2020 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of spatiotemporal fluctuations in soil moisture in forest catchments on nitrification rate and nitrate discharge
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18K05721
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
小田 智基 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70724855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大手 信人 京都大学, 情報学研究科, 教授 (10233199)
磯部 一夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (30621833)
熊谷 朝臣 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50304770)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 森林流域 / 土壌水分 / 硝化 / 硝酸イオン / 森林斜面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、森林流域内の土壌水分時空間分布が硝酸イオン（NO3-）生成量を決定することを複数の森林流域において確認し、流域内の土壌水分・微生物量（硝化菌量）・NO3-生成の空間分布から流出NO3-濃度を予測する方法を開発することを目的としている。
本年度も引き続き東京大学千葉演習林袋山沢、東京農工大学FM大谷山、神奈川県丹沢山地大洞沢の3流域において降水量、流量、土壌水分の時間変動の計測、渓流水のNO3-濃度の計測を行った。表層10㎝～30㎝の土壌水分は、袋山沢流域では年間を通じて尾根部で乾燥し谷部にかけて増加するが、他の2流域では斜面全域において高い土壌水分であるという結果が数年の連続データによって確かめられた。土壌中の水移動モデルを用いた結果から、森林斜面における土壌物理性の空間分布によって土壌水分の空間分布が決定され、この土壌水分の分布が微生物量、微生物相の斜面における空間変動を支配し、NO3-生成量の空間分布に影響を与えていることが示された。
また、流出NO3-濃度が異なる複数の森林流域における土壌中硝化量の分布と流出NO3-濃度の関係を調べた結果、流域平均硝化量と平均流出NO3-濃度には正の相関が見られた。特に火山灰土壌が覆っている森林では、斜面上部においても保水性が高く、硝化が斜面全域で起こることで、渓流へのNO3-流出濃度が高くなると考えられた。これらの結果から、森林流域では斜面における土壌物理性の空間分布が土壌でのNO3-生成量及び水移動に伴うNO3-の輸送量に影響を与えることにより渓流NO3-濃度形成に大きく寄与していることが示された。
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