| Project/Area Number |
22K05886
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Gifu University (2023)
Shimane University (2022) |
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Principal Investigator |
吉岡 有美 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40753885)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 酸素・水素安定同位体比 / 環境トレーサー / 水蒸気 / 水循環 / 地下水涵養 / 同位体収支 / 水収支 |
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| Outline of Research at the Start |
水分子に含まれる酸素・水素の安定同位体は，水分子そのものというわかりやすさがあり，他のトレーサー（追跡）とは異なり液相に加えて気相としても輸送される．また，蒸発を受けると同位体比が高くなる特性がある．この特徴を利用して水田での水・水蒸気移動（水文過程）を明らかにすることを目的に，水田内，直上，土壌内で生じる水の同位体比の輸送を網羅的な調査や実験で定量化しながらモデリングに取り組む．
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸素・水素安定同位体比は，水田のように強い蒸発を受けると，動的同位体分別効果によって同位体比が上昇するとともに蒸発線とよばれる酸素同位体比と水素同位体比の関係（傾き）が小さくなる特徴がある．蒸発の影響が大きく，水収支変動が大きい水田を対象として，日単位での水田の流入流出による水収支式，同位体収支式，大気水蒸気と水田水面付近の水蒸気との非平衡反応（動的同位体分別）で生じる蒸発水蒸気の同位体比をCraig-Gordon式を用いて推定し，田面水の同位体比変動を表現するモデルを作成した．Craig-Gordon式のモデルパラメータのうち，大気水蒸気および動的同位体分別係数（実際的には大気静止状態を表現するパラメータ）が田面水の同位体比に与える感度解析を行った．水田は貯水量が少ないため灌漑排水操作などによって湛水深が大きく変動するため，数mmの蒸発量であっても蒸発率（蒸発量／蒸発を受ける前の貯水量）が数十パーセント以上と大きくなる場合があり，その際に田面水の同位体比の上昇が過大に推定されることがわかった．
そこで，動的同位体分別係数の設定方法を検討するため，ガラス室内で同位体比の異なる水を複数用意して，異なる貯水量のカラムによる蒸発実験を行い，蒸発率と同位体上昇量の関係を評価した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
順調に水田の大気-地表部を対象とした水の同位体モデル作成を進めることができた．また，カラムを用いた蒸発実験を複数実施し，同位体比データを得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
水田の大気-地表部のモデリングに続いて，地表から地下水面までの水田土壌内での同位体モデルの作成を行う．土壌内での水蒸気同位体の移動に伴う同位体比変動に着目するため，実験室での土壌カラム実験に取り組む予定である．
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