瀬戸内流域における自然物質循環速度を考慮した環境劣化の影響評価―岩石―水―生物相互作用の速度論的解析―

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13308030
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 福岡 正人 広島大学, 総合科学部, 教授 (70117232)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 開発 一郎 広島大学, 総合科学部, 教授 (60160959) ; 於保 幸正 広島大学, 総合科学部, 教授 (80152560) ; 小野寺 真一 広島大学, 総合科学部, 助教授 (50304366) ; 北川 隆司 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70112167) ; 佐藤 高晴 広島大学, 総合科学部, 助教授 (90196246)
• Keywords: 物質循環 / 速度論 / 環境劣化 / 岩石 / 水 / 生物 / 酸性化 / 風化

Research Abstract

本研究では、瀬戸内海及び沿岸流域の持続的利用のために、酸性雨、温暖化、山火事、人為的撹乱などの環境変化にともなう物質循環の変化(土壌劣化、酸性化、富栄養化、重金属流出)を予測し評価することを目的として、瀬戸内流域における自然の物質循環速度及び土壌劣化速度をモニターした。その結果、以下のことが確認された。1)山火事流域における植生の生長速度、養分吸収量を明らかにし、その量が土壌劣化速度の1オーダー以下であることを明らかにした。2)風化速度及び溶出速度に関するレビューを行い、鉱物レベルから山体レベルまで異なるスケールで風化過程と速度を試算した。a)数万年オーダーの深層風化機構を推定した。b)花崗岩の物理的風化過程としてマイクロシーティング構造の特性を確認した。c)個々の鉱物レベルでの風化速度を見積もるため、試験流域の花崗岩構成鉱物(斜長石)、及び土壌を用いて溶出実験を行った。d)花崗岩山地における流出過程を明らかにし、鉱物間、水-鉱物、生物素過程岩石との関係を確認した。3)土壌劣化速度の評価を行うため、溜池及び砂防ダムにおける堆積物,堆砂量をもとに土壌侵食速度、養分流出量の変動とともに、渓流水の酸収支をもとに酸性化速度を確認した。4)a)地下水中の硝酸濃度の変動、地下水から河川水への負荷量の変勃を確認した。b)酸性化にともなう微量金属イオンの流出、c)山火事にともなう土砂流出量の増大、d)降雨流出過程と酸性雨にともなう流域の酸性化過程(生物素過程で生じる酸)、e)降雨流出過程の影響とそれによる塩基の流亡が示唆された。

Research Products

• [Publications] 小野寺 真一: "瀬戸内土壌劣化流域における降水から湧水への金属成分の変化"陸水学雑誌. 63. 21-30 (2002)
• [Publications] Naruoka, Tomohiro: "Evaluation of cation exchange processes in acid soil slope for solute transport modeling in unsaturated zone"Acta Univ. Carolinae, Geologica. 46. 439-441 (2002)
• [Publications] 小野寺 真一: "広島県瀬戸内海沿岸域の降雨特性-降雨時間帯、季節性、降雨強度-"広島大学総合科学部紀要IV. 28. 61-68 (2002)
• [Publications] 斎藤 光代: "瀬戸内海沿岸小河川における硝酸性窒素負荷量-果樹洗面積、溜池、扇状地の効果"広島大学総合科学部紀要IV. 28. 71-84 (2002)
• [Publications] 竹井 務: "表流水の水質の空間分布特性とその評価に関する研究-西条盆地の250mメッシュの地理情報による評価-"広島大学総合科学部紀要IV. 28. 69-75 (2002)
• [Publications] Hongu, H: "High Al contents in quartz and hydrothermal alteration of the "Roseki" deposits in the Mitsuishi district, Southwest Japan"Jour. Mineralogical and Petrological Sciences. 97. 168-176 (2002)
• [Publications] 地下まゆみ: "宇久ロウ石鉱床に産するpyrohylliteの結晶表面マイクロトポグラフ"粘土科学. 42. 15-20 (2002)
• [Publications] 日和田修司: "島根県東伯郡東郷町・三朝町の町境における白亜紀花崗岩のスメクタイト化による法面変形について"粘土科学. 41. 139-143 (2001)
• [Publications] Mayumi Jige: "Surface microtopograhies of pyrophyllite from different modes of occurrence"Proc.Int. C. C.. (2002)
• [Publications] 宮原正明: "御荷鉢緑色岩類中の地すべり地に生成する粘土鉱物-怒田・八畝,蔭地すべり地-"粘土科学. 42. 81-88 (2002)
• [Publications] 北川隆司: "ベトナムにおけるPyrophyllite鉱床・カオリン鉱床とベトナム事情"人工粘士. 55. 2-19 (2002)
• [Publications] 宇野洋平: "西の谷地すべり地における粘土鉱物と地すべり発生との関係"日本地すべり学会 講演論文集. 1-4 (2002)
• [Publications] 宮原正明: "中央構造線沿いの熱水変質作用により生成したスメクタイトの鉱物学的特長"日本地すべり学会 講演論文集. 5-8 (2002)
• [Publications] 北川隆司: "ネパールの地すべりと変貌したネパール"人工粘士. 55. 2-19 (2002)
• [Publications] 鹿江宏明: "防災リテラシーの確立をめざした小・中・高等学校一貫教育の創造(1)"広島大学学部:付属学校共同研究紀要. 30. 135-140 (2002)
• [Publications] 地下まゆみ: "花崗岩のスメクタイト化による法面変形の機構と対策,その一"応用地質学会講演論文集. 207-210 (2002)
• [Publications] 日和田修司: "花崗岩のスメクタイト化による法面変形の機構と対策,その2"応用地質学会講演論文集. 211-214 (2002)
• [Publications] 宮原正明: "御荷鉾緑色岩の変質と膨潤性緑泥石"応用地質学会講演論文集. 37-40 (2002)
• [Publications] Yamanaka, T.: "Footprint analysis using event-based isotope data for identifying source area of precipitated"Journal of Geophysical Research -Atmosphere. 107. (2003)
• [Publications] Yamanaka, T.: "Time-space structure of surface soil moisture variation over a Mongolian grassland"EOS Trans. AGU. 83・22. (2002)
• [Publications] Udachin, V.: "The formation and development of the deposits from ophiolitic zones"Russian Academy of Science Pub. (2002)
• [Publications] 日本林業技術協会: "森に学ぶ101のヒント"東京書籍. 225 (2002)