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We studied the oviposition pattern and the population dynamics of the Japanese pine sawyer, Monochamus alternatus, on young small-sized trees of Japanese black pine wilted in 2008 and 2009. The oviposition scars were concentrated at the lower part of tree trunk, where the bark was thicker. Adult females laid eggs at about 50% (52.3% in 2008, 57.3% in 2009) of oviposition scars. Hatchability of deposited eggs was 88.9% in 2008 and 95.1% in 2009. The oviposition ratio and hatchability of eggs in this study did not differ from those reported by mature large-sized pine trees. The mortality rate of larvae under bark was 16.6% in 2008 and 48.8% in 2009. The mortality rate of the insect in the wood was 75.3% and 91.7% for the 2008 and 2009 population, respectively. The total mortality from hatch to adult emergence was 81.6% for the 2008 population and 95.7% for the 2009 population, which was higher than those reported by mature large-sized pine trees. These results suggest that young small-sized pine trees are less valuable for reproduction of the insect than mature large-sized pine trees. The situation where the insect should utilize only small-sized pine trees for reproduction since 2006 might partly explain the sudden decline in the number of the insect and the pine wilt disease in Sakurajima after 2010.

Based on field surveys，we investigated the conditions of revegetation and the accumulation of volcanic ash，including their respective physical characteristics，caused by the ebb of volcanic activity at the Amida River basin of Sakurajima Volcano. The results were as follows: (1) The density of trees and the total volume of tree trunks tended to increase with decreasing volcanic activity effects and volcanic ash. (2) In a comparison of distance between two points located about 2.5 km and 3.5 km from the Minamidake crater of Sakurajima Volcano，the yearly depth of the volcanic ash layer during heightened volcanic activity (between 1972 and 1993) was，respectively，between about 3.0 and 6.0 times (average 4.6 times) greater than that measured during low activity (between 1994 and 2005) (3) In a comparison of distance between two points located about 2.5 km and 3.5 km from the Minamidake crater of Sakurajima Volcano，the dry density of the volcanic ash layer was，respectively，between 1.30 g/c㎥ and 1.45 g/c㎥ (average1.37 g/c㎥) during the period of heightened volcanic activity，and it was between 1.24 g/c㎥ and 1.33 g/c㎥ (average1.27 g/c㎥)，respectively，during the period of low activity. The void ratio of the volcanic ash layer during the periodof low activity was greater than that during the period of heightened volcanic activity. (4) In a comparison of distance between two points about 2.5 km and 3.5 km from the Minamidake crater of Sakurajima Volcano，the median diameter of solid particles in the volcanic ash layer was，respectively，between 0.14 mm and 0.23 mm ( average 0.18 mm) during the period of heightened volcanic activity，and it was between 0.12 mm and 0.20mm (average 0.15 mm)，respectively，during the period of low activity. The median diameter of solid particles in the volcanic ash layer during the period of low activity was smalier than that during the period of heightened volcanic activity., 本論では，桜島アミダ川流域で実施した調査結果に基づき，噴火活動の衰退に伴う植生回復状況，火山灰堆積の状況およびその土壌・土質と物理特性について検討した。得られた結果は次の通りである。 (1)木本植生の個体密度および蓄積量は，噴火活動および火山灰の影響が小さくなるほど増加する傾向にある。 (2)南岳火口から約2.5～3.5kmの範囲で比較すると，噴火活動が活発な期間(1972～1993年)における年平均での火山灰層厚の平均値は，穏やかな期間(1994～2005年)におけるそれの約3.0～6.0倍(平均4.6倍)である。 (3)南岳火口から約2.5～3.5kmの範囲で比較すると，噴火活動が活発な期間(1972～1993年)における火山灰層の乾燥密度は1.30～1.45g/c㎥ (平均1.37g/c㎥)，穏やかな期間(1994～2005年)におけるそれは1.24～1.33g/c㎥ (平均1.27g/c㎥) であり，活動が穏やかな時期における火山灰層の空隙率が大きい。 (4)南岳火口から約2.5～3.5kmの範囲で比較すると，噴火活動が活発な期間(1972～1993年)における火山灰層の中央粒径は0.14～0.23mm(平均0.18mm)，穏やかな期間(1994～2005年)におけるそれは0.12～0.20mm(平均0.15mm) であり，活動が穏やかな時期の方が小さい。

Field surveys were carried out in order to clarify the differencesin sediment yield by sheet erosion caused by periods of both heightened (between April and October 1985) and low volcanic activity (between April and October 2005) in adition to the factors governing the differences in sediment yield over two time periods on the flank of Sakurajima Volcano covered with broad-leaved forest. The results were as follows: (1) When rainfall intensities were constant，sediment yields were much smaller during periods of low volcanic activity than during periods of heightened activity. (2) The amounts of individual sediment yield during periods of low volcanic activity in Sheet A (experimental catchment with a 34 degree slope inclination) and Sheet B (experimental catchment with a 43 degree slope inclination) were about 0.4 % and 0.5 % of those measured during periods of heightened activity. The reason for this large decrease in sediment yield by sheet erosion during periods of low volcanic activity was thought to be due to the increase of infiltration capacity and the decrease in the magnitude of the surface runoff caused by the recovery of the vegetation following the ebb of volcanic activity., 桜島の広葉樹林で覆われた斜面において，噴火活動が活発な時期(1985年4月～同年10月)と穏やかなそれ(2005年4月～同年10月)における表面侵食土砂量を比較した。さらに2つの時期における表面侵食土砂量の違いを支配している要因についても検討した。得られた結果は以下の通りである。(1)降雨強度が同程度の場合で比較すると，噴火活動が穏やかな時期の表面侵食土砂量は，活発な時期のそれに比べ非常に小さくなっていた。(2) Sheet A試験地(斜面傾斜34度)および、SheetB試験地(斜面傾斜43度)における噴火活動が穏やかな時期の表面侵食土砂量の合計値は，活発な時期のそれのそれぞれ約0.4%， 0.5%であった。噴火活動が穏やかな時期の表面侵食土砂量の方が，活発な時期のそれに比べ非常に小さくなった理由として，噴火活動の衰退に伴う植生回復によって斜面の浸透能が増加したこと，浸透能の増加により表面流の発生条件が緩和され，表面流の発生頻度と規模が減少したことが挙げられる。

The flanks of Mount Sakurajima are widely and thickly covered with volcanic ash after a long period of volcanic activity. As a result，much sediment was generated from the flanks and flowed out due to debris flows and mud flows occurred in the rivers located around Mount Sakurajima. In this paper，we investigated the gully erosion process and the temporal change in sediment yield from gully erosion based on field surveys and interpretation of aerial photographs，as well as the effects of the temporal change in volcanic activity on sediment yield from gully erosion in the Saido River basin in Mount Sakurajima. The results are as follows: (1) The gullies were extensively distributed on the slopes covered with volcanic ash in the Saido River basin. The density and scale of the gullies，as well as the proportion of gully erosion area in the basin area of the Saido River basin became considerably larger over time. The proportion of gully erosion area in the basin area reached about 50 % in 2000. (2) The average annual sediment yield from gully erosion，average specific annual sediment yield from gully erosion， and average annual sediment yield from gully erosion divided by average annual rainfall reached a peak between 1984 and 1991，and subsequently declined with the temporal decrease in volcanic ash. The average annual sediment yield and average specific annual sediment yield between 1984 and 1991 were about 61,500 ㎥ and about 43,000 ㎥/k㎡，the largest annual values for the period of 1978 to 2000., 桜島の山腹斜面は，長期にわたる噴火活動の影響を受けて，火山灰に広く，分厚く覆われている。この結果，桜島の山腹斜面からは侵食によって多量の土砂が生産され，土石流・泥流によって多量の土砂が流出している。本論では，桜島の北側に位置する西道川流域を対象として，現地調査および空中写真判読の結果に基づき，ガリー侵食過程およびガリー侵食による生産土砂量の経年変化について検討した。さらに，噴火活動の経年変化がガリー侵食による生産土砂量のそれに及ぼす影響についても検討した。得られた結果は以下の通りである。 (1) 西道川流域の火山灰に厚く被覆された斜面では，広範囲にガリーが刻まれていた。ガリーの密度および規模だけでなく，流域面積に占めるガリー面積の割合も経年的に非常に大きな増加を示した。流域面積に占めるガリ一面積の割合は，2000年時点、で約50%に達した。 (2) ガリー侵食による年平均での生産土砂量および比生産土砂量，さらに雨量1mmあたりのガリー侵食による年平均での生産土砂量は，1984～1991年の期間に最大となり，その後噴火活動の衰退に伴って経年的に減少した。本論で解析対象とした1978～2000年の期間において，生産土砂量の最大値を示した1984～1991年の期間のガリー侵食による年平均での生産土砂量および比生産土砂量は，それぞれ約61,500㎥，約43,000㎥/k㎡であった。

桜島の噴火活動が植生の成長と侵食速度に及ぼす影響を、現地調査の結果に基づき検討した。得られた結果は次の通りである。(1)植生調査の結果、噴火活動の影響が小さな試験地ほど樹高の大きな木本植生が進入し、多様度指数が大きくなっていた。(2)噴火活動の影響が小さな試験地ほど森林植生および落葉層が回復し、侵食速度が小さくなっていた。

桜島の噴火活動に盛衰に伴う雨水・土砂流出量の変化について、現地調査結果に基づき検討した。得られた結果は次の通りである。(1)現地降雨実験によれば表面侵食による流出土砂量と表面流出量は、期間雨量の増加に伴って大きくなる傾向にあるが、同程度の期間雨量に対する流出土砂量と表面流出量は、噴火活動が活発な時期を想定した火山灰散布後の斜面のほうが大きい。また、表面流出量当たりの流出土砂量の値(SD/SR)は、火山灰散布後の斜面のほうが散布前のそれよりも大きな値を示した。(2)噴火活動の盛衰を漂流の流出モデルにおけるパラメータ地の変化によって表すと、損失雨量およびマニングの粗度係数は散布前のそれに比べ減少した。マニングの粗度係数の変化は、火山灰散布前後の斜面における表層火山灰層の粒径の違いと調和的であった。また、流出発生息(計算値)は期間雨量の増加に伴って大きくなる傾向にあるが、同程度の期間雨量に対する流出発生息(計算値)は火山灰散布後の斜面のほうが大きな値を示した。

桜島引ノ平川流域において、噴火活動が活発な期間(1972～1992年)と穏やかな期間(1993～2004年)における降下火山灰の堆積状況および侵食速度について調査し、活動の盛衰に伴うそれらの変化について検討した。得られた結果は次の通りである。(1)噴火活動が活発な期間(1972～1992年)における年平均での火山灰層厚は、穏やかな期間(1993～2004年)におけるそれの約1.2～3.9倍(平均約2.1倍)である。(2)火山灰層の乾燥密度は、噴火活動が活発な期間(1972～1992年)で1.44～1.65g/cm^3(平均1.52g/cm^3)、穏やかな期間(1993～2004年)で1.31～1.49g/cm^3)であった。(3)噴火活動が活発な期間(1972～1992年)の年侵食速度は、穏やかな期間(1993～2004年)のそれの約3.6倍となっている。

桜島の噴火活動による火山灰の被覆が斜面の雨水・土砂流出および流出過程に及ぼす影響について,現地実験の結果に基づき検討した。得られた結果は次の通りである。(1)火山灰散布斜面における表面流出量,流出土砂量,土砂濃度および流出土砂の粒径は,裸地斜面のそれらよりも大きな値を示すが,時間の経過とともに2斜面のそれらの差は小さくなる傾向にある。(2)観測データを用いて表面流の流出解析を行い,モデル中のパラメータ値の変化を通じて火山灰散布斜面および裸地斜面における流出過程の検討を行った。その結果,火山灰散布斜面の方が損失雨量とマニングの粗度係数は小さく流出発生域面積は大きいが,時間の経過とともに2斜面のパラメータ値の差は小さくなっている。(3)現地調査および流出解析の結果によると,ホートン型地表流の発生に寄与する区域は雨量の増加とともに大きくなっている。

数年以前の噴火によって形成されたテフラと現在活動している火山によって形成されたテフラにおいて粒径の違いが斜面の浸透能,粗度および土砂流出に及ぼす影響について明らかにするため,雲仙と桜島で簡易な水理試験を行った。その結果,表層の租粒化に伴って浸透能が増加する理由として細粒物質の流出と空隙率の増加が関係していること,粗粒化に伴って表面流が礫の抵抗をより大きく受けるようになり粗度が大きくなること,粗粒化に伴って浸透能および粗度が大きくなることにより流出土砂量が減少していくことが示唆された。噴火活動終息後の雲仙における火砕流堆積物斜面と,噴火活動中の桜島における火山灰堆積斜面の水理試験結果を比較すると,雲仙の火砕流堆積物斜面の方が粗粒化が進み,浸透能および粗度が大きく,流出土砂量が少なくなっていた。

桜島は1955年以来活発な火山活動を続けており, 山体頂部は火山灰や火山ガスにより植生が後退し, 非常に荒廃した状態にある。新旧の火山噴出物からなる山体は侵食されやすく, 降雨時には土石流・出水により多量の土砂が流出して いる。著者らは桜島で発生している土石流・出水の特性を明らかにするとともに, それらによる流出土砂量を予測する ために, 北岳山体の西道川と南岳山体の有村川において土石流・出水の観測を開始した。観測システムは, 超音波式水位計による土石流・出水の水位観測, ビデオカメラによる動態観測, 転倒ます型雨量計による雨量観測からなる。本論では, 1991～1996年に得られた観測結果に基づき, 西道川および有村川の流出特性, 流出土砂量について検討する。得られた結果をまとめると次のようである。(1) 西道川と有村川における土石流・出水の流出時間は, 西道川1.4～16.6時間, 有村川0.2～6.6時間であり, 西道川は有村川に比べて流出時間が長い。ピーク流量は降雨条件が同程度でも西道川より有村川で大きく, その平均値は西道川9.2m^3/s, 有村川20.6m^3/sであった。一方, 総流出量は有村川より西道川で大きく, その平均値は西道川34,868m^3,有村川19,972m^3であった。これらは, 地形, 地質・地層構造, 地表面の状態, 侵食状況などの違いに関係している。(2) 西道川水位観測地点において出水のサンプルを採取し, その土砂濃度を測定した。その結果によれば, この場合の土砂濃度は流量の変化とよく対応し, 両者の関係は両対数方眼紙上で直線で表された。(3) 土砂濃度一流量曲線が, 1993,1996年の土石流・出水に適用されるものとして, 土砂流量のハイドログラフを求め, 個々の土石流・出水の流出土砂量を算出した。1993,1996年の4年間の比流出土砂量の平均値を求めると, 西道川流域16,344rピ/k丘, 有村川流域20,363rゴ/kdとなり, 比流出土砂量は西道川より有村川で大きい。(4) 土石流・出水による総流出量の合計から土砂流出量を差し引き, 雨水流出量を求めた。年流出率(年降水量に対する雨水流出量の比)は, 西道川は11～27%の範囲で平均約16%, 有村川は西道川より小さく3～8%の範囲で平均約6%であった。

桜島の荒廃斜面で発生する表面流の週出過程について、現地調査及び流出解析の結果に基づき検討した。得られた結果は次のとおりである。 (1)表面侵食による流出土砂量、表面流出量及び流出発生域面積は雨量強度の増加に伴って大きくなる傾向にある。また、表面流出量当たりの表面侵食による流出土砂量の値(SD/SR)は侵食が進むに連れて減少傾向にある。(2)現地調査の結果、試験地における流出発生域は表層火山灰層の粒径、斜面勾配および雨量条件などの違いによって変化することが示唆された。(3)表面流の流出解析を行い、モデル中のパラメータ地の変化を通じて流出過程の検討をおこなった。その結果、マニングの粗度係数は侵食が進むにつれて大きくなる傾向を示した。この結果は表層火山灰層の粒径分布の変化とも符号した。さらに、流出発生域面積(計算値)は同(実測値)を比較的よく再現した。

桜島南東部のクロマツ林で捕獲したマツノマダラカミキリ(Monochamus alternates Hope)から抽出したマツノザイセンチュウ(以後,単にセンチュウと称す)(Bursaphelenchus xylophilus (Steiner and Buhrer) Nickle)(桜島個体群)を苗畑に植栽されているクロマツ稚樹へ接種し,枯死率,樹脂滲出能,通水阻害の発生,センチュウの樹体内での分布状況について,強病原性とされているKa-4系統と比較した。 2000年8月25日に行った接種試験では,桜島個体群接種木のうち2001年1月までに17%,2000年9月までに47%の個体が枯死した。 2000年の枯死率は,Ka-4(30%)に比べ有意に低かったが,総枯死率(59%)では有意差がなかった。いずれのセンチュウ接種木でも,樹脂滲出能が接種4日後から低下する個体が見られ,2週間後には滲出を停止した個体が見られた。 2001年7月25日に実施した接種試験では,接種木の通水阻害はKa-4で接種後4週間目に,桜島個体群では接種後6週間目に生じたが,通水阻害の発生頻度に差はなかった。接種2週間後に,センチュウはサンプルしたほとんど全ての材片から抽出された。また,材片中のセンチュウ密度は,接種後1週間目から2週間目にかけて滅少したが,その後増加に転じた。桜島個体群とKa-4間で,材片中のセンチュウ密度に有意差はなかった。これらの結果から,桜島に生育するセンチュウの病原力は,強病原性とされているKa-4ほどは強くないが,その差は樹木にあまりストレスがかからない状態でのみ枯死率に差が生じる程度であると考えられた。桜島に生息するセンチュウの病原力の低さが,桜島南東部での被害発生が大隅半島の激害発生と比較して2～3年遅れた主な原因であったとは考えられなかった。

桜島の引ノ平川および西道川流域において,噴火活動が活発な期間(1972～1992年)と穏やかな期間(1993～2004年)における火山灰の堆積状況および侵食速度について調査し,活動の盛衰およびその影響の受け方の違いによるそれらの変化について比較・検討した。得られた結果は次の通りである。(1)流域ごとにみると,噴火活動が活発な期間(1972～1992年)における年平均での火山灰層厚の平均値は,穏やかな期間(1993～2004年)におけるそれの引ノ平川流域で約1.7倍,西道川流域で約2.8倍である。火山灰の堆積層厚は両流域ともに南岳火口から離れるにつれて小さくなる傾向にある。(2)火山灰層の乾燥密度は両流域ともに噴火活動の盛衰の影響を受けて変化しており,噴火活動が活発な期間(1972～1992年)の乾燥密度は,穏やかな期間(1993～2004年)のそれに比べ大きくなっている。火山灰層の乾燥密度は両流域ともに南岳火口からの距離が大きくなるにつれて小さくなる傾向にある。(3)噴火活動が活発な期間(1972～1992年)と穏やかな期間(1993～2004年)における火山灰層厚および火山灰層の乾燥密度は,南岳火口から同程度の距離で比較すると噴火活動の影響をより大きく受けている引ノ平川流域の方が大きくなっている。(4)同程度の傾斜に対する年侵食速度を各流域で期間ごとに比較すると,噴火活動の影響をより大きく受けて荒廃している引ノ平川流域の方が大きい。年侵食速度は両流域ともに噴火活動が活発な期間(1972～1992年)の方が大きい。