縄文人の農地開拓の歴史を鍾乳石と土から読み解く

Research Project

Project/Area Number	21K18393
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 4:Geography, cultural anthropology, folklore, and related fields
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	加藤大和東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特別研究員 (70782019)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	土壌 / プラントオパール / 植生変化 / 石筍 / トゥファ / 縄文時代 / 植生改変 / 鍾乳石 / 植物ケイ酸体
Outline of Research at the Start	日本の植生は、完新世（約１万年前から現在までの時代）の初期から中期に大きく変化した。最終氷期後の温暖な気候の下、日本列島へ拡散した縄文人が大規模な農地開発をおこない、森林を草原植生へと改変したと考えられる。本研究は、日本各地の鍾乳石と土壌に遺された同位体情報や植物遺骸を紐解き、縄文人による植生改変の過程や空間的な拡がりを、完新世の気候変動と関連付けながら、高い時間分解能で明らかにすることを目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	本年は、土壌プラントオパール分析による植生変動解明のため、東北地方の鍾乳洞地域と周辺の土壌調査をおこなった。各県での調査の結果、福島県のあぶくま洞や入水鍾乳洞に近い仙台平カルストにおいて、厚く堆積した黒ボク土を確認した。表層から深さ約１メートルの土壌をハンドオーガーによりサンプリングし、５センチメートル毎に分取、処理し、プレパラートへの封入と検鏡までおこなった。結果、黒ボク土層には、人為的な植生改変を示す草本起源のプラントオパールが豊富に含まれていることが確認され、現在土壌有機物の放射性炭素年代決定の準備をおこなっている。また、鹿児島県徳之島のトゥファ試料から、プラントオパール抽出の試みをおこなった。トゥファは解放環境で形成される河川成の炭酸塩岩であり、通常、年間数ミリメートルの成長速度で堆積し、内部に明瞭な年成長線が刻まれる。これまでに、同島のトゥファから少量のプラントオパールが検出されており、試料量を増やすことで、年単位の植生変動記録が復元される可能性を示唆できた。同島のトゥファより抽出されるプラントオパールの供給源植物種の同定のため、南西諸島特有の自生植物や栽培植物の組織採取と灰化処理による、プラントオパール標本の蓄積も併せておこなっている。上記の古植生研究に加え、人為的な植生改変活動のバックグラウンドとなった古気候変動の研究もおこなった。本年は、岐阜県大滝鍾乳洞から採取された石筍分析による成果を、国際誌Chemical Geologyにオープンアクセス論文として掲載した。本論では、石筍の炭酸凝集同位体測定を行い、最終氷期から、温暖な気候の縄文時代への温暖化過程を定量的な温度変化カーブとして復元している。また、人類活動に大きな影響を与える季節的な降水変動パターンの変化にも言及している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年までの調査では、人為的植生改変の強い証拠となる、黒ボク土層の発見に至らなかったが、本年は福島県のカルストで研究が進展した。また、昨年おこなった徳之島での土壌調査の難しさから、本年は方針転換を行い、炭酸塩堆積物であるトゥファから直接プラントオパールを抽出できた。研究計画当初の予定にはない高時間解像度の植生復元の可能性を示し、新たな情報媒体として今後の発展が期待できる。以上より、研究初年度の進捗の遅れを取り戻しつつあると判断した。
Strategy for Future Research Activity	仙台平カルストの土壌から抽出、検鏡をおこなったプラントオパールの植物群集変化記録に、土壌有機物の放射性炭素年代データを加え、絶対年代上での植生変動史解明をおこなう。国内各地域のカルストにおける土壌調査を引き続き行い、過去の草原植生を示す証拠となる黒ボク土を発見次第、仙台平カルストと同様のプラントオパール分析を順次行い、近隣の石筍同位体データと合わせて、過去の人為的植生改変の歴史を解明する予定である。徳之島のトゥファからプラントオパールを抽出する試みについては、処理するトゥファの試料量を増やし、検鏡するプラントオパール数を増やすことで、より定量的な植生変動史の解明を目指す。