水戸市森林公園をフィールドに進めている研究「森づくりの提言」も3年目となる。茨城県では2005年6月に「全国植樹祭」が開催され、その主木にシイ・カシ類の常緑広葉樹が選定された。
　 今回は樹木の持つ働きに注目し、

――これらを目的として、研究に取り組んだ。

　広葉樹の中から常緑樹と比較用の落葉樹を数種類選び、その葉と枝を加熱して、 （1）どの程度の温度までなら耐えられるか （2）温度と水分蒸発量の関係、といった基礎データを収集する。 さらに、今回選んだ樹木の中 から比較的熱に弱い樹木を研究対象として燃焼させ、（1）外側からの状態の変化（2）内部組織の構造上の変化、を観察する。樹木のどの部分または位置が熱に対して強いのかを考え、熱の伝わり方を解き明かす。

実験1

樹木の葉、枝の熱に対するデータを収集する。樹木の特徴を整理し、今後の研究で樹木を選ぶ際の基準とする。

《方法》

加熱した砂の中に葉、枝を入れ、一定時間蒸す。砂で蒸すのは、葉や枝を直接火で加熱すると、熱が均等に伝わらないからだ。

《結果》

〈葉〉

〈枝〉

全体的に200℃では水分蒸発量は枝重量の20％以下、300℃では30％から50％以上、400℃ではほぼ300℃と同じだった。蒸した後も高温を示したのは、樹木の材が柔らかいヤマザクラとクリだった。高温とならなかったのはクスノキだった。

実験2

枝を燃やす実験を行うための基準を決める。

《方法》

サンプル樹木として、火に弱い（熱への反応が速く、大きい）ヤマザクラを選び、ガスバーナーで枝の1個所を燃やし続け、その状態を観察、記録する。

《結果》

実験の基準値を、枝の太さ1cm以上、燃焼時間5分以下、火力は800℃から1000℃とした。（これは山火事で樹幹に届く火の温度は1000～1200℃といわれるからだ）

実験3

枝を燃やし、炭化の進み具合を時間を追って観察する。

《方法》

燃やす温度は約800℃、時間は180秒（3分）まで15秒刻みで行う。サンプル樹木はヤマザクラ（太さ直径1．5センチ）とし、これを180秒までの分として計12個用意する。燃え口を削り、状態を観察する。

《結果》

実験4

ヤマザクラの断面を顕微鏡で観察する。どんな構造になっているのか、炭化した部分がどこまで中心に進んでいるのか。

実験5

枝を染色し、観察する。水の経路、構造を確認する。

実験6

枝の各層を外から順に削ってゆき、熱の伝わり方を調べる。熱はどの程度まで樹木の内部に伝わるのか。燃やすと切り口から泡が出てくるが、その出る位置（熱の出口）を確認する。

《方法》

直径約2cmのヤマザクラの枝の1カ所を燃やし（温度約800℃で2分間）、表面と内部（各層）の温度を測定。

《結果》

中心部分（表の「中心」と6）に熱は伝わらない。表面に近い2、3は温度が高い。3と5で温度差が大きい。4の部分で熱を下げる機能が働いていると推測できる。泡は、初め2と3の間（境目）から出てくる。その後、3と4の間から出てくる。4と5の間、5と6の間からは出てこない。

実験7の1

枝を内部の層ごと別々に燃やしてみる。
熱に対して、層ごとにどのような変化を示すか確認する。

《方法》

燃焼は温度1000℃で2分間。その後の温度変化を時間を追って（30秒後、1分後、2分後、3分後、5分後、10分後）測定、状態を観察する。層ごとに削ったヤマザクラを4種類用意する。実験6の結果から、中心部近くは熱が伝わらないので、対象から除いた。

《結果》

実験7の2

「7の1」と同じ実験を、コナラ・クスノキ・スタジイ・マテバシイの4種類の樹木でも行う。

《結果》

外側の樹皮があるほど炭化の進み具合が遅く、木部のみの場合は炭化が速く進む。5種類の樹木の中で、スタジイは最も炭化が遅く、量が少ない。次いでマテバシイ。コナラが中間。ヤマザクラとクスノキは炭化が速く、量が多い。クスノキは樹皮が硬く厚いが、木部の炭化は速い。炭化量が多いほど、温度が低く抑えられている。

実験8

葉のついた枝を燃やし、熱の葉への伝わりを調べる。

《方法》

枝の1カ所を燃やす。火口から約5cm上の樹皮の温度を測る。測定位置は徐々に上方に移動させ、枝の分岐に近くなったら葉の温度を測る。

実験9

葉のついた枝を燃やし、熱が冷めてから内部を削って、熱がどこまで伝わっているかを確認する。

《方法》

約1000℃で燃焼5分間。樹木は、樹皮がはがれやすく熱の伝わりが速いヤマザクラを使用した。

まとめと考察

耐熱性：加熱による水分蒸発量は、常緑樹では100℃で10％程度だったが、落葉樹では50％を超えた。 300℃で常緑樹は50％を超えた。葉は厚く硬い（表面に光沢がある）ほど温度低下が遅く、水分を多く含むほど内部に熱を保有し、高温に耐えられる。 耐火性：樹皮が硬く、内部の木部の材質が硬い（木目が細かい）ほど熱が伝わりにくい。含水量が多いほど、樹木内部に熱を保有することができる。樹木は炭化作用で熱が広がることを抑止している。