植物―土壌系の物質循環の地球化学

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土壌-植物循環システムは基盤や環境、土壌系が異なると循環様式が変化することが予想されるため、地質、環境、気候の異なる調査地域を選定し、植物-土壌系を構成する基盤岩石、土壌、植物を採取し、予察的な地球化学データを蓄積した。対象とした地域は安山岩質の長野県八ヶ岳周辺、花崗岩地質で日本海側に位置する新潟県村上市、石灰岩地質の埼玉県名栗村、蛇紋岩・堆積岩地質で熱帯のマレーシア・キナバル山周辺である。また、植物-土壌循環システムを考える上で、土壌鉱物の起源を明らかにすることは重要であるため、日本各地の黒ボク土壌についても分析を行った。採取した基盤岩石、土壌、植物試料は実験室において前処理し、ICP-AESにより元素組成分析、質量分析計によりSr-Nd同位体分析を行った。土壌については酢酸アンモニウム溶液によって、交換性成分を抽出し分析した。標高1900mの長野県八ヶ岳周辺麦草峠においては、植物および土壌交換性成分のSr同位体比は0.708-0.709であり、母岩の安山岩の値(0.704)と異なっている。八ヶ岳周辺の降水のSr同位体比は0.708-0.712であり、標高が高く土壌層があまり発達していない麦草峠の植物-土壌間のSr, Ca循環に大気起源物質の寄与が大きいことが示唆された。同様に、Ca, Srの少ない蛇紋岩を基盤とする熱帯土壌生態系においても、土壌プロファイルの元素濃度変化およびSr同位体組成変化から、大気由来のCa, Srの寄与が大きいことが示唆された。Ca, Srとあわせて、CやNといった生物構成主要元素について検討する目的で、C-Nコーダ、元素分析計、気体質量分析計等の元素・同位体分析技術を習得した。他地域の解析、降水等の大気起源物質の詳しいデータ採取については今後進めていく予定である。