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近年問題となっている酸性降下物は、森林の樹木や土壌への直接的な影響のみならず、森林生態系における物質循環にも影響を与えると考えられている。生態系を構成している様々な生物にとって、物質循環における総量の変化よりも、それぞれの生育領域・季節における物質の質と量の変化が重要であると思われる。そこで本研究では、森林生態系の主たる物質循環経路である、樹木の樹冠部-幹-土壌という経路において、降水が連続的に接触して降下してくる間にどのように化学成分が変化するかということに焦点を当て、日本の主要な植林樹種であるヒノキを用いて研究をおこなった。まず、乾性降下物が葉面上に付着することが葉面からの化学成分の溶脱現象にどのように影響を与えるかを、連続観測により詳細に調べた。その結果、乾性降下物の付着は溶脱の季節変化のパターンに大きな変化をもたらしていた。この結果を溶脱量として統計的に解析すると、陽イオンについては、有意な影響とは認められないのに対し、陰イオンでは取り込みが起こっていることが示唆された。次に、降下中の化学成分濃度を調整した人工降雨をヒノキ林に降らせ、降水の流路に沿ってどのような化学成分変化が起こるかを調べた。冬季の観測による結果では、カリウムは常に葉面・幹から溶脱しており、カルシウムは取り込みが起こっていることが明らかとなった。それに対し、ナトリウムは植物体とほとんど相互作用がなかった。無機陰イオン濃度はほとんど変化していないので、このような陽イオンの出入りには、測定していない有機陰イオンの関与が推測された。土壌水中の化学成分の濃度変化には降水実験との時間的ずれがあり、連続的な反応として取り扱うことは困難であるが、アンモニウムイオンが土壌水のpH調節に関与していることが示唆された。
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