| 研究課題/領域番号 |
08456038
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物栄養学・土壌学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
波多野 隆介 北海道大学, 農学部, 教授 (40156344)
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| 研究分担者 |
田中 夕美子 北海道大学, 農学部・附属苫小牧演習林, 教務職員 (60221397)
倉持 寛太 北海道大学, 農学部, 助手 (00225252)
原口 昭 新潟大学, 理学部, 助教授 (50271630)
佐藤 冬樹 北海道大学, 農学部・附属天塩演習林, 助教授 (20187230)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| キーワード | 物質循環 / 生態系 / 酸性雨 / 二酸化炭素 / 亜酸化窒素 / メタン / 硝酸溶脱 / 土壌構造 |
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| 研究概要 |
土壌植物系は、その内部において物質循環を生じさせているとともに、大気圏との物質交換、水圏への物質流出を起こし、大気圏と水圏の質を決定している。人間活動は直接間接にその物質循環へ影響を及ぼしている。本研究ではその物質循環を測定し、モデル化するとともに、人間活動の結果生じる物質流出の変化を評価しようとした。
得られた結果は以下の通りである。
森林生態系では大気からの流入は極めて重要な役割をになっていた。すなわち、これまで土壌由来と考えていた塩基類は土壌から減少し、むしろ植物へ蓄積しており、その維持に大気からの流入が不可欠であることがうかがえた。しかし、降下アンモニウムのように植物の最重要必須要素の供給は、植物成長量を増大させ、塩基消費を早め土壌を酸性化し、結局、植物成長を制限する場合が考えられる。すなわち一概に栄養塩のインプットを良しとはし得ず、最小養分律の重要性が認識された。同様に、外部からの施肥は確かに土壌植物系を維持するが、硝酸溶脱、亜酸化窒素放出のように、水圏、大気圏の質を劣化させる場合も指摘された。
このような物質のインプットにおける人間活動の影響ばかりでなく、生態系の改変や物質フローのコントロールもまた、土壌植物系へ影響を及ぼしていた。例えば、水資源の確保のために建設したダム湖はメタンの放出源となり、メタンを酸化分解する森林土壌が単に失われただけでないインパクトが生じることが示唆された。また、地域レベルの窒素循環を評価した結果、農地土壌は現在の農業技術では富栄養化しており、さらに食糧と飼料の輸入により屎尿や糞尿由来の窒素が多く廃棄され、河川負荷の点源となっていた。
以上を総括すると、土壌植物系は地球の表面で大気圏と水圏の間の物質動態を植物吸収と有機物集積分解による生物地球化学的物質循環により規制しているが、その循環系は自然における大気からのインプットの影響を受けやすく、また人間活動で大幅な変化が生じるものであり、脆弱なものである可能性が高い。さらに循環過程における栄養元素の相互作用を考慮した研究を進める必要があるものと思われる。
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