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森林土壌の窒素無機化特性に炭素の可給性が及ぼす影響

碳有效性对森林土壤氮矿化特性的影响

基本信息

批准号：
00J02489
负责人：
廣部宗
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

森林土壌の窒素無機化特性に炭素の可給性が及ぼす影響を明らかとするため,滋賀県竜王山のスギ人工林,京都府美山町の冷温帯落葉広葉樹林,および岐阜県御嶽山の亜高山帯常緑針葉樹林を調査対象として以下の研究を行った。1.各森林の斜面上部・下部に土壌断面を作成し,林床有機物層,および鉱質土壌層の物理化学的性質を把握した。2.作成した各土壌断面において,積雪のない期間中は2ヶ月毎に層別土壌試料の採取,各土壌試料の実験室・野外での培養,イオン交換樹脂の埋設・回収を行った。土壌試料の窒素無機化特性,水溶性有機物含有量とその組成,イオン交換樹脂に吸着された無機態窒素量を分析・測定した。3.微生物にたいする炭素資源量が異なる土壌の培養実験(28日間)を計8回行い,培養期間中の炭素・窒素動態を追跡した。1,2の結果,土壌堆積腐植のタイプと土壌を野外・実験室で培養した際の見かけの窒素無機化特性(特に見かけの硝化活性)に関係があることがわかった。しかし,野外でイオン交換樹脂に吸着される無機態窒素の形態は土壌堆積腐食のタイプに関わらず硝酸態が主であった。そのため見かけの硝化活性が低くとも硝化および硝酸態窒素の不動化過程は森林土壌中の窒素形態変化過程において無視できず,土壌堆積腐植タイプによって異なる微生物にたいする炭素資源の利用可能性が見かけの窒素無機化特性に影響していることが示唆された。3により得たデータから、主成分分析を用いて多数の要因を3つの関連するグループに整理した後、微生物に対する炭素の可給性を考慮した重回帰モデルを作成した。その結果、土壌中の見かけの窒素の無機化速度および硝化速度には、微生物に対する炭素可給性の影響が小さいが、硝酸態窒素の生成率にはやや影響があることがわかった。今後は、微生物に対する炭素可給性についてある時点での現存量だけでなく、回転速度を明らかとする必要があると考えられた。

A survey of carbon availability and its influence on forest soil mineralization was carried out in the following areas: forest plantations in Mt. Lungwang, Shiga Prefecture; cold-temperature deciduous forests in Mt. Miyama, Kyoto Prefecture; and evergreen pine forests in Mt. Otaku, Gifu Prefecture. 1. The upper and lower sections of the slope of each forest were prepared, and the physicochemical properties of the organic layer of the forest bed and the organic layer of the forest bed were grasped. 2. The soil samples were collected from each layer in the middle of the snow accumulation period, and the soil samples were cultured in the laboratory and in the field, and the exchange resin was embedded and recovered. The inorganic properties of soil samples, the content and composition of water-soluble organic matter, and the adsorption and determination of inorganic matter in exchange resin were analyzed and determined. 3. The amount of carbon resources in the culture of microorganisms varies from one day to the next, and the carbon and nitrogen dynamics in the culture period are tracked. 1, 2 The results show that the relationship between soil accumulation and humus, soil accumulation in the field and soil accumulation in the laboratory is related to the inorganic characteristics of phosphorus (especially nitrification activity) during cultivation. In the field, the exchange resin adsorbs inorganic substances and forms organic substances, and the accumulation of organic substances is related to the formation of nitric acid. The immobilization process of nitration and nitrate forms in forest soil affects the utilization possibility of carbon resources in forest soil. 3. The principal component analysis was used to determine the relationship between most of the important factors and the availability of carbon in microorganisms. The results showed that the inorganic rate of nitrogen in soil and the nitrification rate had little effect on the carbon availability of microorganisms and the production rate of nitrate. In the future, it is necessary to examine the carbon availability of microorganisms and the existing quantity and return speed.