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重金属同位体を利用した森林生態系における大気沈着負荷量の推定と物質循環変動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06138
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター

研究代表者

浦川 梨恵子  一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 生態影響研究部, 主任研究員 (40776720)

研究分担者 太田 民久  富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (60747591)
申 基チョル  総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
佐瀬 裕之  一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 生態影響研究部, 部長 (20450801)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード森林土壌 / 重金属同位体比 / 鉛同位体比 / ストロンチウム同位体比 / 地理的分布 / 広域調査 / 越境大気汚染 / 越境大気汚染物質 / 大気沈着負荷量 / 物質循環 / 森林生態系 / 大気沈着負荷
研究開始時の研究の概要

越境大気汚染物質の流入による森林生態系の物質循環への悪影響が懸念されており、森林の衰退兆候を早期に検出することが求められている。本研究では大気沈着物質に含まれて流入した重金属が森林の林床有機物や土壌に蓄積していることや、同位体比によりその起源を推定することができる点に着目し、国内の多地点で採取された林床有機物や土壌の重金属の安定同位体比の測定を行う。重金属の濃度や同位体比の地理的分布特性と、調査対象地において既に得られている樹木成長の長期的モニタリングデータや土壌の化学特性や窒素無機化特性などとの関係を検討することにより、土壌や樹木成長に大気沈着影響が顕著に現れる閾値の設定を目指す。

研究成果の概要

森林の生態系サービスを持続的に享受するため、環境変化にともなう衰退の兆候を早期に察知することが重要である。越境大気汚染物質の流入が森林の物質循環を攪乱する懸念があり、重金属の同位体比を用いた検出手法の確立が求められている。本研究では、日本の60余ヶ所の森林土壌や林床有機物に含まれる鉛(Pb)およびストロンチウム(Sr)の同位体比を分析し、大気沈着の起源の推定と、その森林生態系への影響評価を試みた。結果として、土壌および林床有機物のSr同位体比は地質と黄砂の影響を受け、Pb同位体比には越境大気汚染物質の寄与が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の学術的意義は、土壌に蓄積する重金属の同位体比を用いて、生態系に流入する物質の起源を推定する新たな方法を確立したことである。日本の多地点の森林の有機物層や鉱質土壌に蓄積している鉛(Pb)およびストロンチウム(Sr)の同位体比を分析し、それらの地理的分布と影響要因を詳細に解明した。これにより、生態系の物質循環に対する大気汚染物質の影響を評価する手法を提供し、森林衰退を早期に察知することに繋がる。社会的には、森林保全や環境政策の推進に寄与し、国民の生活を支える森林の持続可能な管理に貢献することが期待される。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Long‐term changes in stream water chemistry in small forested watersheds in the northern Kanto region2024

    • 著者名/発表者名
      Urakawa Rieko、Toda Hiroto、Cao Yue
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: - 号: 3 ページ: 264-276

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12460

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of geological conditions and atmospheric deposition on soil biogeochemical properties in Japanese forested ecosystems revealed by Sr isotope analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Urakawa Rieko、Ohta Tamihisa、Shin Ki-Cheol、Sase Hiroyuki、Shibata Hideaki、Chikamasa Takaya、Nakano Takanori
    • 雑誌名

      Biogeochemistry

      巻: 162 号: 1 ページ: 57-77

    • DOI

      10.1007/s10533-022-00991-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 森林土壌に含まれる重金属同位体比の長期変動2023

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子、太田民久、申 基澈、佐瀨裕之
    • 学会等名
      第13回同位体環境学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Geographical distribution of radiogenic Sr isotope ratio in soil and its contributing factors in Japanese forest ecosystems2023

    • 著者名/発表者名
      Rieko Urakawa, Tamihisa Ohta, Ki-Cheol Shin, Hiroyuki Sase, Hideaki Shibata, Takaya Chikamasa, Takanori Nakano
    • 学会等名
      Acid Rain 2020-10th International Conference on Acid Deposition
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 森林土壌の化学性に及ぼす地質と大気降下物の影響―Sr同位体比による解析―2022

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子、太田民久、申 基澈、佐瀨裕之、柴田英昭、近政孝哉、中野孝教
    • 学会等名
      第69回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本の森林土壌およびリター層に含まれる鉛同位体比の分布特性2022

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子、太田民久、申 基澈、佐瀨裕之、柴田英昭
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本の森林土壌に含まれる鉛同位体比の地理的分布特性2021

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子、太田民久、申 基澈、佐瀨裕之、柴田英昭
    • 学会等名
      第11回地球研同位体環境学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本の森林土壌に含まれる可給態鉛の地理的分布2021

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子・太田民久・申 基澈・佐瀨裕之・柴田英昭
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本の森林土壌の化学性に対する地質と大気降下物の影響 ―Sr同位体比による解析―2020

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子・太田民久・申 基澈・佐瀨裕之・柴田英昭・中野孝教
    • 学会等名
      第10回同位体環境学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林土壌中の重金属分布の解明―鉛、ストロンチウムに着目した逐次抽出―2020

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子・太田民久・申 基澈・佐瀨裕之・柴田英昭
    • 学会等名
      第131回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林土壌中の重金属分布の解明―鉛、ストロンチウムに着目した逐次抽出―2019

    • 著者名/発表者名
      浦川梨恵子・太田民久・申 基澈・佐瀨裕之・柴田英昭
    • 学会等名
      第9回同位体環境学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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