初期土壌生成過程における養分蓄積過程の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660057
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 東 照雄 筑波大学, 応用生物化学系, 教授 (20094170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 憲司 筑波大学, 応用生物化学系, 助教授 (70211373) ; 上條 隆志 筑波大学, 農林学系, 講師 (10301079)
• Keywords: 土壌生成 / 三宅島 / スコリア / 土壌養分

Research Abstract

本研究は、植生とその遷移について良く研究されている三宅島を研究フィールドとして、新鮮なスコリアを母材とする初期土壌生成過程に注目し、噴火堆積後の土壌生成年代を異にする各土壌を対象に、その土壌生成および養分蓄積過程の解明を目的とした。
1)1983年、1962年、1940年、1874年、および1000年以上前に噴火堆積したスコリア丘の土壌断面調査によれば、1874年までの地点では、A/C断面でA層の発達が次第に顕著となり、1000年以上経過した地点では、Cambic B層の発達が認められ、火山放出物未熟土から酸性褐色森林土へと発達した。
2)上記5断面の層位別試料について、粒径組成・pH.・水溶性および交換性塩基・全炭素・全窒素・粘土鉱物の同定・酸性シュウ酸アンモニウム可溶のAl,Fe,Si(非晶質ないし準晶粘土鉱物)・CECを定量した結果、噴火堆積後約1000年間の年代経過ともに、以下の土壌生成および養分蓄積過程が明らかとなった。
(1)2mm以上画分が減少し、シルトおよび粘土画分の合計が、0.8%から48%へと増加した。また、土壌有機物の蓄積過程も顕著であり、最表層で全炭素として0.04%から9.15%へと増加した。さらに、粘土鉱物としては大部分がまだ非晶質であるが、Al+1/2Fe量が大きく増大した。この結果、CECも最表層で、0.64から21.75cmol(+)kg・1へと増加した。そして、これらの増加傾向は、土壌生成年代の対数的関数として表現された。
(2)上で述べた土壌構成成分の増大に対応して、水溶性および交換性塩基の各元素(Ca,Mg,K,Na)、とくに後者で顕著に蓄積し、それぞれ、0.01から11.45、0.05から6.46、0.04から0.73、0.07から1.30cmolc(+)kg・1へと顕著に蓄積した。また、塩基飽和度は100%に近い状態で推移し、スコリア質土壌の特徴と考えられる。
(3)有効態リン酸と水・KCI抽出硝酸およびアンモニアイオンも増大し、CECの増大傾向と対応関係を示した。
以上のように、植生の一次遷移下で(裸地から極相林としてのタブノキ林まで)、約1000年間の初期土壌生成過程における土壌養分の蓄積速度が、わが国で初めて明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 上條 隆志: "三宅島2000年噴火が植生に与える影響"植生情報. 5号. 9-12 (2001)
• [Publications] 上條 隆志: "三宅島噴火と植生"生物科学. 53・2. 82-87 (2001)
• [Publications] 加藤拓, 東照雄, 上條隆志, 田村憲司: "三宅島2000年噴火火山灰試料の化学的および鉱物学的諸性質について"ペドロジスト. 46・1(未定)-(受理). (2002)