2016 Fiscal Year Annual Research Report
森林小流域における放射性セシウムの移動・蓄積・流出を予測する林床有機物動態の解析
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15H04511
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
戸田 浩人 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00237091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崔 東壽 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20451982)
五味 高志 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30378921)
吉田 智弘 東京農工大学, 農学部, 助教 (60521052)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 林学 / 放射線 / 土壌圏現象 / 物質循環 / 菌根菌 / 食物連鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島第一原発事故で福島県から北関東の森林に沈着した放射性セシウム（Cs）の動態把握のため、平成28年度もひきつづき福島県二本松市や群馬県みどり市などで現地モニタリング調査を行うとともに、ポット実験なども実施した。その結果、
1.カラムの浸透培養実験によって、森林土壌への放射性Cs浸透は土壌有機物量の多い表層に留まること、ミミズなどの大型土壌動物の活動が不確定な浸透を生させていることが示唆された。一方、土壌から地上部へのCs移行経路としてハエ成虫やトビムシなど腐食昆虫のCs濃度が高く、さらにこれらを餌とする捕食性動物への移行がみられた。ジョロウグモは他の節足動物よりもCs濃度が高く、Cs汚染の指標になり得ることを明らかにした。
2.コナラ苗木のポット実験では、細根は通さず菌糸が通るネットを用い、土壌水分とリン（P）濃度で外生菌根菌感染率に段階をつけた。その結果、菌根菌共生による放射性Csの吸収を確認し、少なくとも60cm離れた距離からも吸収していることがわかった。乾燥した土壌で菌根菌の感染率が高いほど、葉部の放射性Cs濃度が高くなる傾向があるものの、低P濃度で感染率を高くした場合は明瞭ではなく、Csの吸収率や吸収したCsが樹体の各器官へのすみやかに移行するかは不明であった。
3.群馬県みどり市で立地別のミズナラに蓄積している放射性Csを器官別、樹木高さ層別に調査した。放射性Cs濃度は、立地別では尾根＞谷、器官別では葉＞枝＞樹皮＞辺材＞心材であり、濃度の高い尾根の個体では高さ層別で葉が下部＞上部、樹皮・辺材・心材が下部＜上部であった。ミズナラ樹体内でCs濃度の高くなりやすい部位は、K濃度の傾向と類似していた。また、渓流では落葉から放射性Csの溶脱が著しく、それを餌資源としている渓流の生物相の放射性Cs濃度は低いこと、高次の捕食者であるイワナで濃縮が起きていることなどを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は、森林生態系における放射性Csの移動・蓄積・流出に影響する要因を解析すること、里山利用の再開に向け特にナラ類の放射性Csの吸収・樹体内移動・蓄積の特性とその要因を解析することで、森林生態系での放射性Cs動態の将来予測モデルの構築と流出抑制や里山資源の利用可能性を追求するための基礎情報を得ることにある。
H27・28年度を通して、落葉の物理的移動や分解性の違いと放射性Cs蓄積との関係、腐植昆虫による移行や土壌動物による土壌浸透への影響、ナラ林萌芽更新調査地で萌芽枝の放射性Csの経年変化、ポット実験による外生菌根菌に感染したコナラ苗木の放射性Cs吸収特性、落葉の放射性Cs濃度が継続的に高いナラ類でグローバルフォールアウトの影響の示唆さされること、渓流では落葉から放射性Csの溶脱が著しく、それを餌資源としている渓流の生物相の放射性Cs濃度は低いことなどを明らかにしてきた。これらに関連した成果は、H27・28年度を通して、雑誌論文に６件を公表、日本森林学会や日本生態学会などで15件を学会発表、著書の執筆によって２件の報告をしている。さらに、論文投稿中の成果も多数あり、執筆中の著書もあるなど成果の公表も積極的に進めている。
また、H29年度の研究の展開に向けて、二本松のスギ、マツ、ナラ林土壌において5cm層まで1cm刻みに土壌採取し放射性Cs浸透状態をＣ/Ｎなどの指標とともに解析中であり、有機物含有量の違う土壌を用いたカラム実験の試料採取も実施済みである。コナラ苗木の菌根菌感染率に段階がつけられることなど、必要な実験手法もH28年度の実験で確認できており、H29年度に実施する調査・実験の準備も整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27・28年度の成果を踏まえ、放射性Cs動態のモニタリングを継続するとともに以下の調査を実施し、流出抑制法の検討と対策に活かせる予測モデルの構築を目指す。
1.有機物分解、土壌動物の移行など土壌系での放射性Csの存在形態と蓄積：これまでの土壌系における放射性Cs動態に及ぼす有機物分解性や腐植昆虫による移行の成果を踏まえ、二本松のスギ、マツ、ナラ林土壌において5cm層まで1cm刻みに土壌採取した。その放射性Cs浸透状態をＣ/Ｎや土壌動物などの指標とともに解析を進める。また、有機物含有量の違う土壌を用いたカラム実験よりCs浸透能を明らかにし、その存在形態との関係を逐次抽出法や重液処理法による腐植と土粒子の分離によって明らかにする。
2.表層土壌における植生の放射性Cs吸収：これまでのコナラのポット実験による外生菌根菌のCs吸収特性を踏まえ、コナラの菌根菌共生と土壌の栄養状態が放射性Cs吸収に及ぼす影響をポット実験で調査する。また、ナラ萌芽試験地における萌芽枝の放射性Csの経年変化を踏まえ、当該試験地以外での土壌や菌根菌感染率と萌芽の放射性Cs濃度との関係から予測モデルの構築をめざす。
3.放射性Csの樹体内蓄積と落葉による循環：これまでの落葉と樹体の放射性Csの調査から、落葉前の養分の転流と樹体内で蓄積する部位の存在が示唆された。落葉の放射性Csの経年変化と落葉から始まる食物連鎖で高次捕食者に移行した放射性Csの動態をとりまとめ、森林生態系の循環系に入った放射性Csの今後の動態予測をしていくための情報を得るとともに、初期沈着量の多い二本松においてもミズナラを器官別・層別で放射性Cs濃度を調査し、立地条件（初期沈着濃度、土壌肥沃度、菌根共生など）やナラ樹幹の性質（太さ、高さ、樹皮表面など）および取り扱いについて考察し、しいたけ原木や菌床栽培の材料としての利用可能性を考察する。
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Research Products
(15 results)
