2018 Fiscal Year Annual Research Report
Influence of volcanic ash in soils on Ca cycling in forest ecosystems
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16K07788
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
越川 昌美 (金尾昌美) 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (80291045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 未来 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (50455250)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ストロンチウム同位体 / 火山灰 / 渓流水 / チャート / カルシウム供給源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
森林土壌のカルシウム（Ca）供給は、生態系の酸性化抑制と生物への養分供給に重要である。日本では、森林土壌中に混入している火山灰が、Ca供給に大きく寄与していると考えられるが、火山灰は地形等の影響で不均一に分布しているため、集水域単位での寄与評価は困難であった。本研究では、渓流水中Caの起源を火山灰・基盤岩・大気に分け、それぞれの寄与率を評価する。まず、火山灰・基盤岩・降水からCaが供給される森林集水域で、Sr同位体比を用いたCa起源解析に必要な観測手法を確立し、渓流水や植物に含まれるCaに対する起源別寄与率を定量評価することを第一目標とする。次に、Caの起源別寄与率を地質と火山灰混入程度が異なる集水域間で比較することで、Ca供給源としての火山灰の重要性を示すことを第二目標とする。
平成29年度までに渓流水・岩石・土壌の調査を実施してきた栃木県雨巻山地域において、平成29年度11月から平成30年度10月までの1年間、大気降下物を毎月採取し、Sr同位体比とSr/Cl濃度比の雨量重み付き年平均値を得た。大気降下物と渓流水の分析値を用いて、渓流水中Srに対する大気降下物由来Srの寄与率、および大気降下物以外に由来するSrの寄与率とSr同位体比を算出した。さらに、渓流水中Srに対する岩石由来および火山灰由来のSrの寄与率を、岩石および火山灰含有土壌の酢酸アンモニウム抽出液のSr同位体比をエンドメンバーに用いて算出した。その結果、チャートを母岩とする雨巻山地域の渓流水中Srに対する火山灰の寄与率は平均61%(50-72%)であった。これは花崗岩を母岩とする筑波山の渓流水中Srに対する火山灰の寄与率(1%未満-50%)より高く、チャートの方が花崗岩よりもSrおよびCaの供給能が低いため、火山灰由来のSrおよびCaの寄与率が高くなると考えられた。
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