深層土壌の物理性が物質とエネルギーの循環に及ぼす影響に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13460103
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 宮崎 毅 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (00209892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 拓 東京農工大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40237730) ; 関 勝寿 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (40313069) ; 溝口 勝 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (00181917)
• Keywords: 深層土壌 / 湿原 / 沖積土 / 地温 / ガス / メタン / 微生物 / 土壌構造

Research Abstract

本研究は、気候変動や人為活動の影響が直接的・短期的には現れない深層土壌圏における温度変化、土壌水分変化、土壌構造変化、土壌微生物変化、土壌ガス成分変化、土壌物理性変化などを解明し、これらが表層土壌や地上環境、地下水環境などにおける物質とエネルギーの循環に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。具体的には、(1)泥炭地湿原における地温分布変化、メタンガス発生、収縮沈下などを解析すること、(2)沖積土農地における深層土壌の構造、物理性、水分、微生物、ガス分布などの影響を解析すること、(3)シベリアや中国など海外と日本における深層土壌の特徴の違いを比較・解析すること、(4)最終的には、深層土壌の物理性が物質とエネルギーの循環に及ぼす影響を総合的に解析・評価し、人類が自然環境において果たすべき新たな役割を提唱することを目指す。
初年度の今年は、(1)に関して、北海道美唄湿原にオンセットと呼ばれる超小型温度測定・データロガー装置を埋設し、一年を通じた湿原中の地温分布変化の測定を開始した。本研究で新たに試作したガス採取管を用いて湿原の深層還元層の各深さ(0-100cm)におけるガスを採取した結果、湿原中の地下には気相率にしておよそ10%のガスが存在すること、その主成分がメタンであることが確認された。また、泥炭土壌に関する室内実験の結果、泥炭土壌の収縮沈下は、地下水の急激な低下による初期沈下と微生物による分解による分解沈下に分類できることが明らかになった。
(2)に関して、群馬県嬬恋村のキャベツ畑で土壌断面調査を実施し、土壌の物理性などを測定した。その結果、作土層を境に土壌の物理性が変化していることがわかった。この原因は農地環境の季節変動に関係しているものと考え、現地に土壌水分計と地温計を埋設し、引き続き観測を継続している。
(3)(4)に関しては今年度の継続分と併せて、次年度以降実施する予定である。