瀬戸内流域における自然物質循環速度を考慮した環境劣化の影響評価-岩石-水-生物相互作用の速度論的解析-

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13308030
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 福岡 正人 広島大学, 総合科学部, 教授 (70117232)
• 研究分担者: 開発 一郎 広島大学, 総合科学部, 教授 (60160959) ; 於保 幸正 広島大学, 総合科学部, 教授 (80152560) ; 小野寺 真一 広島大学, 総合科学部, 助教授 (50304366) ; 北川 隆司 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70112167) ; 佐藤 高晴 広島大学, 総合科学部, 助教授 (90196246)
• キーワード: 物質循環 / 速度論 / 環境劣化 / 岩石 / 水 / 生物 / 酸性化 / 風化

研究概要

本研究では、瀬戸内海及び沿岸流域の持続的利用のために、酸性雨、温暖化、山火事、人為的撹乱などの環境変化にともなう物質循環の変化(土壌劣化、酸性化、富栄養化、重金属流出)を予測し評価することを目的として、瀬戸内流域における自然の物質循環速度及び土壌劣化速度をモニターした。その結果、以下のことが確認された。1)山火事流域における植生の生長速度及びリターの貯留量変化を明らかにした。2)風化速度及び溶出速度に関するレビューを行い、鉱物レベルから山体レベルまで異なるスケールで風化過程と速度を試算した。a)数万年オーダーの深層風化機構を推定した。b)花崗岩の物理的風化過程としてマイクロシーティング構造の特性を確認した。c)個々の鉱物レベルでの風化速度を見積もるため、試験流域の花崗岩構成鉱物(斜長石)を個々に分離して溶出実験を行った。d)花崗岩山地における流出過程を明らかにし、鉱物間、水鉱物・生物素過程-岩石との関係を確認した。3)土壌劣化速度の評価を行うため、溜池及び砂防ダムにおける堆積物,堆砂量をもとに土壌侵食速度、養分流出量の変動とともに、渓流水の酸収支をもとに酸性化速度を確認した。4)a)地下水中の硝酸濃度の変動、地下水から河川水への負荷量の変動を確認した。b)酸性化にともなう微量金属イオンの流出、c)山火事にともなう土砂流出量の増大・d)降雨流出過程と酸性雨にともなう流域の酸性化過程(生物素過程で生じる酸)、e)降雨流出過程の影響とそれによる塩基の流亡が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] 小野寺 真一: "瀬戸内花崗岩山地流域における降雨流出過程-電気探査及びトレーサー法による検討"日本水文科学会誌. 32・2. 73-82 (2001)
• [文献書誌] 長浜 則夫: "電気探査を用いた撥水性土壌での降雨浸透過程推定に関する実験的研究"水文・水資源学会誌. 14・1. 27-33 (2001)
• [文献書誌] Noda, Takeshi: "Sediment yield variation in small catchments with different bedrock"Arctic, Antarctic, Alpine Research. 33・3. 435-439 (2001)
• [文献書誌] 小野寺 真一: "宮島の土壌科学特性と物質循環-周辺の土壌劣化流域との比較-"日本研究. 「厳島」特集号. 21-30 (2001)
• [文献書誌] 成岡 朋弘: "風化土層中の溶出過程に及ぼす標高の影響:関東山地花崗閃緑岩地域の例"地形. 23・1. 111-121 (2002)
• [文献書誌] 小野寺 真一: "瀬戸内土壌劣化流域における降水から湧水への金属成分の変化"陸水学雑誌. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] 於保 幸正: "厳島の地形とフラクタル次元"日本研究. 「厳島」特集号. 3-12 (2001)
• [文献書誌] 廣瀬 孝: "関東山地における小流域の酸性化に関する研究-250mメッシュスケールを用いた空間変化と予測-"琉球大学法文学部人間科学科紀要. 8. 193-204 (2001)
• [文献書誌] 成岡 朋宏: "広島県花崗岩山地の崩壊斜面における土壌カテナ"広島大学総合科学部紀要IV. 27. 109-118 (2001)
• [文献書誌] 西宗 直之: "花崗岩山地渓流の河床形態に関する研究-広島県黒瀬川源流の例-"広島大学総合科学部紀要IV. 27. 119-128 (2001)
• [文献書誌] 村井 知里: "東京都水道水源山地流域におけるヒノキ及びカラマツの植林が土壌化学過程に及ぼす影響"広島大学総合科学部紀要IV. 27. 95-107 (2001)
• [文献書誌] 日和田 修司: "島根県東伯郡東郷町・三朝町の町境における白亜紀花崗岩のスメクタイト化による法面変形について"粘土科学. 41・3. 139-143 (2002)
• [文献書誌] 日本地下水学会: "「雨水浸透・地下水涵養」"理工図書. 136 (2001)