| 研究課題/領域番号 |
24248027
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大手 信人 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (10233199)
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| 研究分担者 |
堀田 紀文 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (00323478)
大橋 瑞江 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (30453153)
尾坂 兼一 滋賀県立大学, 環境科学部, 助教 (30455266)
杉山 裕子 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (40305694)
村上 正志 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50312400)
西田 継 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (70293438)
田野井 慶太朗 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (90361576)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 森林生態 / 生態系保全 / 放射性セシウム / 集水域 / 物質循環 / 食物網 / 溶存有機物 / 浮遊粒子状物質 |
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| 研究概要 |
① 調査サイトの確定と観測機材の設置／ 阿武隈川水系小国川集水域において、森林サイト、渓流・河川試料採取ポイントの選択を行う。流量観測点を上下流2点確保する。森林サイトは最上流部で代表的な林分を選定した。森林サイトに降下物サンプラー、リタートラップを設置した。
② 森林における蓄積量、森林から河川への流出量のモニタリング開始／ 降水量（林内外雨量）、渓流流量、中下流河川流量を既存の観測施設を活用しつつ、流程に沿って上、中、下流３地点で観測を開始した。採取した試料は以下の通りである： 降下物（林内外雨）、河川水、樹冠部生葉、リター、土壌、河川水中の浮遊土砂。これらの試料について以下のような分析を実施した。降水、土壌水、渓流水については、137Cs、溶存態の栄養塩、DOC（溶存有機態炭素）。河川水については浮遊粒子状物質濃度。リター、土壌、浮遊土砂、河床堆積物については炭素、窒素、137Cs濃度。
③ 森林内、渓流、中流河川における食物網構造の把握／ 生物試料を採取、窒素の安定同位体比を測定し、各機能群の平均的な栄養段階を評価した。森林サイトでは、渓畔の草本、木本の生葉、植食性昆虫、土壌動物、クモ類、トカゲ・ヘビ類、鳥類。渓流・中流河川部： 河床の藻類、水生植物、流下有機物（落葉等）、水生昆虫、エビ・カニ類、魚類等。
④ 生物群集の137Cs現存量の推定／ 採取した生物試料はすべて137Cs濃度を測定し、食物網のどの段階に影響が及んでいるかを把握した。生物群集を対象とする調査は6月以降、毎月１回行った。
以上の調査の結果、以下のことが明らかになった。1) 樹冠から林床への137Csの移動が依然として顕著であること、2) 森林からの流出137Csが、降雨-出水時に著しく増加すること、3) 食物網の中では、生食連鎖系よりも腐食連鎖系の方が先に137Csの伝播が進んでいること。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
上記、研究実績概要に示したように、現地森林サイト、渓流・河川におけるモニタリング、試料の採取体制は予定通り整えることができた。これによって月一回以上の定期サンプリングを行い、渓流からの流出137Cs量の観測期間における推定、生物群集への移行についての全体像の把握をすることができた。この間の観測、調査から得られた知見は、2012年9月に「東京大学農学生命科学研究科復興支援プロジェクト、第四回放射能の農畜水産物等への影響についての研究報告会」、「International Long-Term Ecological Research Network conference (Lisbon)」、12月に「International Symposium on Environmental monitoring and dose estimation of residents after accident of TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Stations (Kyoto University)」、３月に「US-Japan Joint Seminar on Responses of Catchment Hydrology and Forest Biogeochemistry to Climatic and Environmental Change (at University of Hawai'i)」などで速報した。東大の報告会では、一般市民に向けた調査結果の詳細な解説も行った。こうした成果の報告ができるまで、当初計画以上の研究の進展があった。
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| 今後の研究の推進方策 |
① 森林における蓄積量、森林から河川への流出量のモニタリング／ 降水量（林内外雨量）、渓流・河川流量をデータロガー付き水位計を設置して、上、中、下流３地点で観測を実施する。以下の試料を採取する。 降下物（林内外雨）、土壌水（O層、鉱質土層）、河川水、樹冠部生葉、リター、土壌、河川水中の浮遊土砂、河床堆積物。 降水、土壌水、渓流水については、137Cs、溶存態の栄養塩、DOC（溶存有機態炭素）、SiO2濃度を測定する。河川水については浮遊粒子状物質濃度を測定する。また、リター、土壌、浮遊粒子状物質、河床堆積物について、炭素、窒素、137Cs濃度を測定する。
② 森林内、渓流、中流河川における食物網構造の把握／ 下記の生物試料を採取、炭素・窒素の安定同位体比を測定し、各機能群の平均的な栄養段階を評価する。森林サイトでは渓畔の草本、木本の生葉、植食性昆虫、土壌動物、クモ類、トカゲ・ヘビ類、鳥類。渓流・中流河川部では、 河床の藻類、水生植物、流下有機物（落葉等）、水生昆虫、エビ・カニ類、魚類
③ 生物群集の137Cs現存量の推定／ 採取した生物試料はすべて137Cs濃度を測定し、食物網のどの段階に影響が及んでいるかを把握する。各機能群のバイオマスの推定値から、それぞれの機能群ごとに137Csの現存量を推定する。生物群集を対象とする調査は原則季節ごとに年間４回行う。
④ 水文過程・生物群集における137Cs流出現存量モニタリングのデータベース構築／ 上記データは整理後JaLTER（日本長期生態学研究ネットワーク）データベースサーバに格納していく。
⑤ 森林植生への137Cs移行調査／ 10月に森林サイトのプロットにおいて、植生の毎木調査を行うと同時に、主要高木の伐倒サンプリングを行う。採取した個体はサイトで解体し、大学に輸送後速やかに樹体の各部位ごとの137Cs濃度を測定する。
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