暖温帯森林流域における窒素飽和の生起過程とそれに及ぼす水文過程の影響

暖温带森林盆地氮饱和生成过程及水文过程对其的影响

• 批准号: 13760117
• 负责人: 大手 信人
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13760117/
• 关键词: 森林流域; 窒素飽和; 無機態窒素収支; 脱窒; N_2O; マツ枯れ; 地下水位変動; NO_3^-流出; 季節変動

森林流域からの窒素流出特性と,そのの制御要因としての水文過程に焦点を当て,滋賀県南部の桐生試験地において観測と,過去のデータの解析に加え,流域レベルの窒素ダイナミクスの中で,未知なプロセスが多い脱窒の実態を把握するために.土壌空気と地下水溶存態のN_2O濃度のモニタリングを行った.この結果以下のことが明らかになった.1)渓流水のNO_3^-濃度は1993年までの濃度レベルが概ね0.03mmo1_cL^<-1>以下であったのに対し,1994年から1997年にかけて上昇し,それ以後徐々に低下していることがわかった.地下水の濃度も1994年以降それ以前の数倍に上昇していた.2002年現在,依然として下流端近傍の浅層地下水中(〜100cm)のNO_3^-濃度の平均値は0.1mmol_cL^<-1>と高いが,この濃度は,深層ほど低下し,400cm深では0.1mmol_cL^<-1>を下回っていた.これと溶存N_2O濃度の新戸分布はよく対応しており,地下水体の比較的浅い部分で脱窒が活発であることが明らかになった.2)これまでの,桐生試験地マツ沢流域における無機態窒素に関する流域レベルの収支解析から,年間3kgha^<-1>yr^<-1>の窒素が脱窒によって大気に放出されることが推定された.3)強力な温室効果ガスであるN_2Oは湧水点近傍の湿潤なエリアから集中して発生しており,地下水体中での脱窒で生じたN_2Oは不飽和土壌中へはあまり拡散せず,大気に開放されて多くが揮散することが明らかになった.この部分でのN2Oの放出速度は地温と高い相関が見られ,夏季に高く冬季に減少した.4)N_2Oの発生は,降雨イベント時に,一時的に飽和した土層中でも観察され,脱窒が,飽和条件が整えば比較的瞬時に生じる可能性が示唆された.以上の結果から,水文条件に強く影響された脱窒の空間分布と,季節変動が把握できた.

The characteristics of forest runoff, the key factors of its control, and the focus of hydrological processes in the forest watershed were investigated in the Kiryu Experimental Site in southern Shiga Prefecture, and the analysis of past events was added. The characteristics of forest runoff in the watershed were investigated in the middle of the watershed, and the conditions of multiple forest runoff were unknown. A study on the relationship between N_2O concentration in dissolved groundwater and air in soil. 1) NO_3^-concentration in water was 0.03 mmol/L in 1993<-1>, but increased in 1994 and decreased in 1997. The concentration of NO_3^-in shallow groundwater (~ 100cm) near the downstream is still high in 2002. The concentration in deep groundwater is low in 2002. The NO_3^-concentration in shallow groundwater (~ 100cm) <-1>near the downstream is still high in 2002<-1>. The new distribution of dissolved N_2O concentration in groundwater is opposite to that in the shallow part of groundwater. 2) The new distribution of dissolved N_2O in groundwater is opposite to that in the shallow part of groundwater. <-1><-1>3) strong greenhouse effect, N_2O, moisture concentration near the water inflow point, N_2O is produced in unsaturated soil in underground water bodies. 4)N_2O generation, precipitation, saturation and transient occurrence in the soil layer. The above results show that hydrological conditions strongly affect the spatial distribution of the dislocation, and seasonal variations are controlled.

项目成果

Ohte et al.: "Episodic increases in nitrate concentrations in streamwater due to the partial dieback of a pine forest in Japan : runoff generation processes control seasonality"Hydrological Processes. 17. 237-249 (2003)

Ohte 等人：“由于日本松林的部分枯死，溪流中硝酸盐浓度会出现间歇性增加：径流生成过程控制季节性”水文过程。

Ohte et al.: "Hydrobiogeochemistry of Forest ecosystems in Japan : Major themes and research issues"Hydrological Processes. 15. 1771-1750 (2001)

Ohte 等人：“日本森林生态系统的水生生物地球化学：主要主题和研究问题”水文过程。

大手信人: "森林流域からのNO_3流出:流出の季節性から読み取れる情報"水利科学. 268. 40-53 (2002)

Nobuhito Ote：“森林流域的 NO_3 径流：从径流季节性中收集的信息”水科学 268. 40-53 (2002)。

Ohte et al.: "Comparative evaluation on nitrogen saturation of forest catchments in Japan and northeastern United States"Water, Air, and Soil Pollution. 130. 649-654 (2001)

Ohte 等人：“日本和美国东北部森林集水区氮饱和度的比较评估”水、空气和土壤污染。