Factors controlling the relationship between dissolved organic matter and iron from the forest soil to the sea

• Project/Area Number: 26660127
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: Fukushima Keitaro 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 特任助教 (60549426)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 溶存有機物 / 溶存全鉄 / 河川水質 / 森川里海 / EEM-PARAFAC / 腐植様物質 / 汽水域 / 土地利用 / タンパク様物質 / 溶存鉄 / 塩分 / 二価鉄 / 三価鉄 / フルボ酸様物質

Outline of Final Research Achievements

Dissolved organic matter (DOM) is of key importance in delivering dissolved iron (DFe) from river to the ocean. In forested watersheds, DFe concentration was positively correlated with the fluorescence intensity of humic-like substances, indicating that DFe and humic substances exhibit the same behavior in the forested streamwater. Moreover, a small, flat swamp existing nearby the streamwater is likely the main source of DFe. The spatial distribution of DOM and DFe from river to the sea were examined to elucidate their controlling factors in the Kesennuma Bay. DOM derived from humic-like substances and DFe increased with an increased proportion of cropland area to total watershed areas. DFe concentrations sharply declined as the salinity in river water increased. The salinity control and solar light irradiation experiment revealed that Fe-binding ligands extracted from cropland soil may have a higher resistance to degradation by sea salt, but be readily decomposed by sun light.

Research Products

• [Journal Article] Changes in the anatomy, morphology and mycorrhizal infection of fine root systems of Cryptomeria japonica in relation to stand ageing (2017)
  • Author(s): Hishi,Takuo;Tateno,Ryunosuke;Fukushima,Keitaro;Fujimaki,Reiji;Itoh,Masami;Tokuchi,Naoko
  • Journal Title: Tree Physiology Volume: 37 Pages: 61-70
  • DOI: 10.1093/treephys/tpw076
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Estimation of field soil nitrogen mineralization and nitrification rates using soil N transformation parameters obtained through laboratory incubation (2017)
  • Author(s): Urakawa R, Ohte N, Shibata H, Tateno R, Inagaki Y, Oda T, Toda H, Fukuzawa K, Watanabe T, Hishi T, Oyanagi N, Nakata M, Fukushima K, Nakanishi A
  • Journal Title: Ecological Research Volume: 32 Issue: 2 Pages: 279-285
  • DOI: 10.1007/s11284-016-1420-5
  • NAID: 40021141607
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Coniferous needle litter acts as a stable food resource for stream detritivores (2016)
  • Author(s): Sakai M, Fukushima K, Naito RS, Natuhara Y, Kato M
  • Journal Title: Hydrobiologia Volume: 779 Issue: 1 Pages: 161-171
  • DOI: 10.1007/s10750-016-2813-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SPATIAL DISTRIBUTION OF DISSOLVED ORGANIC MATTER CONCENTRATION AND CHARACTERISTICS IN RIVER BASINS OF THE KESENNUMA BAY (2016)
  • Author(s): 福島慶太郎・富田遼平・横山勝英
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research) Volume: 72 Issue: 5 Pages: I_165-I_172
  • DOI: 10.2208/jscejer.72.I_165
  • NAID: 130005243638
  • ISSN: 2185-6648
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] FORMATION AND TRANSITION PROCESS OF SALT MARSH DEVASTATED BY THE GREAT EAST JAPAN EARTHQUAKE —THE CASE OF MOUNE AREA, KESENNUMA CITY— (2016)
  • Author(s): 橋本和磨・福島慶太郎・横山勝英
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research) Volume: 72 Issue: 5 Pages: I_179-I_186
  • DOI: 10.2208/jscejer.72.I_179
  • NAID: 130005243645
  • ISSN: 2185-6648
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Changes in soil-derived DOM characteristics and dissolved iron concentrations by salinity and solar light irradiation. (2016)
  • Author(s): Fukushima K, Tomita R, Yanagi R, Yokoyama K.
  • Journal Title: Proceedings of the 18th International Conference of International Humic Substance Society Volume: 18 Pages: 1-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors contributing to soil nitrogen mineralization and nitrification rates of forest soils in the Japanese archipelago (2016)
  • Author(s): Rieko Urakawa, Nobuhito Ohte, Hideaki Shibata, Kazuo Isobe and 20 authors
  • Journal Title: Forest Ecology and Management Volume: 361 Pages: 382-396
  • DOI: 10.1016/j.foreco.2015.11.033
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Predominance of a single clone of the most widely distributed bamboo species Phyllostachys edulis in East Asia. (2016)
  • Author(s): Isagi Y, Oda T, Fukushima K, Lian C, Yokogawa M, Kaneko S.
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: 129 Issue: 1 Pages: 21-27
  • DOI: 10.1007/s10265-015-0766-z
  • NAID: 40020697686
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 間伐とシカ排除柵設置がスギの幹成長に及ぼす直接的・間接的影響 -芦生の未間伐スギ人工林における事例-. (2016)
  • Author(s): 松山周平・福島慶太郎・白澤紘明・向昌宏・平井岳志・境慎二朗・石原正恵・岩井有加・八木弥生・谷鑫・立岩沙知子・長谷川尚史・吉岡崇仁
  • Journal Title: 森林研究 Volume: 79 Pages: 1-9
  • NAID: 120006353838
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 京都府芦生研究林におけるニホンジカによる植生被害と森林生態系への影響 (2015)
  • Author(s): 福島慶太郎・立岩沙知子・高柳敦・吉岡崇仁
  • Journal Title: 水利科学 Volume: 59 Pages: 65-83
  • NAID: 220000150181
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sources of uncertainty in estimating stream solute export from headwater catchments at three sites. (2015)
  • Author(s): Yanai RD, Tokuchi N, Campbell JL, Green MB, Matsuzaki E, Laseter SN, Brown CL, Bailey AS, Lyons P, Levine CR, Buso DC, Likens GE, Knoepp JD, Fukushima K.
  • Journal Title: Hydrological Processes Volume: 29 Issue: 7 Pages: 1793-1805
  • DOI: 10.1002/hyp.10265
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The species biology of bamboos in Japan: from gene to landscape (2015)
  • Author(s): Kobayashi T, Fuksuhima K, Hisamoto Y, Inoue A
  • Journal Title: Plant Species Biology Volume: 30 Issue: 1 Pages: 42-44
  • DOI: 10.1111/1442-1984.12075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impacts of moso bamboo (Phyllostachys pubescens) invasion on dry matter, and carbon and nitrogen stocks in a broad-leaved secondary forest located in Kyoto, western Japan. (2015)
  • Author(s): Fukushima K, Usui N, Ogawa R, Tokuchi N.
  • Journal Title: Plant Species Biology Volume: 30 Issue: 2 Pages: 81-95
  • DOI: 10.1111/1442-1984.12066
  • NAID: 120005663308
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ecological Research (2015)
  • Author(s): Urakawa R, Ohte N, Shibata H, Tateno R, Hishi T, Fukushima K, Inagaki Y, Hirai K, Oda T, Oyanagi N, Nakata M, Toda Hayakawa A, Kotani A, Kuroiwa M, Isobe K., Tanaka K, Fukuzawa K, Watanabe T, Tokuchi N, Nakaji T, Saigusa N, Yamao Y, Nakanishi A, Enoki T, Ugawa S, H
  • Journal Title: Ecological Research Volume: 30 Issue: 1 Pages: 1-2
  • DOI: 10.1007/s11284-014-1212-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] シカによる下層植生の過採食が森 林の土壌窒素動態に与える影響 (2014)
  • Author(s): 福島慶太郎・阪口翔太・井上みずき・藤木大介・徳地直子・西岡裕平・長谷 川敦史・藤井弘明・山崎理正・高柳敦
  • Journal Title: 日本緑化工学会誌 Volume: 39 Pages: 360-367
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parasites and forest chronosequence: long-term recovery of nematomorph parasites after clear-cut logging. (2014)
  • Author(s): Sato T, Watanabe K, Fukushima K, Tokuchi N.
  • Journal Title: Forest Ecology and Management Volume: 314 Pages: 166-171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent characteristics of dissolved organic matter produced by bloom-forming coastal phytoplankton. (2014)
  • Author(s): Fukushima K, Fukuzaki K, Yoshioka T,Ishii K, Sawayama S, Imai I.
  • Journal Title: Journal of Plankton Research Volume: - Issue: 3 Pages: 685-694
  • DOI: 10.1093/plankt/fbu015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of freeze-thaw cycles resulting from winter climate change on soil nitrogen cycling in ten temperate forest ecosystems throughout the Japanese archipelago (2014)
  • Author(s): Urakawa R, Shibata H, Kuroiwa M, Inagaki Y, Tateno R, Hishi T, Fukuzawa K, Hirai K, Toda H, Oyanagi N, Nakata M, Nakanishi A, Fukushima K, Enoki T, Suwa Y.
  • Journal Title: Soil Biology & Biochemistry Volume: 74 Pages: 82-94
  • DOI: 10.1016/j.soilbio.2014.02.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] シカによる森林下層植生の衰退と窒素流出の関係：降雨時の応答に着目して (2017)
  • Author(s): 福島慶太郎・境優・橋本智之・阪口翔太・井上みずき・藤木大介・徳地直子・西岡裕平・長谷川敦史・林大輔・山崎理正・高柳敦
  • Organizer: 第128回日本森林学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] モウソウチク林斜面における浸透経路と根茎の関係 (2017)
  • Author(s): 平岡真合乃・篠原慶規・正岡直也・福島慶太郎・五味高志
  • Organizer: 第128回日本森林学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 気仙沼湾の環境特性と鉄の挙動の関係性 (2017)
  • Author(s): 山本光夫・劉丹・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 平成29年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都港区)
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 由良川-丹後海における栄養塩・溶存鉄の動態と生物生産 (2017)
  • Author(s): 渡辺謙太・福島慶太郎・笠井亮秀・吉岡崇仁・山下洋
  • Organizer: 平成29年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都港区)
  • Year and Date: 2017-03-26
• [Presentation] 気仙沼流域圏における溶存有機物および溶存鉄の挙動 (2017)
  • Author(s): 福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 平成29年度水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都港区)
  • Year and Date: 2017-03-26
  • Invited
• [Presentation] 早期開花性を獲得した蛇紋岩型アキノキリンソウの集団分化と局所適応 (2017)
  • Author(s): 阪口翔太・堀江健二・石川直子・永野惇・本庄三恵・工藤洋・福島慶太郎・成田あゆ・山崎理正・井鷺裕司・伊藤元己
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] ミヤマヨメナにおける矮性型の進化と土壌適応に関する遺伝子発現解析 (2017)
  • Author(s): 石川直子・阪口翔太・横山政昭・福島慶太郎・伊藤元己
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 津波後の気仙沼湾における麻痺性貝毒原因プランクトンの発生と栄養塩動態について (2017)
  • Author(s): 福島慶太郎・安部真央・夏池真史・長坂翔子・横山勝英
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 山地に発生する霧はスギ林への水や栄養物質の供給源となっているか? (2017)
  • Author(s): 堅田元喜・山口高志・堀江洋祐・福島慶太郎・平木隆年
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 落葉広葉樹二次林における長期のササ林床除去による土壌物質動態への影響 (2017)
  • Author(s): 藤巻玲路・山下多聞・葛西絵里香・尾崎嘉信・福島慶太郎
  • Organizer: 第64回日本生態学会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 蛇紋岩型および湿地型サワシロギク植物体と各生態型生育地の菌叢比較 (2017)
  • Author(s): 真鍋遼・岡野凌一・徳本勇人・福島慶太郎・阪口翔太・石川直子・伊藤元己・西野貴子
  • Organizer: 日本植物分類学会第16回大会
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府京都市)
  • Year and Date: 2017-03-09
• [Presentation] 森林生態系における渓流水質・水棲生物相の規定要因と攪乱影響 (2016)
  • Author(s): 福島慶太郎
  • Organizer: 平成28年度全国湖沼河川養殖研究会マス類資源研究部会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都港区)
  • Year and Date: 2016-12-01
  • Invited
• [Presentation] 気仙沼湾および流入河川における水質の長期変動解析と震災による攪乱影響評価 (2016)
  • Author(s): 福島慶太郎・長坂翔子・安部真央・横山勝英
  • Organizer: 第81回日本陸水学会
  • Place of Presentation: 琉球大学琉球大学(沖縄県西原市)
  • Year and Date: 2016-11-02
• [Presentation] 河川及び沿岸域における溶存有機物の時空間変化-震災によって創出された塩性湿地の影響- (2016)
  • Author(s): 橋本和磨・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 第81回日本陸水学会
  • Place of Presentation: 琉球大学(沖縄県西原市)
  • Year and Date: 2016-11-02
• [Presentation] サワシロギクの遺伝的構造の検証と蛇紋岩適応 (2016)
  • Author(s): 西野貴子・福島慶太郎・阪口翔太・石川直子・伊藤元己
  • Organizer: 日本植物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
  • Year and Date: 2016-09-16
• [Presentation] Changes in soil-derived DOM characteristics and dissolved iron concentrations by salinity and solar light irradiation. (2016)
  • Author(s): Fukushima K, Tomita R, Yanagi R, Yokoyama K.
  • Organizer: 18th International Conference of International Humic Substance Society
  • Place of Presentation: 金沢市文化ホール(石川県金沢市)
  • Year and Date: 2016-09-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 震災によって創出された塩性湿地における栄養塩収支 (2016)
  • Author(s): 橋本和磨・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 土木学会全国大会第71回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] 東日本大震災による塩性湿地の形成過程に関する研究－気仙沼舞根地区の事例－ (2016)
  • Author(s): 橋本和磨・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 第24回地球環境シンポジウム
  • Place of Presentation: 首都大学東京(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] 気仙沼湾に流入する河川水中の溶存態有機物の規定要因 (2016)
  • Author(s): 福島慶太郎・富田良平・横山勝英
  • Organizer: 第24回地球環境シンポジウム
  • Place of Presentation: 首都大学東京(東京都八王子市)
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] 室内培養で得られる無機化・硝化パラメータによる野外窒素無機化量の推定 (2016)
  • Author(s): 浦川梨恵子・大手信人・柴田英昭・舘野隆之輔・小田智基・戸田浩人・福澤加里部・渡辺恒大・菱拓雄・小柳信宏・中田誠・稲垣善之・福島慶太郎・中西麻美
  • Organizer: 第127回日本森林学会
  • Place of Presentation: 日本大学湘南キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] 気仙沼湾沿岸における溶存態有機物の起源とその時空間変化 (2016)
  • Author(s): 福島慶太郎・富田遼平・横山勝英
  • Organizer: 第63回日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] アキノキリンソウ土壌エコタイプにおける環境適応と生殖隔離 (2016)
  • Author(s): 阪口翔太・堀江健二・石川直子・永野惇・本庄三恵・工藤洋・福島慶太郎・伊藤元己
  • Organizer: 第63回日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-24
• [Presentation] 富山県において窒素飽和・非飽和状態下にある落葉広葉樹林間の窒素動態の比較 (2016)
  • Author(s): 牧野奏佳香・徳地直子・福島慶太郎・川上智規
  • Organizer: 第63回日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] 気仙沼・舞根湾における鉄の動態に及ぼす河川の影響評価 (2016)
  • Author(s): 山本光夫・劉丹・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 化学工学会第81年会
  • Place of Presentation: 関西大学千里山キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-14
• [Presentation] 蛇紋岩植物シュンジュギクにおける土壌適応 (2016)
  • Author(s): 石川直子・阪口翔太・横山政昭・福島慶太郎・伊藤元己
  • Organizer: 日本植物分類学会第15回大会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2016-03-06
• [Presentation] 気仙沼・舞根湾における鉄を中心とした物質の動態 (2015)
  • Author(s): 山本光夫・劉丹・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 2015年度水産海洋学会研究発表大会
  • Place of Presentation: 釧路市観光国際交流センター
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] 福島原発事故2年後の気仙沼湾流域における放射性セシウムの輸送と分布 (2015)
  • Author(s): 福島慶太郎・橋本達範・河野益近・横山勝英
  • Organizer: 日本陸水学会第80回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-29
• [Presentation] PARAFAC解析を用いた気仙沼湾流域における溶存有機物の動態 (2015)
  • Author(s): 富田遼平・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 日本陸水学会第80回大会
  • Place of Presentation: 北海道大学函館キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-28
• [Presentation] 気仙沼湾流入する河川水中における溶存有機物と土地利用との関係 (2015)
  • Author(s): 富田遼平・福島慶太郎・横山勝英
  • Organizer: 2015年度水文・水資源学会研究発表会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • Year and Date: 2015-09-10
• [Presentation] 人工林における伐採残渣の取り扱いが生態系外への養分流出に与える影響 (2015)
  • Author(s): 福島慶太郎・徳地直子・吉岡崇仁
  • Organizer: 第126回日本森林学会
  • Place of Presentation: 北海道大学，札幌
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 日本の森林土壌における窒素無機化・硝化速度の制限要因 (2015)
  • Author(s): 浦川梨恵子・大手信人・柴田英昭・磯部一夫・舘野隆之輔・小田智基・菱拓雄・福島慶太郎・稲垣善之・平井敬三・小柳信宏・中田誠・戸田浩人・田中健太・渡辺恒大・福澤加里部・徳地直子・鵜川信・榎木勉・中西麻美・三枝信子・小谷亜由美
  • Organizer: 第126回日本森林学会
  • Place of Presentation: 北海道大学，札幌
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 森林源頭部における小集水域間での溶存有機態炭素および硝酸塩濃度の変動要因 (2015)
  • Author(s): 山本知実・白澤紘明・福島慶太郎・長谷川尚史・吉岡崇仁
  • Organizer: 第126回日本森林学会
  • Place of Presentation: 北海道大学，札幌
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 気仙沼湾において震災後に創出された河口部の塩性湿地が陸域から沿岸への栄養塩濃度と組成に与える影響 (2015)
  • Author(s): 福島慶太郎・長坂翔子・鈴木伸弥・日高渉・横山勝英
  • Organizer: 第62回日本生態学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学，鹿児島
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] 窒素状態の異なる近接する落葉広葉樹林での土壌中の硝酸態窒素安定同位体比の比較 (2015)
  • Author(s): 牧野奏佳香・徳地直子・福島慶太郎・川上智規
  • Organizer: 第62回日本生態学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学，鹿児島
  • Year and Date: 2015-03-20
• [Presentation] Spatial Distribution of Dissolved and Particulate Organic Carbon in the Kemena and Tatau Rivers, Sarawak. (2014)
  • Author(s): Fukushima K, Tokuchi N, Samejima H, Jason H, Kano Y.
  • Organizer: International Seminar of "Human Nature Interactions of the Riverine Societies in Sarawak - A Transdisciplinary Approach"
  • Place of Presentation: クチン，マレーシア
  • Year and Date: 2014-12-04
• [Presentation] Influence of landuse on stream water chemistry in Sarawak. (2014)
  • Author(s): Tokuchi N, Samejima H, Jason H, Fukushima K.
  • Organizer: International Seminar of "Human Nature Interactions of the Riverine Societies in Sarawak - A Transdisciplinary Approach"
  • Place of Presentation: クチン，マレーシア
  • Year and Date: 2014-12-04