樹幹流による放射性セシウムの土壌深部への供給が樹木の吸収へ及ぼす影響の解明

• 研究課題/領域番号: 20K15563
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分40010:森林科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人森林研究・整備機構
• 研究代表者: 今村 直広 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (30732383)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 放射性セシウム / 樹幹流 / 深部浸透 / 経根吸収 / 安定同位体セシウム / 細根 / 細根量 / 交換態の放射性セシウム / 根元周り

研究開始時の研究の概要

福島原発事故から9年が経過した現在においても、樹体内の放射性セシウム濃度が増加傾向の森林が存在する。樹木による放射性セシウムの吸収メカニズムを明らかにすることは、樹体内の放射性セシウム濃度を予測する上で欠かすことができない情報である。本研究は、樹木に吸収されやすい土壌中の「溶存態と交換態の放射性セシウム」に着目する。これら溶存態と交換態の放射性セシウムが、樹木根圏への水と物質の集中的な流入経路である「樹幹流」によって土壌深部へ供給され、それら土壌深部の溶存態と交換態の放射性セシウムが、樹体内の放射性セシウム濃度変化に寄与していることを明らかにする。

研究成果の概要

樹幹流には懸濁態よりも溶存態の形態の放射性セシウムが多く存在し、樹幹流の多いコナラでは、樹幹流の流れ込む位置において、土壌中の溶存態と交換態の放射性セシウム量が多い傾向が見られた。また、土壌中の溶存態の放射性セシウムの鉛直分布は一定であったが、交換態の放射性セシウムは土壌表層で多く、土壌表層には樹幹流以外の要因によっても放射性セシウムが供給されてきたと推測された。さらに、コナラは土壌表層から放射性セシウムを吸収していると推定されたため、樹木の放射性セシウム吸収には、樹幹流による放射性セシウムの土壌供給だけが影響している訳ではないことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、樹木近傍の放射性セシウムの供給源である樹幹流に着目し、樹木に吸収される溶存態と交換態の放射性セシウムの分布と吸収の解明を目的に取り組まれた課題である。本成果は、土壌から樹木への放射性セシウム吸収メカニズムの解明に繋がるため、土壌から樹木への放射性セシウムの吸収を低下させる技術の開発に繋がる可能性がある。このことは、事故から10年以上経過した現在でも、しいたけ原木の出荷制限や林業の停滞が続いている福島の森林・林業の復興に貢献できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A pilot study of radiocesium activity concentration in the stemflow of deciduous broad-leaved trees: Its relationship with leaves and outer bark as of 2022-2023 (2024)
  • 著者名/発表者名: Sakashita Wataru、Imamura Naohiro、Sakata Tadashi、Tsuneoka Ren、Shinomiya Yoshiki
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 273 ページ: 107385-107385
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2024.107385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of litter removal five years after the Fukushima accident on 137Cs uptake by Japanese cedar (2024)
  • 著者名/発表者名: Ohmae Yoshimi、Sakashita Wataru、Sakata Tadashi、Imamura Naohiro、Miura Satoru、Akama Akio、Shinomiya Yoshiki
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 273 ページ: 107390-107390
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2024.107390
  • 査読あり
• [雑誌論文] 森林における放射性セシウムの初期動態に関する研究 (2024)
  • 著者名/発表者名: 今村直広
  • 雑誌名: JATAFFジャーナル 巻: 12(4) ページ: 5-11
• [雑誌論文] Radiocesium mobility in different parts of the two major tree species in Fukushima (2023)
  • 著者名/発表者名: Manaka Takuya、Araki Masatake G.、Ohashi Shinta、Imamura Naohiro、Sakashita Wataru、Ogo Sumika、Komatsu Masabumi、Sakata Tadashi、Shinomiya Yoshiki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 9144-9144
  • DOI: 10.1038/s41598-023-35852-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Factors influencing the difference in dissolved ion inputs to the forest floor between deciduous and coniferous stands: comparison under high and low atmospheric deposition conditions (2023)
  • 著者名/発表者名: Imamura Naohiro、Ohte Nobuhito、Tanaka Nobuaki
  • 雑誌名: Environmental Monitoring and Assessment 巻: 196 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1007/s10661-023-12132-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ten-year trends in vertical distribution of radiocesium in Fukushima forest soils, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Manaka Takuya、Komatsu Masabumi、Sakashita Wataru、Imamura Naohiro、Hashimoto Shoji、Hirai Keizo、Miura Satoru、Kaneko Shinji、Sakata Tadashi、Shinomiya Yoshiki
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 251-252 ページ: 106967-106967
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2022.106967
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 福島第一原子力発電所事故後の森林における放射性セシウム動態と渓流生態系への影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金指 努、境 優、今村 直広、大橋 伸太
  • 雑誌名: 地球化学 巻: 55 号: 4 ページ: 144-158
  • DOI: 10.14934/chikyukagaku.55.144
  • NAID: 130008134788
  • ISSN: 0386-4073, 2188-5923
  • 年月日: 2021-12-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 安定同位体セシウムを用いた樹木へ吸収される放射性セシウムの経路推定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 今村直広、渡邊未来
  • 雑誌名: 金属 巻: 91 ページ: 71-75
  • NAID: 40022708479
• [雑誌論文] Dynamics of radiocaesium within forests in Fukushima－results and analysis of a model inter-comparison (2021)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto S, Tanaka T, Komatsu M, Gonze MA, Sakashita W, Kurikami H, Nishina K, Ota M, Ohashi S, Calmon P, Coppin F, Imamura N, Hayashi S, Hirai K, Hurtevent P, Koarashi J, Manaka T, Miura S, Shinomiya Y, Shaw G, Thiry Y
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 238-239 ページ: 106721-106721
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2021.106721
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 福島の森で放射性セシウムはどう動いてきたのか？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 橋本昌司、今村直広、小松雅史、大橋伸太、加藤弘亮、仁科一哉、田上恵子
  • 雑誌名: 森林総合研究所 令和3年版 研究成果選集 巻: - ページ: 10-11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 放射性セシウムは依然として表層土壌に残っていた－森林における長期観測と、きのこ及びきのこ原木林の利用再開の手がかり－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 篠宮佳樹、三浦覚、阪田匡司、坂下渉、高野勉、池田重人、荒木眞岳、平井敬三、小林政広、橋本昌司、今村直広、平出政和、小松雅史、大橋伸太、金子真司、金指努
  • 雑誌名: 森林総合研究所 第4期中長期計画成果集 巻: - ページ: 12-13
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of the rate of 137Cs root uptake into stemwood of Japanese cedar using an isotopic approach (2021)
  • 著者名/発表者名: Imamura Naohiro、Watanabe Mirai、Manaka Takuya
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 755 ページ: 142478-142478
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.142478
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vertical distributions of radiocesium in Japanese forest soils following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: A meta-analysis (2020)
  • 著者名/発表者名: Imamura Naohiro、Komatsu Masabumi、Hashimoto Shoji、Fujii Kazumichi、Kato Hiroaki、Thiry Yves、Shaw George
  • 雑誌名: Journal of Environmental Radioactivity 巻: 225 ページ: 106422-106422
  • DOI: 10.1016/j.jenvrad.2020.106422
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 2022－2023年の葉・外樹皮が樹幹流放射性セシウム濃度に与える影響 (2024)
  • 著者名/発表者名: 坂下渉、今村直広、阪田匡司、常岡廉、篠宮佳樹
  • 学会等名: 第135回日本森林学会大会
• [学会発表] 安定同位体Csを用いたコナラとスギの土壌からの放射性Cs吸収深度の推定 (2024)
  • 著者名/発表者名: 今村直広、大橋伸太、坂下渉、眞中卓也、大前芳美、篠宮佳樹
  • 学会等名: 第135回日本森林学会大会
• [学会発表] 事故後5年目の落葉除去がスギ材の放射性セシウム濃度に及ぼす影響 (2024)
  • 著者名/発表者名: 大前芳美、坂下渉、阪田匡司、今村直広、三浦覚、赤間亮夫、篠宮佳樹
  • 学会等名: 第135回日本森林学会大会
• [学会発表] Factors affecting the difference in the input processes of dissolved ions to forest floor between broad-leaved deciduous and coniferous evergreen stands: Through comparison among the sites with different atmospheric deposition conditions (2023)
  • 著者名/発表者名: IMAMURA Naohiro、OHTE Nobuhito、TANAKA Nobuaki
  • 学会等名: Acid Rain 2020 10th International conference on Acid Deposition
  • 国際学会
• [学会発表] River catchments in the Fukushima area -System conceptualization using catchment and ecosystem data - (2023)
  • 著者名/発表者名: TAGAMI Keiko、UCHIDA Shigeo、ISHII Nobuyoshi、HAYASHI Seiji、TSUJI Hideki、HASHIMOTO Shoji、KOMATSU Masabumi、OHASHI Shinta、IMAMURA Naohiro、MANAKA Takuya、SAKASHITA Wataru、SHINOMIYA Yoshiki、MIURA Satoru
  • 学会等名: IAEA MEREIA Workshop 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 放射性セシウムに汚染された森林における植栽木や実生の面移行係数 (2023)
  • 著者名/発表者名: 三浦覚、大橋伸太、荒木眞岳、小松雅史、橋本昌司、長倉淳子、坂下渉、今村直広、眞中卓也、重永英年、篠宮佳樹
  • 学会等名: 日本森林学会大会
• [学会発表] 落葉除去による除染がスギの放射性セシウム吸収に及ぼす影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大前芳美、篠宮佳樹、阪田匡司、坂下渉、三浦覚、大橋伸太、今村直広、赤間亮夫
  • 学会等名: 日本森林学会大会
• [学会発表] Dynamics of radiocaesium in forests deposited by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident-long-term monitoring and modelling approaches (2022)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto S, Tanaka T, Komatsu, Marc-Andre G, Sakashita W, Kurikami H, Nishina K, Ota M, Ohashi S, Philippe C, Frederic C, Imamura N, Hayashi S, Hirai K, Pierre H, Koarashi J, Manaka T, Miura S, Shinomiya Y, George S, Yves T
  • 学会等名: International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity
  • 国際学会
• [学会発表] 福島第一原発事故後10年間における森林土壌中の放射性セシウム分布の変動 (2022)
  • 著者名/発表者名: 眞中卓也、小松雅史、坂下渉、今村直広、橋本昌司、平井敬三、三浦覚、金子真司、小林政広、阪田匡司、篠宮佳樹
  • 学会等名: 第133回日本森林学会大会
• [学会発表] 樹幹流によって土壌深部へ供給される放射性セシウム (2021)
  • 著者名/発表者名: 今村直広、坂下渉、眞中卓也、篠宮佳樹、小林政広
  • 学会等名: 第132回日本森林学会大会
• [備考] スギ材に取り込まれた放射性セシウムはどこからきたのか？
  • URL: https://www.ffpri.affrc.go.jp/press/2020/20201119/index.html
• [備考] 日本の森林土壌における放射性セシウムの鉛直移動を明らかにしました
  • URL: https://www.ffpri.affrc.go.jp/research/saizensen/2021/20210122-01.html
• [備考] 大気中の窒素酸化物などの濃度が高いと、落葉広葉樹と常緑針葉樹から林床への供給量に差が生じる
  • URL: https://www.ffpri.affrc.go.jp/research/saizensen/2024/20240412.html
• [備考] 福島第一原子力発電所事故後の日本における放射性核種の環境中の移行 第5章：森林生態系
  • URL: http://www.ffpri.affrc.go.jp/rad/pubs.html
• [備考] 日本原子力研究開発機構 根拠情報Q＆Aサイト
  • URL: https://fukushima.jaea.go.jp/QA/q32d.html
• [備考] 森林総合研究所 2021公開講演会「伝えたい！森の中の放射性セシウム－10年で明らかになったこと－」
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=YvEMu1nz96g&list=PLZzxJYmW4GZn4lxKJindN4qEeBgo2iQkP&index=7