森林生態系での降雨に伴う溶存元素の動態と渓流水質形成に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08459011
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 相場 芳憲 東京農工大学, 大学院・連合農学研究科, 教授 (00014944)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸田 浩人 東京農工大学, 農学部, 助手 (00237091) ; 小池 孝良 東京農工大学, 農学部, 助教授 (10270919) ; 生原 喜久雄 東京農工大学, 農学部, 教授 (00014960)
• Keywords: 森林生態系 / 土壌水質形成 / 渓流水質形成 / 樹幹量 / 林外雨 / 林内雨 / 化学的風化

Research Abstract

昨年度と同様に、降雨の水質が樹冠・樹幹を通過し、渓流水にいたるまでにどのように変化するのかを森林生態系の物質循環と関連させて調査した。これらの調査を行うために、本学演習林の小流域5ヵ所に調査地を設けた。特に、今までブラックボックスとされていた土壌の水質形成を明らかにするため、ポーラスカップ、イオン交換樹脂バック、イオン交感樹脂コア等を用いて調査を行った。その結果、渓流の水質は土壌生態系へインプットされる降水中のH^+量と鉱物土壌中で生成されるH^+量による粘土コロイドや腐植に吸着している陽イオンとの交換や鉱物の化学的風化の結果として形成されることを明らかにした。従って、森林生態系でのH^+の循環のメカニズムの解明にお重要性が指摘された。
土壌中の水溶性陽イオン量は、NO_3^-の生成量と正の直線関係がみられ、pH5の土壌では、Caが最も多いが、pH4ではAlが最も多い。この様に、土壌の水質形成には土壌のpHが大きく関与していることが分かった。温暖多雨な日本の森林域での渓流の近くでは、土壌中の有機物の分解および硝化作用が活発なため、樹木によるNO3-の吸収が少ないと渓流水のNO_3^-の流出が懸念される。ただし、降水が渓流水になるまでの土壌層での滞留時間または土壌での浸透の程度で、土壌水質は大きく変化する。これは、化学的風化がなされるためで、特に日本では化学的風化が活発に行われていると考察した。
渓流へ混入した落葉量および落葉の分解特性および渓流水のMn、Fe、Zn等の微量元素の分析については現在とりまとめ中である。

Research Products

• [Publications] 呉国南: "林土壌の窒素無機化が水溶イオン量に及ぼす影響" 日本林学会誌. 80. 21-26 (1998)
• [Publications] Guonan Wu: "Forest and Enviroment" China Forestry Publishing House. 1-375 (1997)
• [Publications] 宝田和将: "東京都高尾および青梅森林域での渓流水質特性" 第109回日本林学大会. (発表予定). (1998)