2019 Fiscal Year Annual Research Report
森林源流域から進行する窒素飽和メカニズムの解明と森林炭素蓄積能力への影響評価
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17H01868
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
堅田 元喜 茨城大学, 地球変動適応科学研究機関, 講師 (00391251)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 慶太郎 京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (60549426)
小嵐 淳 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30421697)
山口 高志 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 環境・地質研究本部 環境科学研究センター, 研究主任 (90462316)
渡辺 誠 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50612256)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 落葉広葉樹林 / 窒素飽和 / 大気アンモニア / 窒素負荷 / 土壌微生物活性 / 樹木生産 / 窒素流出 / エッジ効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は、前年度までに研究対象地域（北海道標茶町の北海道研究林（落葉広葉樹林）の林内部と農畜産由来の大気アンモニア（NH3）の負荷（沈着）の影響を受けやすい林縁部）で収集したサンプルの分析とデータ解析を行った。大気中ガス状・粒子状の反応性窒素（NH3およびNH4）の濃度を比較したところ、粒子状NH4濃度は林縁と林内でほとんど減衰しなかったのに対して、NH3は林縁から林内もしくは林冠へと拡散する間に8割程度が沈着することがわかった。林内雨の観測と雨水中濃度の分析結果によると、生育期全体の全無機態窒素成分の負荷量は林縁部で4 kgN ha-1となり、林内部に比べて大きかった1 kgN ha-1分は林縁部での農牧地からのNH3の乾性沈着の増幅（エッジ効果）によるものと考えられた。この増幅分が、研究林の存在が確認されている1949年から現在（2019年）に至るまで林縁部に負荷され続けてきたとすれば、林縁部には林内部に比べて70 kgN ha-1大きい負荷を受けてきたことになる。この長期的な窒素負荷による植生の影響を調べたところ、ミズナラやササの光合成やそれに対する窒素利用特性に変化はなかったが、林縁部における林分レベルのバイオマス生産を増加させていることが明らかになった。土壌への影響を調査した結果、土壌微生物の活性を増大し、特に、O層における土壌有機炭素の分解を促進することで、森林生態系における炭素収支バランスに影響を及ぼしうることもわかった。さらに、土壌硝化速度や硝酸態窒素現存量も大きかったことから、系外への窒素流出へも少なからず影響を与えたものと推察される。集水域の渓流水中の硝酸態窒素濃度の空間分布は、上述した林縁部における窒素負荷の増大による渓流への硝酸態窒素流出の増加と、地下水を経由して放牧地由来の硝酸態窒素の湧出の両方の影響を受けている可能性も示された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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