トレーサーによる湖沼と流域での物質循環定量化と診断:時間軸と起源・過程情報の活用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21241001
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 福島 武彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (90124354)
• 研究分担者: 恩田 裕一 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00221862) ; 辻村 真貴 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10273301) ; 丸岡 照幸 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80400646)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: トレーサー / 湖沼・流域 / 物質循環 / 時間軸 / 起源・過程

研究概要

湖沼底質中の各種物質や同位体の鉛直分布、流域からの降雨時に流入する懸濁物、流域での表流水、地下水の同位体濃度などをトレーサーとして活用することで、時間軸、起源や過程情報等を明らかにすることから、流域、湖内での物質循環を定量化し、評価する手法を開発した。また、霞ヶ浦を対象に、水質や生態系のレジームシフトを検出し、その原因などを議論した。

研究成果

• [雑誌論文] Tritium in Japanese precipitation following the March 2011 Fukushima Daiichi Nuclear Plant accident. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Mstumoto, T. Maruoka, G. Shimoda, H. Obata, H. Kagi, K. Suzuki, K. Yamamoto, T. Mitsuguchi, K. Hagino, N. Tomioka, D. Brummer, P. M. Klaus and P. Aggarwal
  • 雑誌名: Sci. Tot. Environ 巻: 445-446 ページ: 365-370
  • DOI: DOI:10.1016/j.scitotenv.2012.12.069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical distribution of PAHs in the sediments of four lakes in Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Watanabe, K. Kamiya and N. Ozaki
  • 雑誌名: J. Soil Sediments 巻: 12 ページ: 1530-1540
  • DOI: DOI:10.1007/s11368-012-0598-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon budget of eutrophic Lake Kasumigaura, Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Arai and T. Fukushima
  • 雑誌名: J. Soil Sediments 巻: 12 ページ: 1501-1507
  • DOI: DOI:10.1007/s11368-012-0603-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] PAHs concentration and toxicity in organic solvent extracts of atmospheric particulate matter and sea sediments. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ozaki, S. Takeuchi, K. Kojima, T. Kindaichi, T. Komatsu and T. Fukushima
  • 雑誌名: Water Sci. Tech. 巻: 66.5 ページ: 983-992
  • DOI: DOI: 10.2166/wst.2012.268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elemental composition of sediments in Lake Jinzai, Japan: Assessment of sources and pollution. (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Ahmed, M. H. Bibi, T. Asaeda, C. P. J. Mitchell, H. Ishiga and T. Fukushima
  • 雑誌名: Environ. Monitoring & Assessment 巻: 184 ページ: 4383-4396
  • DOI: DOI:10.1007/s10661-011-2271-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase in silicon concentrations and release from suspended solids and bottom sediments in Lake Kasumigaura (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Arai, T. Fukushima, and K. Komatsu
  • 雑誌名: Japan, Limnology 巻: 13 ページ: 81-95
  • DOI: DOI:10.1007/s10201-011-0358-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fallout radionuclide-based techniques for assessing the impact of soil conservation measures on erosion control and soil quality : an overview of the main lessons learnt under an FAO/IAEA Coordinated Research Project. (2012)
  • 著者名/発表者名: G. Dercon, Y. O n d a, 他2
  • 雑誌名: J. Environmental Radioactivity 巻: 107 ページ: 75-85
  • DOI: DOI:10.1016/j.jenvrad.2012.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth Distribution of 137Cs, and 131I in Soil Profile after Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, Y. O n d a, Y., M. Tesfaye
  • 雑誌名: J. Environmental Radioactivity 巻: 107 ページ: 59-64
  • DOI: doi:10.1016/j.jenvrad.2011.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors affecting the infiltration capacity in bamboo groves. (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hiraoka and Y. Onda
  • 雑誌名: J. Forest Research 巻: 17 ページ: 403-412
  • DOI: DOI:10.1007/s10310-011-0311-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal Mixture Analysis for Estimating Impervious Surface Area from Multi-temporal MODIS NDVI Data in Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: F. Yang, B. Matsushita, T. Fukushima and W. Yang
  • 雑誌名: ISPRS J. Photogrammetry and Remote Sensing 巻: 72 ページ: 90-98
  • DOI: DOI:10.1016/j.isprsjprs.2012.05.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aquifers interaction in the southwestern foot of Mt. Fuji, Japan, examined through hydrochemistry and statistical analyses (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Gmati, N. Tase, M. Tsujimura, and Y. Tosaki
  • 雑誌名: Hydrological Research Letters 巻: 5 ページ: 58-63
  • DOI: DOI:10.3178/HRL.5.58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osmium evidence for synchronicity between a rise in atmospheric oxygen and Palaeoproterozoic deglaciation (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, T. Maruoka, 他9名
  • 雑誌名: Nature Communication 巻: 2 ページ: 1-6
  • DOI: DOI:10.1038/ncomms1507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent sedimentary environment of coastal lagoon in southwestern Japan: evidence from major and trace elements. (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Ahmed, M. H. Bibi, K. Seto, H. Ishiga, T.Fukushima, and B. P. Roser
  • 雑誌名: Environ. Monitoring & Assessment 巻: 173 ページ: 167180
  • DOI: DOI:10.1007/s10661-010-1379-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct evidence for the alternation of 13C natural abundances during early diagenesis in Lake Kasumigaura (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kohzu, A. Imai, N. Ohkouchi, T. Fukushima, K. Kamiya, K. Komatsu, N. Tomioka, N. Kawasaki, S. Miura, and T. Satou
  • 雑誌名: Japan. Geochemistry Geophysics Geosystems 巻: 12,10 ページ: 1-14
  • DOI: DOI:10.1029/2011GC003532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct evidence for nitrogen isotope discrimination during sedimentation and early diagenesis in Lake Kasumigaura (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kohzu, A. Imai, T. Miyajima, T. Fukushima, K. Matsushige, K. Komatsu, N. Kawasaki, S. Miura
  • 雑誌名: Japan. Organic Geochemistry 巻: 42 ページ: 173-183
  • DOI: DOI:10.1016/j.orggeochem.2010.10.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the VI-Ts method for estimating land surface moisture index and air temperature using ASTER and MODIS data in the North China Plain. (2011)
  • 著者名/発表者名: Z. Sun, Q. Wang, B. Matsushita, T. Fukushima, Z. Ouyang and M. Watanabe
  • 雑誌名: Int. J. Remote Sensing 巻: 32 ページ: 7257-7578
  • DOI: DOI:10.1080/01431161.2010.519743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of flood chronology for detailed environmental analysis: a case study of Lake Kizaki in the northern Japanese Alps, central Japan. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, H. Iwamoto, K. Kamiya, T. Fukushimaand F. Kumon
  • 雑誌名: Environ. Earth Sci 巻: 60 ページ: 1607-1618
  • DOI: DOI:10.1007/s12665-009-0295-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical study of arsenic and other trace elements in groundwater and sediments of the old Brahmaputra River Plain, Bangladesh (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Ahmed, M. H. Bibi, H. Ishiga, T.Fukushima, and T. Maruoka
  • 雑誌名: Environ. Earth Sci 巻: 60 ページ: 1303-1316
  • DOI: DOI:10.1007/s12665-009-0270-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abundances, distribution and sources of trace metals in Nakaumi-Honjo coastal lagoon sediments, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Ahmed, M. H. Bibi, K. Seto, H. Ishiga, T.Fukushima, and B. P. Roser
  • 雑誌名: Environ. Monitoring & Assessment 巻: 167 ページ: 473-491
  • DOI: DOI:10.1007/s10661-009-1065-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term changes in lake sediments and their influences on lake water quality in Japanese shallow lakes. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, K. Kamiya, Y. O n d a, A. Imai and K. Matsushige
  • 雑誌名: Fundamental and Applied Limnology 巻: 177 ページ: 177-188
  • DOI: DOI:10.1127/1863-9135/2010/0177-0177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Soil erosion rates on forested mountain hillslopes estimated 137Cs and 210Pb. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ya k iyama, Y. O n d a, S. Mizugaki, H. Asai and S. Hiramatsu
  • 雑誌名: Geoderma 巻: 159 ページ: 39-52
  • DOI: DOI:10.1016/j.geoderma.2010.06.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using 137Cs and 210Pbex measurements to estimate soil redistribution rates on semi-arid glassland in Mongolia (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kato, Y. O n d a and Y. Tanaka
  • 雑誌名: Geomorphology 巻: 114 ページ: 508-519
  • DOI: DOI:10.1016/j.geomorph.2009.08.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of bedrock groundwater in the rainfall-runoff process in a small headwater catchment underlain by volcanic rock (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Iwagami, M. Tsujimura, Y. O n d a, J. Shimada and T. Tanaka
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 24 ページ: 2771-2783
  • DOI: DOI:10.1002/hyp.7690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variations in the redox state of As and Fe measured by X-ray absorption spectroscopy in aquifers of Bangladesh and their effect on As adsorption. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Itai, T. Maruoka、他3名
  • 雑誌名: Applied Geochemistry 巻: 25 ページ: 37-47
  • DOI: DOI:10.1016/j.apgeochem.2009.09.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of storm runoff pathways in steep nested catchments draining a Japanese cypress forest in central Japan: a hydrometric, geochemical, and isotopic approaches (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Gomi, Y. O n d a, T. Fukushima、他6名
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 24 ページ: 550-566
  • DOI: DOI:10.1002/hyp.7550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracing the factors responsible for arsenic enrichment in groundwater of themiddle Gangetic Plain, India: a source identification perspective. (2010)
  • 著者名/発表者名: P. Kumar, M. Kumar, A. L. Ramanathan and M. Tsujimura
  • 雑誌名: Environmental Geochemistry and Health 巻: 32 ページ: 129-146
  • DOI: DOI:10.1007/s10653-009-9270-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] A pre-screened and normalized multiple endmember spectral mixture analysis for mapping impervious surface area in Lake Kasumigaura Basin, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: F. Yang, B. Matsushita and T. Fukushima
  • 雑誌名: ISPRS J. Photogrammetry Remote Sensing 巻: 65 ページ: 479-490
  • DOI: DOI:10.1016/j.isprsjprs.2010.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic approach to understanding the groundwater flowsystem within an andesitic stratovolcano in atemperate humid region: case study of Ontake volcano, central Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Asai, H. Satake and M. Tsujimura
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 23 ページ: 559-571
  • DOI: DOI:10.1002/hyp.7185
  • 査読あり
• [雑誌論文] The crystal structure, origin, and formation of idrialite (C22H14): Inferences from the microbeam and bulk analyses. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Echigo, T. Maruoka、他3名
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 94 ページ: 1325-1332
  • DOI: DOI:10.2138/am.2009.3055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apply appropriate models in the study of dry deposition fluxes of particulate matter and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Tsukuba, Japan. (2009)
  • 著者名/発表者名: A. S. Shannigrahi, G. Fang, T. Fukushima, N. Ozaki and Y. Wu
  • 雑誌名: Int. J. Environ. Poll. 巻: 37 ページ: 70-85
  • DOI: DOI:10.1504/..024472N
  • 査読あり
• [学会発表] What are the triggers for the regime-shifts occurred in a large shallow lake: analysis on a 40-year limnological record. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima and H. Arai
  • 学会等名: 3rd European Large Lakes Symposium
  • 発表場所: Konstanz, Germany
  • 年月日: 20121008-12
• [学会発表] Impacts of long-term silicon increase on diatom blooms in Lake Kasumigaura, Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Arai and T. Fukushima
  • 学会等名: 2012 ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: Otsu
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Influence of accumulation of nutrients in watershed and lake on the long-term change of lake water quality and aquatic ecosystems (2012)
  • 著者名/発表者名: E. Komatsu, T. Fukushima, S. Yuichi, N. Hideaki, T. Okamoto and T. Hirata
  • 学会等名: 2012 ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: Otsu
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Silicon concentration increase in Lake Kasumigaura, Japan: release from suspended solids and bottom sediments and impacts on phytoplankton dominance. (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Arai and T. Fukushima
  • 学会等名: 12th International Symposium on the interactions between water and sediments
  • 発表場所: Dartington, GB
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Vertical distributions of PAHs in the sediments of four lakes in Japan. (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, S. Watanabe, K. Kamiya and N. Ozaki
  • 学会等名: 12th International Symposium on the interactions between water and sediments
  • 発表場所: Dartington, GB
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Use of fallout radionuclides for investigating soil erosion rates and sediment fingerprinting in forested environment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. O n d a, T. Fukuyama, C. Takenaka and Y. Hamajima
  • 学会等名: International Workshop on Low-level measurement ofradionuclides and its application to Earth and envir-onmental sciences
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2009-11-06
• [学会発表] Sulfur isotope geochemistry relating to the Frasassi cave system (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Maruoka and S. Galdenzi
  • 学会等名: The Frasassi Stygobionts and their Sulfidic Environment
  • 発表場所: Genga, Italy
  • 年月日: 2009-09-10
• [図書] Assessment of the contribution from surface erosion of forest floors to suspended sediment in mountainous forested catchments in the Tsuzura watershed, southern Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Onda, S. Mizugaki, H. Kato
  • 総ページ数: 1665,61-72
  • 出版者: IAEA TECDOC
• [図書] Low-level measurement on radionuclides and its application to earth and environmetal sciences. (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Onda, T. Fukuyama, C. Takenaka, Y.Hamajima
  • 総ページ数: 59-67
  • 出版者: K-INET, Kanazawa
• [図書] Low-level measurement on radionuclides and its application to earth and environmetal sciences (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuyama, M. Inoue, M. Yamamoto, Y.Onda, T. Nakashima
  • 総ページ数: 152-157
  • 出版者: K-INET, Kanazawa
• [備考]
  • URL: http://www.ies.life.tsukuba.ac.jp/~modeling/works.html