森林渓流水の硝酸態窒素濃度にみられる地理的勾配ー生態学的メカニズムの立証

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08680552
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture & Technology
• Principal Investigator: 楊 宗興 東京農工大学, 農学部, 助手 (50260526)
• Keywords: 渓流水 / 硝酸態窒素 / 窒素循環 / 窒素飽和 / 富栄養化 / CN比 / 大気降下物 / 温度

Research Abstract

1.自然の森林渓流水中にどれほどの濃度で硝酸態窒素(以下,NO_3^-)が含まれているかについて関東地方一円の多数の渓流水を調査し,その広域分布を明らかにした。その結果,渓流水中のNO_3^-濃度には,首都圏に近いほど濃度が高く,遠ざかるほど濃度が低下する系統的な地理分布が存在するという実態が明らかになった。
2.渓流NO_3^-レベルとの関連が考えられる流域土壌の化学的性質について検討した。土壌分析の結果,(1)土壌中でNO_3^-として窒素が存在している割合は土壌のC/N比の増大に伴い低下する,(2)土壌C/N比は寒冷な地域ほど増大する,という2つの事実が見出された。
3.土壌の実験室での培養実験を行い,NO_3^-生成能など生化学性を検討した。その結果,NO_3^-の生成自体も土壌のC/N比に大きく影響を受け,C/N比約18以上ではほとんどNO_3^-は生成されないが,それ以下で顕著に増大することが明らかになった。
4.渓流のNO_3^-濃度の異なる曲型的な4地域の土壌中に温度記録ロガーを理設し,土壌温度の変化を一年以上の期間にわたりモニターした。解析の結果,NO_3^-濃度の低い地域ほど低温であり,最暖地と最寒地の間では日平均で6.0℃,15℃を基準とした年間の積算温度量で10.9倍の差があることが示された。
5.以上の結果から,渓流のNO_3^-レベルは流域土壌のC/N比の高低に依存した窒素循環の違いに起因したものであること,低温環境ではリターの分解が抑制されてC/N比の高い土壌が形成されることから,窒素循環の違いは温度という気候要因により説明可能であることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 楊 宗興: "渓流水NO_3^-濃度の地理的変動は大気降下物に由来したものか" 日本環境科学会誌. 9. 94-95 (1996)
• [Publications] 木平 英一: "森林流域谷底部土壌の脱窒作用" 日本林学会誌. 79. 83-88 (1997)
• [Publications] 木平 英一: "降雨に伴う渓流水のNO^ー_3ーN窒素安定同位体比の変動" 水文・水資源学会誌. 10. 360-366 (1997)