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湖沼・沿岸域とその流域でのケイ素動態の解明 : 動態、収支、モデル化、生態系影響

Research Project

Project/Area Number 11J00372
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

荒居 博之  筑波大学, 生命環境系, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsケイ素 / 珪藻 / 長期変化 / モデル化 / 底質 / 放射性セシウム / 福島第一原子力発電所事故 / 霞ヶ浦 / 溶出 / 底質コア / 収支 / 色素 / 数値モデル
Research Abstract

1. 霞ヶ浦における珪藻量の長期変動要因とモデル化
霞ヶ浦における珪藻量は過去30年間で有意に増加しており、ブルームの季節は春・秋から冬~春に変化していた。筆者らは以前、霞ヶ浦におけるSi濃度の長期上昇傾向を示し、その主要因として同時期増加傾向にあった底質由来懸濁物(SS)からのSi溶出を指摘している。Siは珪藻の重要な栄養元素であるが、N・Pに比べてモニタリング例が少なく、その長期的動態が珪藻量に与える影響を評価した陸水学的研究はほとんどない。そこで、霞ヶ浦におけるSi濃度と珪藻量を推定する数値モデルを作成し、数値シミュレーションによる評価を試みた。モデル構築にあたり、筆者らによる霞ヶ浦のSi収支(流入、流出、溶出、珪藻態としての堆積)を参考とし、諸データベースから流量、日射量、SS濃度等を入力変数として使用した。珪藻増殖速度は温度、光、Si濃度に制限されると仮定した。結果、珪藻ブルームのピークに多少の過小評価はあったが、過去30年間の珪藻量の増加傾向及び季節性変化を比較的よく再現できた。これを解析したところ、これらの変化は底質巻き上げの増加で概ね説明でき、珪藻量の増加はSSからのSi溶出、ブルームの季節の変化は濁度増加に伴う光環境の低下が主要因であると考えられた。
2, 霞ヶ浦における放射性セシウムの動態評価
2011~2013年に霞ヶ浦の数地点で底質コアを採取し、乾燥等の処理を施した後、Ge検出器による放射性セシウムの分析を実施した。結果、湖心等の底質表層において^<137>Cs濃度の低下および鉛直分布の変化が確認され、物理的・生物的撹乱による底質の鉛直混合が示唆された。霞ヶ浦(西浦)の底質の^<137>Cs総放射能量はおよそ3×10^<12>Bqと推定された。一方、主要流入2河川におけるSSの採取・分析および霞ヶ浦の湖水と底質を用いた室内分配実験の結果、前述の総放射能量に対し、2012~2013年の1年間に流入した^<137>Cs放射能量は10%以下、湖外への溶存^<137>Cs年間流出量は0.3%程度と推定された。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] 福島第一原子力発電所事故後の東北・関東の湖沼・水源地における放射性セシウムインベントリーの分布と動態2013

    • Author(s)
      荒居博之・福島武彦・恩田裕一
    • Journal Title

      KEK Proceedings

      Volume: 2013-7 Pages: 214-221

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silicon budget of eutrophic Lake Kasumigaura, Japan2012

    • Author(s)
      Arai H, Fukushima T
    • Journal Title

      Journal of Soils and Sediments

      Volume: 12 Issue: 10 Pages: 1501-1507

    • DOI

      10.1007/s11368-012-0603-0

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Increase in silicon concentrations and release from suspended solids and bottom sediments in Lake Kasumigaura, Japan2012

    • Author(s)
      Hiroyuki Aral・Takehiko Fukushima・Kazuhiro Komatsu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Limnology

      Volume: 13巻 Issue: 1 Pages: 81-95

    • DOI

      10.1007/s10201-011-0358-0

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 霞ヶ浦における福島第一原子力発電所事故後の放射性セシウム汚染の実態2014

    • Author(s)
      荒居博之、福島武彦、恩田裕一
    • Organizer
      第15回「環境放射能」研究会
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Long-term increase in diatom abundances in Lake Kasumigaura, Japan : An effect of silicon release from resuspended sediments?2013

    • Author(s)
      Arai H, Fukushima T
    • Organizer
      The 19th biennial ISEM conference
    • Place of Presentation
      The Meteo France International Conferences Centre (Toulouse, France)
    • Year and Date
      2013-10-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 霞ヶ浦におけるケイ素濃度と珪藻量の長期変化要因とモデル化2013

    • Author(s)
      荒居博之、福島武彦
    • Organizer
      日本陸水学会第78回大会(大津大会)
    • Place of Presentation
      龍谷大学(滋賀県大津市)
    • Year and Date
      2013-09-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 東北・関東における湖沼底質中の放射性セシウム堆積量の分布と動態2013

    • Author(s)
      荒居博之、福島武彦、恩田裕一
    • Organizer
      第14回「環境放射能」研究会
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Impacts of long-term silicon increase on diatom blooms in Lake Kasumigaura, Japan2012

    • Author(s)
      荒居博之、福島武彦
    • Organizer
      The 5th Japan-China-Korea Graduate Student Forum
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Year and Date
      2012-09-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 霞ヶ浦における珪藻ブルームの長期変化要因とモデル化2012

    • Author(s)
      荒居博之, 福島武彦
    • Organizer
      日本陸水学会第77回大会(名古屋大会)
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      2012-09-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Impacts of long-term silicon increase on diatom blooms in Lake Kasumigaura, Japan2012

    • Author(s)
      Arai H, Fukushima T
    • Organizer
      The 2012 ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      2012-07-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 湖沼底質中の色素分析による藻類組成変化の復元2011

    • Author(s)
      荒居博之
    • Organizer
      日本陸水学会第76回大会(松江大会)
    • Place of Presentation
      島根大学(島根県)
    • Year and Date
      2011-09-23
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Silicon concentration increase in Lake Kasumigaura, Japan : release from suspended solids and bottom sediments and impacts on phytoplankton dominance2011

    • Author(s)
      Hiroyuki Arai
    • Organizer
      12th International Symposium on the Interactions between Sediment and Water
    • Place of Presentation
      Dartington Hall (Plymouth, England)
    • Year and Date
      2011-06-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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