樹幹流

水文学において、幹流とは、植物の幹や茎に沿って流れる水のことです。幹流は、樹冠を通過する雨水とともに、降水と栄養分を樹冠から土壌へ運ぶ役割を担っています。熱帯雨林では、このような流れが相当量になる場合があり、幹の根元に侵食溝が形成されることがあります。しかし、温帯気候で​​は幹流の量は少なく、侵食力もほとんどありません。

現場で樹幹流量を測定する方法は様々である。現在最も一般的な直接測定法は、切断したPVC管またはその他のプラスチック管を樹幹の周囲に接着し、手動収集の場合は目盛付きシリンダーに、自動収集の場合は転倒マス式雨量計に接続して漏斗状にするものである。より完全な収集を確実にするために、管を樹幹に複数回巻き付ける場合もある。^{[ 1 ]}

降水量

降雨イベントの樹幹流に影響を与える主な気象特性は次のとおりです。^{[ 2 ]}

• 降雨の継続性– 降雨のない期間が頻繁かつ長く続くほど、潜在的な樹幹流量が蒸発散によって失われる可能性が高くなります。これは気温、相対湿度、そして最も重要なのは風速によっても左右されます。
• 降雨強度– 一定期間の降雨量が流路の容量を超えると、総河川流量は減少する。
• 降雨角度– 一般的に、降雨がより水平方向である場合、樹幹流は早く始まります。これは、樹冠の閉鎖度が低い開けた森林において、より大きな決定要因となります。

種

樹種によって、生育時期と幹流の量に影響が出る。特に重要な形態的特徴は以下のとおりである。

• 樹冠の大きさ―樹冠の大きさが胸高直径に対して大きくなるほど、樹幹流の発生ポテンシャルは高くなる。ただし、胸高直径が大きいほど、樹幹流を発生させるにはより多くの降雨量が必要となる。
• 葉の形状/向き–葉が凹んでいて葉柄より水平に突き出ている葉は、茎の流れに寄与することができる。
• 枝の角度―幹に対する枝や小枝の角度が小さくなるほど、幹流のポテンシャルは高まる。
• 流路の障害物–枝の下面にある樹皮の剥がれや傷などの流路の異常は、幹流から水を逸らし、樹冠通過雨の一部となる可能性がある。
• 樹皮と幹の流速は、枝や幹に沿った樹皮の吸収能力と滑らかさによって左右されます。これは、樹皮隆起指数（BRI）を用いて測定されます。BRIとは、樹木の周囲長と、樹皮がない場合の周囲長との差です。

林分特性

個々の樹種の影響に加えて、森林群落の全体的な構造も最終的に発生する樹幹流の量に影響を与えます。これらの要因は次のとおりです。^{[ 3 ]}

• 樹種構成– 林分全体の樹幹流量は、個々の樹木の寄与と、それぞれの樹種固有の特性によって決定される。
• 林分密度– 枝の角度や太さなどの形態的特徴は、林分内の競合する樹木の密度によって大きく左右される。
• 樹冠構造–複数の垂直層を持つ林分において、下層に位置する個体は、優勢個体および共優勢個体による遮断のため、総幹流量が減少する。

他の

• 季節性–落葉樹林や混交林の場合、葉がなく蒸発散量が少ない休眠期には樹幹流速がわずかに高くなります。この効果は、樹幹の直径が大きくなるにつれて顕著になります。
• 日周性– 枝の重さの変化は幹流の量に影響します。枝は朝（露のため）重く、午後は軽くなります^{[ 4 ]。}

化学

樹冠に乾性沈着物や動物の糞によって蓄積された栄養素は、幹流によって直接土壌に流入することができます。降雨が発生すると、樹冠の栄養素は、樹木と降雨の栄養素濃度の差によって水中に溶脱されます。逆に、樹冠の栄養素濃度が降雨よりも低い場合、栄養素は樹木に吸収されます。着生植物や地衣類の存在も吸収に寄与します。土壌に流入する栄養素は、周囲の特定の環境条件を反映することもあります。たとえば、工業地帯に位置する植物は、硫黄と窒素（大気汚染由来）の濃度が高く、海洋付近に位置する植物は、ナトリウム（海水由来）の濃度が高くなります。^{[ 4 ]}

土壌の酸性化は、例えば乾燥した堆積物によるブナの木などの幹の周囲に見られる。^{[ 5 ]}

降水量や樹形などの樹幹流のタイミングや量に影響を与える要因は、化学組成にも影響を及ぼします。一般的に、樹幹流の水は嵐の期間中に希釈され、樹皮が粗い樹種は樹皮が滑らかな樹種よりも多くの栄養分を含んでいます。

水の配給

森林地帯では、樹幹流は土壌への点源的な水の供給源と考えられており、そのため水は表土を越えて樹木の根に沿って土壌層のより深い層に効果的に浸透し、その後に形成されるマクロポア（優先流と呼ばれる）に浸透します。土壌の緩みは、小規模な地滑りを引き起こす可能性があります。

• 樹冠雨
• 樹冠遮断
• 森林の地面からの遮断