采访了研究生院生物圈科学学科环境循环类控制学专业环境循环类预测控制论教研室　中根周步（Nakane Kaneyuki）教授

（2009.4.9 社会合作与信息政策办公室  宣传小组）

简介    

1978年大阪市立大学研究生院理学学科博士课程退学。经过广岛大学综合科学院助教，讲师，副教授，1992年任教授。2006年任生物圈科学学科教授。教授读研究生时是研究森林碳循环的，到广岛大学工作后，研究范围扩大到了松树枯萎和森林火灾等森林保护领域。最近在从事研究利用竹炭绿化屋顶的城市生态系统的水循环的再生，抑制热岛效应，以及二氧化碳固定等课题，探索解决环境问题的可能性的同时，还担任“二氧化碳生态生物技术开发”项目研究中心主任，每天都很忙。

探索利用竹炭推进屋顶绿化的中根教授想到了ATM（自动存取款机）亭顶的绿化。ATM为了计算机维护管理，整个使用期间要开空调，维持一定的室内温度。估计通过亭顶绿化，可以抑制ATM亭内的温度变化，因此开始实验能降低多少空调的消耗电力。
教授他们在亭顶铺上颗粒状竹炭，种了景天科等3种植物。浇水是采用用水泵将空调的排水打上去的自动浇水系统。2006年6月至2007年8月，测量了亭顶表面温度。在夏季，亭顶绿化的ATM温度从没有超过35度。但没有绿化的ATM的表面温度上升到了80度。在冬季，没有绿化的ATM的温度下降到了零下10度，而绿化的ATM的温度没有低于0度的。
教授有力地说，“ATM亭顶的绿化每年可以减少25%的空调电力消耗（如消耗电量为300千瓦，则相当于削减大约2吨二氧化碳和大约8万日元电费）。这证明了屋顶绿化不仅可以应对地球温暖化，还可以降低成本，每个ATM亭顶大约40万日元的改装费用可以5年左右收回。另外，还有蓄雨水的功能，因此如果用此方法绿化大楼，还可以作为预防阵雨灾害的措施。今后我打算大力普及”。

屋顶绿化的结构    

浇水结构（左下：用蓄水罐蓄雨水循环使用，自动浇水）

亭顶绿化的ATM和没绿化的ATM

绿化ATM（夏季）的天花板温度最高也只有40℃（没绿化的ATM超过70℃）

绿化ATM的冬季亭顶表面温度（最低温度上升5至10℃）

电费比较

电费削减的评估 
      

但是，在大城市热岛效应非常突出的情况下，为什么屋顶绿化得不到推广呢？

为了缓解大城市热岛效应，利用比较空旷的屋顶进行绿化的方法得到了广泛的关注。但是屋顶比地表面，夏季更炎热，干燥，冬季则更寒冷，非常不适合种植植物。
另外，为了在屋顶种植植物，需要大量的水和土（蓄水力和保水力）。但因为屋顶上能堆的土有限（轻量化），要用较少的土种植物植物就需要不断浇水（维护）。
现在的屋顶绿化不是为了蓄雨水，而是以排水为前提，所以不仅设备昂贵，安装后还不断需要大量的水，这不仅维护困难，还需要较高的费用（自来水费和人工费等）。

中根教授的著作『竹炭的不可思议的力量』（后面说明）的摘要

竹制品，乐器，钓鱼竿以及晾衣杆等，与我们的生活密切相关的竹子，现在因以石油为原料的塑料等代替竹子的材料的出现，已经不再大量使用了。春天代表性山菜的竹笋，现在也受到外国产的便宜竹笋冲击，产量锐减。教授说，“竹笋如果不挖掉，一年之内就会长成大竹，生长非常快”，担心用不了多久就会把森林都变为竹林了。竹子的根只有2至3cm，很细，并且深度也只有20至30cm，因此植根于土壤的力量，吸收雨水的能力多比较弱，因此，容易成为因大雨造成山崩，以及经不起洪水的乡村山林。
全国各地的乡村山林因为几乎没有砍伐竹子和竹笋，这些废弃的竹林开始侵蚀周边的森林和田地，入侵造林地带，改变了乡村山林的景观，减少了生物多样性，引起了栖息于杂木林中的贵重动植物的灭绝等，造成了很大的社会问题。

近年乡村山林（东广岛市）的风景。没经过砍伐，不断扩大到周边森林的竹林

但是，用竹子做的竹炭有优异的蓄水能力和保水能力，还有改变土壤的性质，促进植物生长的效果。教授还期待通过竹炭制造，为大量使用竹子开辟道路，同时还希望竹子能为解决我们身边的环境问题，地球温暖化等问题作出贡献。

竹炭是将竹子放在窑中高温烧制而成的。因窑中氧气不足，所以即使温度很高也不会起火燃烧（如果完全燃烧的话就成了灰），在熏的过程中成了炭。
教授说，用显微镜看竹炭，就可以看到薄薄的竹片上有无数的小孔，成为蜂巢状的结构。与木炭比较，孔要小得多，并且孔与孔之间的壁很薄，所以竹炭的蓄水力是木炭的几倍。这与虽然很干燥，但一旦蓄了水就很不容易失去的性质有密切的关系。
另外，1克的竹炭拥有数百至1千平方米的表面积，为许多微生物提供了生存场所，有不同大小的孔，就是使各种大小和种类的微生物能够生存。

竹炭是炭中蓄水能力极为卓越的。

并且竹炭比木炭还轻，1立方厘米的重量，竹炭为0.2至0.3克，木炭（阔叶树，枹栎和樫树）则为0.4至9.45克。这证明作为轻质材料，竹炭是最适合屋顶绿化的。
炭成分的90%以上是碳，余下的是氧，氢，氮，以及钾，镁，钙等微量元素。关于钾和镁，竹炭多一点，而钙则是竹炭较少。还具有促进土壤改良的能力。

表1：竹炭与木炭（扁柏）的性状比较    

表2：竹炭与木炭的成分比例（%）的比较

教授说，“竹炭还有净化水的作用”。污染物中含有的营养素被竹炭中的微生物吸收，再通过微生物被植物的根吸收，促进植物的生长。我在鱼缸里放入竹炭，饲养了3年青鱂鱼。这种鱼只能生活在清洁的水中的。在这三年中，我没换过一次水和清洗过一次鱼缸，但鱼缸的水还是清澈透明。检查了鱼缸的水质，几乎与自来水一样清洁。可以认为，喂食的多余的食物和青鱂鱼的粪都被附在竹炭上的微生物分解了。竹炭同时具有蓄水，保水，促进植物的生长和净化水质的效果。

使用竹炭的水质净化验证试验

2001年夏天，有位公司总经理拜访了中根教授。教授耳朵听着总经理说的“我在泰国开厂大量生产竹炭，但为生产出来的这些竹炭的出路而烦恼”，眼睛却盯着电视机。电视机正在报导“因屋顶绿化，没有空调也能生活。但是，这些设备，特别是为浇水设备而烦恼”。教授突然想到，“如果在屋顶绿化的土壤中加入竹炭，说不定浇水可以轻松些，不，也许可以不用浇水了”，于是在本校生物圈科学学科的屋顶上，开始试验在屋顶绿化的土壤中加入竹炭后的效果。

屋顶实验风景（广岛大学研究生院生物圈科学学科）

泰国和缅甸等的山区民族的人们，由于贫穷，种了可以卖钱的毒品罂粟。泰王室和政府为了防止犯罪，严禁种植罂粟，同时为了解决贫困，推广种竹子，烧竹炭。以管理泰国边境山区的泰国军方为主设立财团，指导和普及竹子砍伐（在原地种竹林），生产竹炭等（注1）。
现在，这些竹炭用于首都万隆等大城市的屋顶绿化，在泰王室的许可下，还向日本出口。

（注1）据说在泰国边境有大约500多万公顷的竹林，并且这些竹子与日本的竹子相比，竹片厚，因此是烧制保水能力强，品质好的竹炭的材料。老挝和缅甸军方也提出一起种竹林，生产竹炭，于是在2004年，三国签订协议，决定联合开展这个项目。从此，三国平息了边境纷争，竹炭为国际和平作出了很大的贡献。

2003年，在财团的要求下，中根教授领导的研究小组访问了泰国，在泰国第三军司令部的屋顶上，试验作为屋顶绿化土壤的保水材料，竹炭有多少效果。
在进行实验的泰国，旱季（2月至3月）几乎不下雨（在泰国的这1个月里下雨量仅8毫米）。并且白天屋顶上的气温达40℃。浇了一次水后不再浇水，但植物没干枯，土壤的温度也下降到了30℃以下。

教授他们根据在泰国的研究成果，使用土壤下铺上竹炭的箱子和只有土壤的箱子，在本校综合科学院的屋顶上种植了覆盆子，迷迭香，蓝色三叶草，橄榄以及金橘等各种植物，记录生长情况。实验的结果是，几乎所有植物都是铺有竹炭的长得大，寿命也长。

大学屋顶上的植物种植实验

     
逐渐增加土壤下的竹炭的厚度，不浇一滴水，仅靠雨水种植草坪，发现竹炭越厚，草坪生长越好。得到了证明即使在盛夏，阳光直射的屋顶这个环境下，竹炭提供了植物生长不可或缺的水和养分的数据。

改变铺设竹炭的厚度，与没有铺设竹炭的草坪的生长情况的比较

由于竹炭能储蓄大量的水，所以可以减少土壤量，竹炭本身也是轻量材料，因此还可以进一步轻量化。并且据说竹子这一自然材料生产的竹炭在土壤中不会腐烂，也不会变质。所以教授强调说，竹炭可以多次反复使用，还是可以减少垃圾量的材料。
竹炭下铺设的发泡塑料，也改为因偶然的机遇产生（注2）的多功能板“TECO结构”。这个板是利用废塑料制作，因是可以多次反复使用的循环型材料，非常轻，结实耐用，作为塑料制板，被认定为生态标志第一号。还登录为广岛县回收利用产品第一号，经广岛市工业技术试验研究所的测试，该产品至少可用20年以上。教授说，不仅有与混凝土不差上下的寿命（可以用到该建筑物拆除为止），在屋顶上铺设该板，还有可以防止屋顶表面老化的好处。
在竹炭与这个多功能板组合的实验中，不断得到令人惊讶的结果，吸引了对解决“地球温暖化的环境问题”感兴趣的各行业6家公司。在广岛县中小企业团体中央会运营支援，在广岛县立综合技术研究所西部工业技术中心的技术支援下，于2005年成立了产学官合作的开展新型植物种植系统的盖亚合作组合。

（注2）在广岛大学产学官合作中心举办的产学官洽谈（牵线）会上，碰巧与合作组合TECO结构广岛的人坐在一起，后来与他们一起联合研究使用利用废塑料制作的高强度，轻量化，低价格，易于加工的多功能板的屋顶绿化新系统“竹生态花园”。

在国家和地方公共团体的推动下，报纸上有越来越多的屋顶绿化的报导。国土交通省根据调查，公布了在2000年至2004年的这5年内，屋顶绿化面积增加了2.5倍的调查结果。

＞国土交通省全国屋顶绿化施工面积调查（2005年6月30日）(该链接为日语页面)
      
中根教授问道，迄今为止的人为的二氧化碳排放，由森林和海洋进行有效的光合作用而对付过去了。但是，今后还会像以前那样吸收二氧化碳吗？最近100年来，温度上升了0.6℃，预测今后100年将平均上升4℃，如果真的这样，光合作用就将跟不上。
教授说，“这么看的话，屋顶绿化的进展没有想象那么顺利。可以认为是成本和维护阻碍了发展，使用竹炭可以解决这两个问题，所以我想大力普及使用竹炭的新的屋顶绿化系统”，显示了对普及的热情。期待再次利用作为乡村山林人们的生活来源的竹林，将会恢复乡村山林的生气，还能成为对灾害的防患于未然的手段。
教授兴奋地说道，“如果在便利店搞屋顶绿化，节省下来的电费马上就可以收回初期设备投资。如果全国的便利店都实现屋顶绿化，能节约多少能源啊！想想都兴奋不已”。

中根教授说，“我想大力普及！”

教授还说，“在高尔夫球场进行实验，得到了浇水量降低到以前的1/3，肥料和农药降低到一半的结果。整年可以享受绿色地毯，并且维护也方便，可以节约经费。可以预料，干燥地区的中国和韩国的高尔夫球场也会有这方面的需求。尤其是中国，今后还计划建造许多高尔夫球场，希望一定使用这个绿化系统”。
竹炭对防止沙漠化也能发挥作用，学校的操场，城市大楼的屋顶上都有竹炭的用武之地，教授的梦想越来越大。回国后，教授大力培养带领本国解决环境问题的留学生。2008年4月，教授为了让小学生也了解竹炭的魅力，出版了『竹炭的不可思议的力量—寻找温暖化对策的可能性』（小峰书店）。

『竹炭的不可思议的力量—寻找温暖化对策的可能性』（小峰书店）     

＞介绍小峰书店系列【与自然同在】的网页(该链接为日语页面)
 

后记  

听到教授充满信心地叙说“要用新型绿化系统将城市大楼的屋顶变成热带雨林！”，使采访的笔者也精神倍增。创造能源的“太阳能发电”，“小型风力发电机”，另一方面是抑制能源消耗的“屋顶绿化”。在屋顶安装太阳能电池板和屋顶绿化花园是相互争夺场地的…，该选择哪个呢？这是个令人烦恼的采访。（Ｏ）

去年在综合科学院屋顶上收获的越光大米。今年的秧苗将使用这些大米。