研究課題
本研究では、河川水中の硝酸の濃度と三酸素同位体異常から算出される大気硝酸濃度の時空間変化を追跡することによって、河川環境下における脱窒・同化・硝化速度を個別に見積もることに挑戦した。昨年度に引き続き、愛知県の天白川を研究対象とする他、岐阜県の伊自良湖森林集水域や新潟県の加治川森林集水域および岐阜県の伊自良湖森林集水域でも観測を行った。月1-2回程度の頻度で渓流水のルーチン採水を実施した他、降水に伴う渓流水の増水時に集中連続採水を行い、各水試料中の溶存硝酸の濃度および安定同位体組成を測定した。天白川における脱窒、同化、硝化速度は、冬に極小で夏に極大であることが分かった。これは、生物活動が夏季に活発であり、冬季に不活発であるという季節変動と一致する。また、各速度は水温制限であることが示唆された。全ての季節を通じて、硝酸除去速度は硝化速度よりも大きいことから、天白川への系外からの流入がなければ、天白川の硝酸濃度は流下に伴って漸減すると考えられる。ただし、脱窒速度と硝化速度に有意差がないことから、流下に伴う硝酸濃度の減少の主要因は同化によるものであり、固定態窒素自体は減少していないことが分かった。加治川森林集水域では、夏季に河畔部の土壌中に蓄積した硝酸が、降水に伴う増水で渓流水に流出したことで、硝酸濃度が増大したことが明らかになった。一方伊自良湖森林集水域では、河畔部の土壌中に蓄積した硝酸の流出では説明出来ない同位体比変動を示した。渓流水中の硝酸濃度の増大に伴って大気硝酸濃度も増大したことや、その増加量は硝酸の増大と比べてはるかに小さいこと、さらに渓流水の安定同位体比が流量の増大に伴って低下したことから、窒素飽和度が高い高標高域の森林で涵養され、硝酸および大気硝酸の両方に富んだ地下水の流出量が降水に伴って増大したことで、硝酸濃度が増大したことが明らかになった。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2022 2021
すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)
Biogeosciences
巻: - ページ: -
10.5194/bg-2022-30
Soil Science and Plant Nutrition
巻: 68 ページ: 5-14
10.1080/00380768.2021.1991228
澤田嗣郎監修「先端の分析法 第2版」
巻: - ページ: 250-254
Journal of Geophysical Research: Biogeosciences
巻: 126 ページ: e2020JG005876
10.1029/2020JG005876
Rapid Communications in Mass Spectrometry
巻: 35 ページ: e9124.
10.1002/rcm.9124
Geochemical Journal
巻: 55 ページ: e25-e33
10.2343/geochemj.2.0644
