2003 Fiscal Year Annual Research Report
粒状性有機物の動態に基づく河川流域レベルでの生態系管理方法の開発
Project/Area Number |
02J06871
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
吉村 千洋 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | 河川生態系 / 流域 / 粒状性有機物 / 溶存性有機物 / 大型無脊椎動物 / 細菌 / 生物分解性 / 分解速度 |
Research Abstract |
研究計画に沿い、河川における粒状性有機物の起源や生物分解性を解明するための研究を継続した。昨年度開始した通年調査と現場実験の主要な作業を本年度終了し、試料分析とデータ解析により粒状性有機物の機能に関して新たな生態学的知見を蓄積した。本年度の主な実績を主要な3テーマに分けて以下にまとめた。なお、有機物は粒径に応じてDOM(<0.7μm)、FPOM(0.7μm-1.0mm)、CP0M(>1.0mm)に分類している。 (1)自然河川における粒状性有機物の量的および質的変化 昨年度秋よりタリアメント川にて継続している粒径別有機物の輸送量および質的変化に関する調査を本年度夏まで継続した。現在までに、有機物の化学的特性の時間的および空間的変化を解明した。主な結果として、平水時には比較的易分解性の粒状態有機物が低濃度で下流域に輸送されるが、洪水時には土壌有機物と組成が非常に近い難分解性有機物が輸送されることが示された。つまり、洪水時に97%の有機炭素を輸送する粒状態有機物は栄養塩を豊富に含む(C/N<20)が、陸上植物由来のリグニンも多く含んでいた。本年度の成果に、現在行っている化学組成分析(熱分解GC/MS)と安定同位体比の測定より得られるデータを加えることにより、各粒径の起源推定を定量的に行うことが可能になる。 (2)粒状態有機物の変換過程 より詳細に粒状態有機物の変換過程を調べるため、河川中のFPOM生成過程を5種のCPOMと大型無脊椎動物により再現した。生成されたすべてのFPOMは変換前のCPOMに比べて、低いC/N比と同時に高いリグニン含有量(>400mg/gC)が確認された。また、河川での分解実験の結果、概して微生物による分解速度がFPOMがCPOMより低いことが示された。つまり、この低いC/N比とリグニンの低窒素含有量より、FPOMはCPOMに比べて重量あたりの微生物バイオマスが多く、河川生態系の栄養塩循環に重要であることが推測された。これらの成果は、海域も含めた水域生態系における粒状態有機物の機能を解明するために有効であった。なお、この研究成果は来年度の国際学会および学会誌"Freshwater Biology"にて発表される予定である。 (3)粒状性有機物からの溶存態有機物の生成 テーマ(2)と同じ試料を用い、粒状性有機物から生成されるDOMの特性を明らかにする実験を終了した。より分解過程が進行した粒状性有機物ほどDOMの生成速度は減少するが、その生物利用性は粒状性有機物や分解過程により異なることが明らかになった。本テーマの研究成果は、次ページに示したように学術誌"Geochimica et Cosmochimica Acta"および"環境工学研究論文集"に掲載済みである。 これらの知見は来年度に得られる成果と統合され、河川生態系管理のための手法開発に活用される。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Yoshimura C, Tockner K, Furumai H, Omura T.: "Present state of rivers and streams in Japan."River Research and Applications. (印刷中). (2004)
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[Publications] Fujii M, Yoshimura C, Tockner K, Omura T.: "DOM formation from POM in streams"Geochimica et Cosmochimica Acta. 67-18. A107 Suppl.1. (2003)
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[Publications] 藤井学, 吉村千洋, Tockner K, 大村達夫: "河川上流域における粒状態有機物(POM)から溶存態有機物(DOM)への変換過程に関する研究"環境工学研究論文集. 40. 139-149 (2003)
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[Publications] 渡辺幸三, 吉村千洋, 小川原享志, 大村達夫: "Pulse型の人為的インパクトを受けた河川底生動物の回復予測モデル"土木工学論文集. 748/VII-29. 67-79 (2003)
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[Publications] 小川原享志, 渡辺幸三, 吉村千洋, 大村達夫: "RAPD法によるHydropsyche orientalis (Hydropsychidae : Trichoptera)の遺伝的多様性に基づく河川環境評価 -宮城県名取川水系を例として-"水環境学会誌. 26-4. 223-230 (2003)
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[Publications] 渡辺幸三, 吉村千洋, 小川原享志, 大村達夫: "生態学的パラメータによる河川底生動物群集の動態特性の評価"環境工学研究論文集. 734/VII-27. 99-110 (2003)