森林生態系における溶存有機態炭素動態の決定要因の解明

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森林流域における溶存有機態炭素(DOC)動態を制御する環境要因とその制御メカニズムを明らかにするために、まず森林流域の水文過程を経る中でのDOC濃度形成のメカニズムを検討した。その結果、表層土壌層ではAl、Feとの有機錯体形成による土壌固相への保持が、下層土壌層では微生物分解が、それぞれDOC濃度減少に寄与している可能性が示された。その上で、降水量の年々変動・土地利用履歴の違いとDOC濃度の時空間変動の相違点から、DOC濃度変動の制御要因の解明を試みた。その結果、A_0層における有機物の酸化分解の進行が、A_0層だけではなく鉱質土壌の表層のDOC濃度にまで影響を及ぼす可能性が示唆された。また鉱質土壌の表層では、土壌が溶液の無機化学性を制御することによりDOC濃度を制御する可能性が示唆された。一方、鉱質土壌の下層では、降水量の変動による水の滞留時間の変動が、微生物分解によるDOC消費量を制御することでDOC濃度を制御する可能性が示された。そして、渓流水DOC濃度は、異なる流下経路を経て形成されたDOCの混合によって説明された。以上の結果を元に、水文過程・生物地球化学過程によるDOC濃度制御メカニズムの概念モデルを提示した。近年,DOCが森林生態系の物質循環に果たす役割の重要性が指摘され,さらに,DOCが森林生態系の物質循環の状態を表す指標としての役割を持つ可能性が指摘されている.本研究の結果は,森林生態系の分解系の状態が渓流水DOC濃度に反映される可能性を示していると同時に,森林生態系の物質循環の状態と渓流水DOC濃度の関係を解明する為には,水文過程がDOC動態に及ぼす影響の理解も含めたDOC濃度形成過程の包括的な理解が必要であることも示していると考えられる.