Home新しい屋上緑化システムの提案
大学院生物圏科学研究科 環境循環系制御学専攻 環境循環系予測制御論講座
中 根 周 歩 （なかね かねゆき）教授
に聞きました。 （2009.4.9 社会連携?情報政策室 広報グループ）
プロフィール
1978年大阪市立大学大学院理学研究科博士课程中退。広岛大学総合科学部助手、讲师、助教授を経て、92年教授。06年生物圏科学研究科教授。大学院生のころは森林の炭素循环の研究をしていた教授ですが、広岛大学に着任してからは、松枯れや山火事など、森林保全へと研究分野を広げます。最近では、竹炭（ちくたん）を利用した屋上緑化による都市生态系の水循环の再生やヒートアイランド现象の抑制、颁翱2の固定などのテーマに取り组むなど、环境问题解决の可能性を探る研究に従事するかたわら、「颁翱2エコ?バイオ技术开発」プロジェクト研究センターセンター长としても多忙な日々を送ります。
ＡＴＭ屋上緑化で电力削减
竹炭を利用した屋上緑化の推进を模索していた中根教授は、ＡＴＭ（现金自动受払机）ボックスの屋上緑化に注目。ＡＴＭは、コンピュータの保守管理上、利用时间中エアコンを稼働して、室内温度を一定に维持する必要があります。屋上緑化で础罢惭ボックス内の温度の変化が抑えられると予测し、どの程度エアコンの消费电力が押さえられるのか実験を开始しました。
教授らは、屋上に粒状になった竹炭を敷き、セダムなど３种类の植物を植えました。水やりは、エアコンの排水をポンプで汲み上げ、自动的に散水するシステムを採用。２００６年６月から２００７年８月まで测定した屋上表面の温度は、緑化したＡＴＭでは、夏季に３５度を超えることはありませんでしたが、緑化しなかったＡＴＭは８０度まで上昇しました。冬季には、緑化しなかった础罢惭がマイナス１０度まで下がったのに比べ、緑化したボックスは０度以下になることはありませんでした。
「ＡＴＭの屋上緑化で、エアコンの消费电力を年间で２５％削减（消费电力量３００キロワット时、二酸化炭素では约２トン、电気料金では约８万円の削减）できることが分かった。屋上緑化は、地球温暖化だけでなく、コスト削减に繋がることが実証できたので、础罢惭用の设置费用约４０万円は约５年间で偿还できる。また、雨水を一时的にためるので、多くのビルが屋上緑化をすれば集中豪雨対策にもなる。今后の普及に力を入れたい」と力を込める教授です。
屋上緑化の仕组み
散水の仕组み（左下：贮水タンクで雨水を循环し、自动的に散水）
屋上緑化した础罢惭と非緑化の础罢惭
緑化ＡＴＭ（夏季）の屋根里温度の上限はせいぜい４０℃
（非緑化ＡＴＭでは７０℃を超えている）
緑化ＡＴＭの冬季の屋上表面温度（最低温度で５?１０℃上昇）
电気料金の比较
电気料金の削减评価
ではなぜ、大都市のヒートアイランド现象が问题となる中、屋上緑化が进まないのでしょうか？
屋上緑化の问题点
大都市のヒートアイランド现象をやわらげるため、比较的空いている屋上を利用した緑化が注目されていますが、屋上は、夏の热さや乾燥、冬の寒さが地表面と比べて一段と激しく、植物にとって大変に厳しい环境です。
また、屋上で植物を育てるためには、水を大量に含んだ土（贮水力?保水力）が必要です。屋上に乗せられる土の量、重さには制限（軽量化）がありますから、少ない土で育てるには、絶えず水やりをする必要（メンテナンス）もあるのです。
実际、これまでの屋上緑化は、雨水などを贮めるのではなく排水を前提としていたので、设备にお金がかかるだけでなく、设置后は絶えず大量の水やりが必要で、面倒な上に、多额の経费（水道料金や人件费など）が必要でした。
中根教授の着书『竹炭のふしぎな力』（后述）から抜粋
竹林の现状
竹细工、楽器、钓り竿や物干しなど、私たちの生活と密接に関わってきた竹材も、现在では、石油を原料とするプラスチックなどが竹材に変わる资材として登场し、竹材は大量に使う资材ではなくなっています。
春を代表する山菜であるタケノコも、最近では、安い外国产の输入に押され、国产タケノコの収穫量が减っています。「タケノコは収穫しないとその年に大人のタケになるほど成长が早いんです」と、あっという间に森林を竹林に変えてしまう竹の胁威を心配する教授。竹の地下茎の太さは２?３肠尘程度の细い根、しかも、深さ２０?３０肠尘の浅い土壌のところに限られるため、土を捕まえる力や雨水を浸み込む力が弱く、従って、大雨で山崩れや洪水に弱い里山になってしまうといいます。
全国各地の里山では、竹やタケノコがほとんど利用されなくなったために放置された竹林が、周辺の森林や田畑を浸食し始め、造林地への侵入、里山景観の変化、生物多様性の减少、雑木林に生息する贵重な动植物の絶灭などを引き起こすなど、大きな社会问题となっているそうです。
近年の里山（东広岛市）の风景。手入れされず、どんどん周辺の森林に拡大する竹林
ところが、この竹から造った竹炭は、贮水力、保水力に优れ、土の性质を変え、植物の生长を促进する効果が确认されています。教授は、竹炭製造で竹材を大量に使用する道が开けるとともに、私たちの身の回りの环境问题、温暖化などの地球环境问题の解决に、竹炭が大きな役目を果たしてくれると期待しています。&苍产蝉辫;
竹炭のふしぎな力
竹炭は、竹材を窑の中で蒸し焼きにして作ります。窑の中では、酸素が不足しているので、高温でも炎を上げて燃えず（完全に燃えると灰になる）、燻っているうちに炭になります。
この竹炭を顕微镜で见ると、薄い壁で囲まれた小さな孔が无数に并んで、ハチの巣のような构造をしているのが解ります。木炭と比较して、孔のサイズがより小さいものが多く、しかも孔と孔の间の壁が薄いことが、竹炭の贮水力を木炭の数倍とし、乾燥しても一旦贮水した水をなかなか手放さない性质と深く関係しているという教授。
また、１グラムの竹炭が数百?１千平方メートルもの表面积を持つことは、たくさんの微生物に生活の场所を提供でき、大小いろいろなサイズの孔があることは、いろいろなサイズや种类の微生物が生活できることでもあるといいます。
竹炭は炭の中でもずば抜けて、水を蓄える力が大きい。
そして何より、竹炭は木炭よりも軽いのです。１立方センチメートルの重さは、竹炭が０．２?０．３グラムであるのに対して、木炭（広叶树、コナラやカシ）は、０．４?９．４５グラムです。屋上緑化用など、軽量であることが求められる资材として、竹炭が优れていることが証明されました。
炭の成分のおよそ９０パーセントは炭素です。残りは酸素、水素、窒素、そしてカリウム、マグネシウム、カルシウムなどのミネラルです。カリウムやマグネシウムは竹炭の方が多く、カルシウムについては、竹炭の方が少ないのです。健康な土壌づくりを促进する力も备わっているのです。
表１：竹炭と木炭（ヒノキ）の性状比较
表２：竹炭と木炭の成分の割合（％）の比较
さらに惊きの効果が…
「竹炭には、水を浄化する働きもあります」と教授。汚れの中に含まれている栄养素を、竹炭の中に住む微生物が吸収して、それらの栄养素が微生物から植物の根に吸収され、その成长を促すといいます。水槽の中に竹炭を入れ、きれいな水にしか住めないメダカを３年间饲いつづけ、その间、一度も水の入れ替えや水槽の扫除をしなくても、水槽の水は透き通ったままで、水质検査をしたところ、水道水とほぼ同じといえるほどきれいな水だったそうです。余分な饵やメダカのフンを、竹炭に付着する微生物が分解してくれたと考えられます。このように、竹炭には、贮水?保水、植物の生长促进、水质浄化という効果が同时に备わっているのです。
竹炭を使った水质浄化の実証実験
“ひらめき”をかたちに
2001年夏、ある会社の社长さんが中根教授のもとを访れます。「タイで竹炭を大量に作る事业を进めているが、利用先に悩んでいます」と相谈する社长の话を闻きながら、教授の目と耳は「屋上緑化でクーラーなしでも过ごせます。しかし、その设备、特に水やりの设备に困っています」と报道するテレビに钉付けに。「屋上緑化の土壌に竹炭を入れれば、ひょっとして、水やりが楽になる、いやいらなくなるのでは」とひらめいた教授は、本学生物圏科学研究科の屋上で、屋上緑化の土壌に竹炭を入れた场合の効果を测定する実験を开始しました。
屋上実験风景（広岛大学大学院生物圏科学研究科）
タイの山岳民族の人びと
タイやミャンマーなどの山岳民族の人びとは、贫しさ故、お金になる麻薬の一种であるケシを栽培していました。タイ王室と政府は、犯罪防止のためケシ栽培を厳しく禁止する一方、贫困対策として竹の植林と、竹を焼いた竹炭製造などに注目します。タイ国境の山岳地域を管理するタイ国军が中心となって、财団を设立し、竹の伐採（跡地には植林）、竹炭の製造方法などの指导?普及を行ってきました（注１）。
现在では、この竹炭は首都バンコクなどの大都市の屋上緑化に利用されたり、タイ王室の许可のもと、日本へ输出されたりしています。
（注１）タイには国境付近に５００万ヘクタールにおよぶ竹林があるといわれています。しかも、日本の竹と比べると竹筒の「肉」が厚く、そのため、保水力の良い良质の竹炭ができるといわれています。ラオス、ミャンマーの军队が、一绪に竹の植林、竹炭製造を行うことを申し入れて、２００４年には、3カ国间でこれらの事业を共同で行う协定が缔结されました。これ以降国境纷争がなくなり、竹炭が国际平和に大きな贡献を果たしているそうです。
タイにおける成果をもとに
２００３年には、この财団の要望で、中根教授らの研究チームがタイを访问し、タイ国第叁军の司令部の屋上で、竹炭が屋上緑化の土壌の保水材としてどれほど効果があるのかという実験を行いました。
実験が行われたタイは乾期（２月?３月にかけて滞在）で、雨がほとんど降りませんでした（滞在中の１カ月の降水量は８ミリ）。しかも、日中の屋上の気温は４０℃です。最初に水やりした后は一切散水しませんでしたが、植物は枯れず、土壌の温度も３０℃以下に抑えられていました。
教授らは、タイでの研究成果を元に、土の下に竹炭を敷いたボックスと、土だけのボックスを用意し、ラズベリー、ローズマリー、ブルークローバー、オリーブやキンカンなどいろいろな植物を本学総合科学部の屋上に植え、成长の様子を追跡します。その结果、殆どの植物で、竹炭を敷いた方が生长量が大きく、また寿命も长いということがわかりました。
大学屋上での植物生育実験
土の下に敷く竹炭の厚さを徐々に増やし、一切水をまかず、雨水だけで芝を育ててみると、竹炭が厚くなるほど生育が良くなることも解りました。真夏には太阳光で焦げていまいそうな屋上という环境でも、竹炭が植物の生长に欠かせない水や栄养を与えてくれることを証明するデータが得られました。
竹炭を敷く厚さを変えて、竹炭を敷かなかった场合と芝の生育状况を比较
実用化に向けて
竹炭が大量に水をため込むことから、土の量を减らすことができ、竹炭自体も軽い资材であるため、一层の軽量化が可能となります。しかも、竹という自然素材から作った竹炭は土の中で腐ることがなく、変质もしないそうです。だから、何度でも再利用が可能で、ゴミの减量化に寄与する资材でもあると力説する教授です。
竹炭の下に敷く発砲スチロールも、偶然の出会いから诞生（注２）した多机能ボード「罢贰颁翱フォーム」に変更。廃プラスチックを再利用したこのボードは、何度でも使用できる循环型资材で、非常に軽くて、丈夫で长持ち、プラスチック製ボードとしては初めてのエコマーク第一号に认定されています。広岛県のリサイクル製品第一号にも登録され、広岛市の工业技术试験研究所の検査で、少なくとも２０年以上の耐久性があると认められました。教授は、コンクリートの寿命に负けない寿命（建物立て替えまでそのまま使用できる）が期待できるだけでなく、屋上にボードを敷くことで、屋上の表面が劣化することを防いでくれる利点もあるといいます。
竹炭とこの多机能ボードを组み合わせた実験で、つぎつぎと惊きの结果が得られ、「地球温暖化に関する环境问题」などに共通の问题意识を持ったさまざまな业种６社が结集。広岛県中小公司団体中央会の运営?支援、広岛県立総合技术研究所西部工业技术センターの技术支援を受け、２００５年、产学官连携による新规植物育成システムを行うガイア协同组合が诞生します。
（注２）広岛大学产学连携センターが开催した产学官のマッチング（お见合い）の席上、たまたま席が隣になったのが縁で始まった协同组合テコフォーム広岛との共同研究が、廃プラスチックを利用した高强度?軽量化?低価格?作业性に优れた多机能ボードを使用した屋上緑化の新しいシステム“バンブーテコガーデン”の开発に繋がります。
今后の课题と期待
国や地方公共団体の推进などで新闻纸面を饰ることが多くなった屋上緑化。国土交通省は、屋上緑化施工面积（平成１２年?１６年分）调査により、５年间で２．５倍以上の増加になったと调査结果を発表しています。
中根教授は、人為的颁翱2排出を、これまで、森林や海が光合成をよりアクティブに行うことで凌いできましたが、これからも同じように颁翱2を吸収してくれるでしょうかと问いかけます。これまでの１００年で０．６℃上昇した気温は、これからの１００年で平均４℃上昇すると予测され、そうすると光合成が追いつかなくなるのです。
教授は「こう考えてくると、期待されるほど屋上緑化が进んでいるとは思えません。コストとメンテナンスがネックとなっていると考えられますが、竹炭を使うことで両方の问题が解决されるので、竹炭による新たな屋上緑化の普及に力を入れたい」と意気込みを语ります。使われなくなった竹林をもう一度利用し、里山の人びとの生活の粮として復活させることが、里山の活気を取り戻し、灾害を未然に防ぐ手立てにもなると期待します。
「コンビニが屋上緑化したら、节约される电気代ですぐに初期の设备投资は还元されます。全国のコンビニで屋上緑化が実现したら、どれだけのエネルギーが节约できるかと考えただけでワクワクします」と、あくまでも热い教授です。
「普及に力を入れたい！」と语る中根教授
「ゴルフ场の导入実験で、散水が従前の１／３、肥料や农薬が半减という结果がでているそうです。1年中緑のじゅうたんが楽しめて、しかもメンテナンスが楽になるうえに、経费も节约できる。乾燥地域の中国や韩国のゴルフ场でも需要が见込める。特に中国ではこれからゴルフ场建设が多く计画されているようなので、ぜひこの緑化システムを使用して欲しい」とも。
砂漠化の防止にも一役买ってくれそうな竹炭への期待がふくらみ、学校のグラウンド、都会のビルの屋上もと教授の梦は広がります。帰国して自国の环境问题解决の先导役を果たしてくれる留学生たちの指导に力をいれる教授ですが、２００８年４月には、このような竹炭の魅力を小学生にも知って欲しいと、『竹炭のふしぎな力—温暖化対策の可能性をさぐる』（小峰书店）を発行しています。
『竹炭のふしぎな力—温暖化対策の可能性をさぐる』（小峰书店）
あとがき
「新しい緑化システムで都会のビルの屋上を热帯雨林に！」と热く语る教授に、取材する笔者も元気が涌いてきました。エネルギーを创り出す「太阳光発电」や「小型风力タービン」、片やエネルギー消费を抑制する「屋上緑化」。屋上に设置する太阳光パネルと屋上緑化ガーデンはスペースを取り合う関係だけど…どっちにしよう？と悩んでしまった取材でした。（Ｏ）
昨年総合科学部屋上で収穫したコシヒカリ。今年の田植えに使う予定です。
