日本海側の森林土壌における硫黄循環に関する研究:その現存量、起源および将来予測

大陸からの越境大気汚染による硫酸イオンの森林土壌への影響を明らかにするために、東日本を中心に34地点について調査を行い、硫酸イオン現存量、硫酸イオン吸着能(S-retention)および硫黄安定同位体比の分析を行った。その結果、日本海側と内陸部の黒ぼく土では硫酸イオン吸着能には有意な差がないものの、硫酸イオン現存量は有意に日本海側で高くなることが確認された。また、土壌中の蓄積硫酸イオンの硫黄安定同位体比δ^<34>S(%_o)についても、各調査地点の海塩寄与率を推定し、非海塩性硫酸イオンのδ^<34>Sを算出したところ、日本海側と内陸部で有意な差が認められた。とくに、日本海側の黒ぼく土の非海塩性硫酸イオンのδ^<34>Sは+3.2～+12.6%_o(平均+6.6%o)と算出され、内陸部の土壌のδ^<34>Sと中国起源硫黄酸化物のδ^<34>S(+7.8%_o)の中間の値となり、越境大気汚染物質が混入している可能性が示された。さらに、内陸部と日本海側の硫酸イオンの現存量とδ^<34>Sの差が全て海塩性硫酸イオンと中国起源の硫黄酸化物に起因すると仮定して、黒ぼく土について土壌中の硫酸イオンの起源の寄与率を算出したところ、中国起源の硫黄酸化物の寄与率は、利尻島で6～10%と少なく、東北地方・新潟県で4～52%、北陸地方で26～78%となり、日本海側の南地域ほど越境大気汚染の影響が強いことが示唆された。また、土壌に特異的に吸着した硫酸イオンは容易に溶出しないことも明らかとなり、硫酸イオンが蓄積した土壌は酸性化の回復に時間がかかることが予想されることから、その被害は欧米よりも広範に、そして長期間に及ぶ可能性が示唆された。これまで、日本では酸性雨や越境大気汚染の影響を評価する上で、土壌中の硫酸イオン現存量については全く関心が持たれていなかったが、酸性雨や越境大気汚染の影響評価と将来予測のために、土壌中の硫酸イオンについても継続的なモニタリング調査を行うことが重要である。

大陸からの越境大気汚染による硫酸イオンの森林土壌への影響を明らかにするために、東日本を中心に34地点について調査を行い、硫酸イオン現存量、硫酸イオン吸着能(S-retention)および硫黄安定同位体比の分析を行った。その結果、日本海側と内陸部の黒ぼく土では硫酸イオン吸着能には有意な差がないものの、硫酸イオン現存量は有意に日本海側で高くなることが確認された。また、土壌中の蓄積硫酸イオンの硫黄安定同位体比δ^<34>S(%_o)についても、各調査地点の海塩寄与率を推定し、非海塩性硫酸イオンのδ^<34>Sを算出したところ、日本海側と内陸部で有意な差が認められた。とくに、日本海側の黒ぼく土の非海塩性硫酸イオンのδ^<34>Sは+3.2～+12.6%_o(平均+6.6%o)と算出され、内陸部の土壌のδ^<34>Sと中国起源硫黄酸化物のδ^<34>S(+7.8%_o)の中間の値となり、越境大気汚染物質が混入している可能性が示された。さらに、内陸部と日本海側の硫酸イオンの現存量とδ^<34>Sの差が全て海塩性硫酸イオンと中国起源の硫黄酸化物に起因すると仮定して、黒ぼく土について土壌中の硫酸イオンの起源の寄与率を算出したところ、中国起源の硫黄酸化物の寄与率は、利尻島で6～10%と少なく、東北地方・新潟県で4～52%、北陸地方で26～78%となり、日本海側の南地域ほど越境大気汚染の影響が強いことが示唆された。また、土壌に特異的に吸着した硫酸イオンは容易に溶出しないことも明らかとなり、硫酸イオンが蓄積した土壌は酸性化の回復に時間がかかることが予想されることから、その被害は欧米よりも広範に、そして長期間に及ぶ可能性が示唆された。これまで、日本では酸性雨や越境大気汚染の影響を評価する上で、土壌中の硫酸イオン現存量については全く関心が持たれていなかったが、酸性雨や越境大気汚染の影響評価と将来予測のために、土壌中の硫酸イオンについても継続的なモニタリング調査を行うことが重要である。