森林生態系における水溶性有機物動態の物質循環への影響

水溶性有机物动态对森林生态系统物质循环的影响

• 批准号: 11760111
• 负责人: 戸田 浩人
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760111/
• 关键词: CO_2フラックス; 物質循環; 溶存有機物; 森林生態系; スギ林; ヒノキ林; 水移動; 流域

森林生態系の物質循環を長期観測する目的で20年前に設置されたスギ・ヒノキ壮齢林小流域試験地において,無機元素だけでなく溶存有機物も含めた物質循環特性を調査した。まず,リターフォール,林内雨,樹幹流,A_0層通過雨・表土層通過雨,土壌水を分析し,近傍の落葉広葉樹二次林の物質循環と比較・検討した。また,地表面CO_2フラックスおよび土壌中CO_2濃度(深さは土壌水と同じ)の調査もおこなうとともに,地温および土壌水分(を測定した。さらに,湧水・渓流水を分析し,全国の森林地域における渓流水質とともに考察した。その結果,本試験地を降雨に伴って移動する溶存有機態炭素量(DOC)濃度は,夏期に林外雨<林内雨<樹幹流・A_0層通過雨と高まり,A_0層通過雨>表土層通過雨>土壌水・湧水と渓流水に至るまでに激減し,特に表土層通過雨と土壌水5cm間の減少が著しかった。これは,落葉広葉樹林での溶存イオンの陰イオン不足分(CBD)も同様で,CBDの主体が有機陰イオンであることを示唆した。地表面CO_2フラックスおよび土壌中CO_2濃度の高まりもDOC同様,夏期に高く,DOCは易分解性の有機物として林木やA_0層から溶出し,表土層において微生物によりただちに消費され,森林生態系においてその大部分が内部循環している考えられる。本試験地を含め全国の森林地域における平水時の渓流水はpHが中性に近く,CBDの主体がHCO_3^-となりDOC(有機陰イオン)濃度は低かった。一方,降雨イベントによる出水時の渓流水では,出水初期にDOCやNO3-濃度が上がり,他のイオン濃度は低下した。これは,出水時に地表面近くから渓流への流入を示唆している。しかし,本試験は壮齢の生態的に安定した流域であるため,出水後のDOCやNO_3^-濃度の低下が速く,これらの年間流出量に占める割合は低いと考えられる。今後,試験流域の一部伐採など(特に渓流附近の),森林管理による影響調査をおこなう必要がある。

The purpose of long-term measurement of material cycle in forest ecosystem was to investigate the characteristics of dissolved organic matter and material cycle in small watershed of forest 20 years ago. Analysis of the material cycle of secondary forest of deciduous trees near the A_0 layer through rain, topsoil through rain, soil and water. In addition, the ground temperature and soil moisture were measured during the investigation of the CO_2 concentration on the ground surface and the CO_2 concentration in the soil (deep soil and water). The water quality of the forest area in China was investigated. The results showed that the dissolved organic carbon (DOC) concentration decreased with rainfall in summer, rain outside forest <rain inside forest <stem flow·A_0 layer through rain> topsoil layer through rain> soil water·gushing water, especially in topsoil layer through rain and soil water between 5 cm. In the same way, the main body of CBD is organic. CO_2 concentration in soil and soil is higher than that in ground surface, and higher in summer. DOC is easily decomposed organic matter and dissolved in forest and A_0 layer. Microorganisms are consumed in topsoil. Most of the internal circulation in forest ecosystem is examined. This study covers the forest areas of the whole country. When the water is flat, the pH of the flowing water is neutral, and the concentration of HCO_3^-DOC(organic anion) in the main body of CBD is low. On the other hand, the concentration of NO3-in the early stage of water discharge increased, while the concentration of NO3-in the early stage of water discharge decreased. When the water comes out, the surface of the earth is close to the surface. In this paper, the ecological stability of the watershed is studied, and the concentration of NO_3^-in the effluent is decreased at a high speed. In the future, it is necessary to investigate the impact of forest management on a part of the trial watershed (especially near the river).

项目成果

高捍東,戸田浩人,生原喜久雄: "ミズナラを主とする落葉広葉樹林における林内雨・樹幹流・A_0層通過雨"森林環境資源科学. 39(印刷中). (2001)

东隆、户田博人、几原菊夫：“以栎树为主的落叶阔叶林中的林内降雨、树干流和 A_0 层过境降雨”《森林环境资源科学》（2001 年）。

戸田浩人 外46名: "全国大学演習林における渓流水質"日本林学会誌. 82. 308-312 (2000)

Hiroto Toda 等 46 人：“国立大学训练林中的山间溪流水质”，日本林业学会杂志 82. 308-312 (2000)。