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森林流域における一酸化二窒素・メタンの吸収・放出とそれに及ぼす水文過程の影響

研究課題

研究課題/領域番号 15580124
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 林学・森林工学
研究機関北海道大学

研究代表者

杉本 敦子  北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 教授 (50235892)

研究分担者 柴田 英昭 (柴田 秀明 / 柴田 秀昭)  北方生物圏フィールド科学センター, 助教授 (70281798)
高木 健太郎  北方生物圏フィールド科学センター, 助手 (20322844)
大手 信人  京都大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (10233199)
徳地 直子  京都大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (60237071)
木庭 啓助 (木庭 啓介)  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 講師 (90311745)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード一酸化二窒素(N2O) / メタン(CH4) / 森林流域 / 水文過程 / 還元環境 / 脱窒 / 酸化還元環境 / 一酸化二窒素(N_2O) / メタン(CH_4)
研究概要

森林流域からの一酸化二窒素(N_2O)・メタン(CH_4)の吸収・放出と,その制御要因としての水文過程に焦点を当て,滋賀県南部の桐生試験地において観測を行った.CH_4に関しては,流域内の湿地とその周辺,N_2Oは源頭部小流域においてそれぞれガス態と地下水溶存態の濃度を測定した.また,CH_4の炭素安定同位体比の測定を実施した.
この結果以下のことが明らかになった.
1.土壌水分量の少ないヒノキ林の土壌では年間を通じてメタンの吸収を,湿地土壌は年間を通じて放出を示していた.夏期,湿地でヒノキ林における吸収量を大きく上回るような放出が起こることが明らかになった.
2.地温と地下水位の変動に伴って土壌中の酸化還元状態が変化し,メタンの生成・放出が制御されていることが示された.吸収過程には主として土壌水分条件が影響していることがわかった.
3.湿地における地下水中の溶存CH_4とCO_2の炭素安定同位体比の季節変動はよく一致しており,主なCH_4の起源が有機物の分解の結果供給されたCO_2であることが示された.
4.N_2Oは,主に飽和地下水帯縁辺部において,DOC供給が豊富なところで生成されていることが明らかになった.この部分は通常嫌気的であるので,N_2Oの生成は脱窒によるものと考えられた.地下水帯の中央深部ではN_2O濃度が大気平衡レベルよりも低く,N_2Oへのさらなる還元が進んでいることがわかった.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Estimation of mean residence times of subsurface waters using seasonal variation in deuterium excess in a small headwater catchment in Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      Kabeya, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrologic controls on nitrous oxide production and consumption in a forested headwater catchment in central Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      Osaka, K.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of mean residence times of subsurface waters using seasonal variation in deuterium excess in a small headwater catchment in Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      Kabeya, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrologic controls on nitrous oxide production and consumption in a forested headwater catchment in central Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      Osaka, K.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of mean residence times of subsurface waters using seasonal variation in deuterium excess in a small headwater catchment in Japan2006

    • 著者名/発表者名
      Kabeya, N., Katsuyama, M., Kawasaki, M., Ohte, N., Sugimoto, A
    • 雑誌名

      Hydrological Processes (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrologic controls on nitrous oxide production and consumption in a forested headwater catchment in central Japan.2006

    • 著者名/発表者名
      Osaka, K., Ohte, N., Koba, K., Katsuyama, M., Nakajima T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 温帯森林流域におけるメタンフラックスの時空間変動.2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤雅之
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌 18(3),

      ページ: 244-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ヒノキ林における粒子状物質とガス状物質の鉛直分布.2005

    • 著者名/発表者名
      尾保手朋子
    • 雑誌名

      エアロゾル研究 20(2),

      ページ: 144-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of bedrock permeability on hillslope and riparian groundwater dynamics in a weathered granite catchment.2005

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, M.
    • 雑誌名

      Water Resources Research 41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biogeochemical and hydrological controls on carbon export from a forested catchment in central Japan.2005

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, M.
    • 雑誌名

      Ecological Research 20

      ページ: 347-358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temporal and spatial variability of methane flux in a temperate forest watershed.2005

    • 著者名/発表者名
      Ito, M.
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Hydrology and Water Resources (in Japanese with English summary) 18(3)

      ページ: 244-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vertical profiles of gaseous matter in a Japanese cypress forest.2005

    • 著者名/発表者名
      Oboto, T., Ohte, N., Tani, M.
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Research (in Japanese with English summary) 20(2)

      ページ: 144-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 温帯森林流域におけるメタンフラックスの時空間変動2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤雅之, 大手信人, 勝山政則, 木庭啓助, 川崎雅俊, 谷誠
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌 18(3)

      ページ: 244-256

    • NAID

      10015695133

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ヒノキ林における粒子状物質とガス状物質の鉛直分布2005

    • 著者名/発表者名
      尾保手朋子, 大手信人, 谷誠
    • 雑誌名

      エアロゾル研究 20(2)

      ページ: 144-152

    • NAID

      10016437812

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of bedrock permeability on hillslope and riparian groundwater dynamics in a weathered granite catchment2005

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, M., Ohte, N., Kabeya, N
    • 雑誌名

      Water Resources Research, 41

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biogeochemical and hydrological controls on carbon export from a forested catchment in central Japan.2005

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, M., Ohte, N., Katsuyama
    • 雑誌名

      Ecological Research 20

      ページ: 347-358

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of bedrock permeability on hillslope and riparian groundwater dynamics in a weathered granite catchment2005

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, M., Ohte, N., Kabeya, N.
    • 雑誌名

      Water Resources Research 41

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 温帯森林流域におけるメタンフラックスの時空間変動2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤雅之, 大手信人, 勝山正則, 木庭啓介, 川崎雅俊, 谷誠
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌 (印刷中)

    • NAID

      10015695133

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Biogeochemical and hydrological controls on carbon export from a forested catchment in central Japan2005

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki, M., Ohte, N., Katsuyama, M.
    • 雑誌名

      Ecological Research (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Sources of weathering-derived solutes in two granitic catchments with contrasting forest growth.2004

    • 著者名/発表者名
      Asano, Y.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 18

      ページ: 651-666

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 表題 : 風化花崗岩山地源流域の渓流水NO3・濃度形成に対する水文過程のコントロール.2004

    • 著者名/発表者名
      勝山正則
    • 雑誌名

      日本林学会誌 86(1)

      ページ: 27-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Changes in biogeochemical cycling following forest defoliation by pine wilt disease in Kiryu experimental catchment in Japan.2004

    • 著者名/発表者名
      Tokuchi, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 18

      ページ: 2727-2736

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tracing sources of nitrate in snowmelt runoff using a high-resolution isotopic technique.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohte, N.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters 31

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrological control of the streamwater NO3-concentration in a weathered granitic headwater catchment.2004

    • 著者名/発表者名
      Katsuyama, M.
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Forestry Society (in Japanese with English summary) 86(1)

      ページ: 27-36

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Changes in biogeochemical cycling following forest defoliation by pine wilt disease in Kiryu Experimental catchment in Japan.2004

    • 著者名/発表者名
      Tokuchi, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 18

      ページ: 2727-2736

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tracing sources of nitrate in snowmelt runoff using a high-resolution isotopic technique2004

    • 著者名/発表者名
      Ohte, N., S.D.Sebestyen, J.B.Shanlev.D他
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters 31

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrologic and geochemical influences on the dissolved silica concentration in natural water in a steep headwater catchment.2003

    • 著者名/発表者名
      Asano, Y.
    • 雑誌名

      Geochimica et Cosmochimica Acta 67

      ページ: 1973-1989

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interactive responses of dissolved sulfate and nitrate to disturbance associated with pine wilt disease in a temperate forest.2003

    • 著者名/発表者名
      Kim, S.
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition 49

      ページ: 539-550

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 森林流域の窒素流出における水文プロセスの影響.2003

    • 著者名/発表者名
      大手信人
    • 雑誌名

      環境科学会誌 16

      ページ: 233-238

    • NAID

      80015948162

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Episodic increases in nitrate concentrations in streamwater due to the partial dieback of a pine forest in Japan : Runoff generation processes control seasonality.2003

    • 著者名/発表者名
      Ohte, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 17

      ページ: 237-249

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of flowpath dynamics in a steep unchanneled hollow in the Tanakami Mountains of Japan.2003

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 17

      ページ: 417-430

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Seepage area and rate of bedrock groundwater discharge at a granitic unchanneled hillslope.2003

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T.
    • 雑誌名

      Water Resources Research 39 1018

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ヒノキ人工林における土壌-植物間の無機態窒素の移動プロセス.2003

    • 著者名/発表者名
      松村光子
    • 雑誌名

      日本緑化工学会誌 29

      ページ: 301-304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hydrological controls on nitrogen discharge from forested watersheds.2003

    • 著者名/発表者名
      Ohte, N.
    • 雑誌名

      Environmental Science (in Japanese and English summary) 16(3)

      ページ: 233-238

    • NAID

      80015948162

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Episodic increases in nitrate concentrations in streamwater due to the partial dieback of a pine forest in Japan : Runoff generation processes control seasonality2003

    • 著者名/発表者名
      Ohte, N.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 17

      ページ: 237-249

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Seepage area rate of bedrock groundwater discharge at a granitic unchanneled hillslope2003

    • 著者名/発表者名
      Uchida, T.
    • 雑誌名

      Water Resources Research 39

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Inorganic nitrogen transport between plant and soil in a Japanese cypress.2003

    • 著者名/発表者名
      Matsumura, M.
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society of Revegetation Technology (in Japanese) 29(1)

      ページ: 301-304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohte, N., Tokuchi, N., Katsuyama, M., Hobara, S., Asano, Y., Koba, K.: "Episodic increases in nitrate concentrations in streamwater due to the partial dieback of a pine forest in Japan : Runoff generation processes control seasonality"Hydrogical Processes. 17. 237-249 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tokuchi, N., Ohte, N., Hobara, S., Kim, S., Katsuyama, M.: "Changes in biogeochemical cycling following forest defoliation by pine wilt disease in Kiryu experimental catchment in Japan"Hydrogical Processes. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 勝山正則, 大手信人, 小杉賢一朗: "表題:風化花崗岩山地源流域の渓流水NO3-濃度形成に対する水文過程のコントロール"日本林学会誌. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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