研究課題
基盤研究(C)
湖沼沿岸域が生態系機能として有する脱窒機能に対し、水生植物群落が与える影響を定量的に評価することを目的として、手法の開発ならびに野外における実測を行った。霞ヶ浦・木原の実験池に分布するガマ群落に、内径320mm、全高1,180mmのアクリル製チャンバーを設置し、アセチレン阻害法を用いてチャンバー内(以下、系内)における脱窒量を測定した。アセチレンガスは系内における地上部(液相部+気相部)体積の10%相当を液相下部から注入した。また、脱窒菌の基質として、系内の硝酸態窒素(NO_3-N)初期濃度が約1.0mg L^<-1>となるように硝酸ナトリウムを用いて調整した。なお、気質の偏りやサンプリング誤差を防ぐために、液相部と気相部にそれぞれ撹拌用のファンを加設した。さらに環境測定用の各種センサーを挿入し、測定中の水質変化をモニタリングした。この実験系を植生区および裸地区に各4機ずつ設置し、24時間もにくは48時間にわたって系内の亜酸化二窒素(N_2O)生成量を測定することで脱窒量を評価した。N_2O生成量を比較すると、植生区では裸地区よりも明瞭に多く、5月の測定では約3.5倍の差異(35.0:10.7μLL^<-1>day^<-1>)を示した。そこで、植生区における季節間差を比較したところ。4月(10.7μLL^<-1>day^<-1>)から7月(96.5μLL^<-1>day^<-1>)にかけて明らかな増加傾向を示した。NO_3-Nの減少量に対するN_2O生成量を算出すると、7月で極大値の29.4%を示し、夏季において脱窒が水質浄化に大きく貢献していることが推定された。また、脱窒量と環境要因との関係を詳細に考察さたところ、季節ごとに水中のEhと高い正の相関(r=0.74〜0.82,p<0.01)が認められた。以上から、沿岸域に分布する水生植物群落が水系の酸化還元状態に影響を与え、脱窒機能を促進していることが示唆された。
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