農耕地における地下浸透水への溶存温室効果ガス排出量を決定する要因の解明

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今年度は当初の年次計画で示したように、「プロセスモデルの構築と研究の総合化」を中心に研究を行った。前年度までに行ってきた「農耕地における地下浸透水中の溶存N_2O濃度の決定要因」の中で、溶存有機炭素(DOC)の重要性が明らかになったため、本年度は脱窒N_2O生成の基質となる硝酸とDOCとN_2Oの三者の関係を定量的に示すことを具体的な目的とした。定量解析には、異なる土壌(灰色低地土と黒ボク土)が充填されたライシメーター施設において本研究の初年度に自ら採取した実測値を用いた。既存の研究から、硝酸とDOCの間に化学量論的関係が存在することが知られており、本研究では、ここにN_2Oのデータを加えて三者の関係を異なる土壌間で比較した。黒ボク土ライシメーターでは、地下水面が設定させていないため、嫌気環境の形成が進まず、N_2O濃度が灰色低地土ライシメーターよりも小さかった。このため、三者間の明瞭な関係は見られず、代わりに排水量による希釈効果が顕著に見られた。一方、地下水面が存在する灰色低地土ライシメーターでは、嫌気環境の形成が進み、N_2O濃度が一般の農耕地地下水と比べて比較的高かった。そして、硝酸とDOCの逆相関が見られた上に、重ね合わせたN_2Oの分布は特定の範囲に偏って存在した。以上の結果を、定量的にモデル化するために、DOC/硝酸比を指標として用いた。特定の中庸な比の値の場合にN_2O濃度は最大となることが示された。今後は、現行のIPCC排出係数法に示唆を与えることを目的に、現象の一般化を図る。