 2 2 4 9 2 2 0 5 5 ZJ l O 5 7 5 5 nU ワ〇 7人J nU ﹁〇 1 5 5 5 2 2 標 準 区 nU 5 0 nU nU 1 2 5 5 8 07 8 4 n7 2 ∠U l O 5 1 0 0 nU ．〇 4 1 4 2 8 2 1 nU nU O O n︶ nU O ■1 5 7 ハリ 8 5 5451鎚 11認075157 5 5 1 5 nU ．人︶ 7 4 ノ0 9 5 4 2 ハリ O ．1 7 5 4 ′0 5 2 5 2 1 nU 7 4 4 0 0 4 5 5 0 ．b 4 ′0 ′人U n︺ 2 2 2 1 9 5 81盟40鋸80 5 8 5 1 0 ′0 2 1 nU nU 54亜505512 5 ．人U 2 5 5 5 4 2 nU O l nU O O nU ′0 2 0 7 7 5 1 5 7 5 5 2 2 5 ノ0 2 4 1 nU 4 ワ〇 2 5 1 4 ﹄﹁．4 0′ 0 nU 2 ノ0 4 0 ︵∠ 5 5 †〇 2 1 5 0 0 4 5 5 0 nU 7〇 2 5 7 9 5 ZJ 2 5 7 4 5 4 5 ハリ FJ O nU O 1 2 5 0 5 4 1 0 ′0 5 ハリ 1 5 ∩︺ 5 9 7 4 4 1 1 0 0 7 2 1 ′0 9 2 4 5 0 nU 2 一‖q 5 5 5 9 5 ． nU O O nU O 5 ZJ 5 5 5 5 5 5 4 4 9 7 5 ZIJ nU 5 5 nU 2 7 5552 亜1750070D 559舶 0170 ZJ 5 2 弘0224鮎54 7 4 2 8 1 11 555 第5表 各区における地温の深さと振巾との関係 第6表 地温日変化の達する深さ（Cm） 標 準 区】石灰撒布区聖旦軋
【＿
標準区1 49り71 51“0
48い11 48．5 】 4る．8香川大学塵学部学術報告 第7表 地中熱拡撒率（×10−＄c．GいS．） 200 すなわち，商および北斜面のテラスにおいては，石灰撒布区の 熱拡散率は麒準区より大きい． 4．．地中における熱盈の日変化 地面はl二J中太陽熱を吸収して昇温し，それを地中内部へも伝え るが，夜間ほ地面が放熱して冷却し，地中内部の熱は地面紅向っ て流れ，地面から放出される．．従、つて土壌中に含まれている熟迫 繭斜面l北斜面 平 地 ￣ ＿ は11］を週期として変化する． いま土塊中に単位面積の底を看し，地温目変化の消失する屈までの深さHの垂歯土壌柱のある部分に，dhなる微 小柱を考え，tl，t2時におけるそこ．の温度をβ1，鮎とし，単付容積の土壌の熱容嵐をC，tl，t2，時紅おける土壌柱 の熱嵐をul，u2とすれは，両時刻間における土壌柱の熱退変化ほ
u冊＝∼：c（β2−…h
であるへ 若しCが深さに関して一億であるとすれほ u冊＝C∼ご（β2−β1）曲 ＝CK〔÷i語2dh−÷・1語1dh〕 ＝CH（⑪2−㊥1） ここ軒こ⑪2＝÷1語2db，⑪1＝＝一㌃∼語1dh
で⑪2，⑪1はそれぞれt2，tl時における土壌柱全体の平均混線である いまCほ土壌の粗成や含水嵐などにより異なるであろうが，熟邑変化の概略を知るために05calとし，平均温度 にほ深さ2．5cm毎の平均を用い，ulを相中平均の熱量にとり，ugを偶数時における熟ぷ．とし，u㌢ulすなわち1E 平均熱星との偏差を求めると第8衷のごとくなる小 ただし深さHは50cmとして計算した 第8表 地中熟鼠の日変化（日平均からの偏差）cal／Cm2 これによると，各区ともに地中熟星の最大は，いずれ も14時に最小は占時に現われているり そして1日中の熱 嵐の変化は，いずれも標準区に大きい．すなわち，地中 熟鼠日変化の振巾を示すと弟9表のごとくである． Ⅳ 摘 要 この研究は，傾斜地利用に際しての基礎質料を得るた め，テラスにおける地温のコントロ−ルについて行なっ 第9表 地中熱昆の目変化の据巾（ca】／cm2） −1 − − −一標準 区1154い7！157．9
平 地石灰撒布区1 88い7】 87る
た実験結果の概要である （1）南北両斜面に，地面勾配約100のテラスを設け，また別に平地において，それぞれ石灰を地面に1mm厚さに 撒布した区と，捌投禰の棟準区とについて，地下50cmまでゐ温皮と地中水分，ならびに地面の蒸発嵐，l］射鼠など を1958年8月る−7日の快晴日に比較観測を行なった． （2）商および北斜面のテラスともに，石灰放布区は標準区に比べて低温で，地面でほ最高14−150C，地下20cmに おいてもなお50Cの差があるこどを認めた． （3）石灰撒布区および標準区における，地中熟塩の日変化の振巾隠，商斜面のテラスでほそれぞれ㌍．7，154い7 Cal／cm2，北斜面でほそれぞれ87．6，157n9cal／cm2で，石灰撒布区の熱交換退は標準区の65％程度であ．。た （4）各区に・おける地温の観測結果を調和分析して，各蘭和常数を求め，地温仁】変化の振巾と深さとの関係を指数式 で表わし，また地温日変化の適する深さや，地中熱拡撒率を計辞し，石灰撒布区と標準区のテラスにおける地温lヨ変 化の特性を理論的に表現した． 引 用 文 献 （1）上原勝樹：香川大学農学部紀要，7（19く；1）．
On contr’011ingthe underground temperaturein the terraces
MasakiUEHARA and KazuyoshiNAKAYAMA
Surnmary ThisIepOrt COnCeInS the outline of resluts of a study on contoro11ing the underground tem− Peraturein terracesin order that wemight obtain fundamentaldata for utilization of slopinglands
The summary of this repoItis as fo1lows：
（1）Our observation was made on fine days of August 6and7in1958，COnCe工ning the temperatures
downtb50cm under theground，its soilwatet・，and amountofevaporationandamountofinsolationonthe Surface of the gro11nd，Of a plot wherelime was spreadlmm thick over the gIOund and the standard
plot withoutlime，with use of the terzaces of aboutlOO slope which were established on both the south・
Sloping and noIth”Slopinglands．
（2）We observed that the surface temperatuIe Of the ground on both thesouth”S）opingandnorth−Sloping
lands of thelime plot was about14−15Oclower than standard oneinits maximum，and thatit was
about 50C）ower evenin the depth to20cm under the ground，in comparisoIlwith the standard plot （3）The amplitude of the daily variation of the heat quantity ofthe undergroundinlime plot and stan・ dard oneis88．7and154。7cal／cm2respectively on the south・Slopingland，and87．6and157．．9cal／cm2 respectively on the north−Sloplngland，thus the amount of the heat exchange of thelime plot being ext− remely small
（4）Respective harmorlic coefficients were calculated by harmonic analysis of theIeSultsofo11rObserva−
tion about the undergroundtemperaturelThe relation between depth and amplitude ofits daily variation
WaS eXpreSSed by an exponentialfunction…・Calculations were also madein the depth of・the stratum of
