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FT-ICRMS分析を用いた森林皆伐地の溶存有機物動態に関する研究

利用 FT-ICRMS 分析森林砍伐区溶解有机物动态研究

基本信息

批准号：
21658055
负责人：
大橋瑞江
金额：
$ 2.05万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21658055/
关键词：
物質循環水資源涵養水質森林管理溶存有機物

项目摘要

本研究は、森林地帯において、降雨・林内雨・深さの異なる土壌水・地下水・河川水・湖水を採取し、有機体炭素濃度及び3次元蛍光スペクトルを解析する事により、森林生態系における溶存有機物の形成・変性などの循環過程を解明することを第1目標とし、さらに、植栽地と皆伐地の比較によって、土地利用形態が水質にもたらす影響を解明することを2つ目の目標として行った。林内雨は、降雨と同程度のDOC濃度であるにも関わらず蛍光スペクトルの蛍光強度とFT-ICR MSの検出ピーク数が増加し、降雨が林内雨になる際に樹冠からある種のDOMが溶出し、加わる事が判明した。DOC濃度・蛍光スペクトルの蛍光ピーク強度・FT-ICRMSの検出ピーク数は、土壌では降雨・林内雨に比較すると劇的に増加し、深部地下水になると、微生物による分解と鉱物や土壌粒子によるDOMの吸脱着作用が進んで土壌水から一気に減少した。皆伐地と植栽地の比較においては、DOC濃度は、植栽地のA・B層の方が皆伐地のA・B層よりも概して高かった。FT-ICR MSの結果からは、皆伐地に比べて植栽地ではH/C比とO/C比の小さい黒色炭素様物質(縮合率が高く不飽和結合の多い化合物:H/C=0.3~1.0,O/C=0~0.4)及びリグニン(H/C=1.0~1.6,O/C=0.1~0.5)が検出される領域により多くのピークが観測され、皆伐地と植栽地で分子組成に違いが見られた。これらの違いから、森林伐採が淡水の形成・変質過程に何らかの影響をあたえており、地下部の土壌水中のDOM組成が地上部の状態に大きく左右されていることが示唆された。

This study aims to clarify the cycling process of dissolved organic matter formation, change and degradation in forest ecosystems by analyzing the effects of forest land conditions, rainfall, rain in forests, and depth on soil water, groundwater, river water, and lake water collection, organic carbon concentration, and three-dimensional sunlight. The impact of land use patterns on water quality is clear. The concentration of DOC in the forest and the rainfall are the same. The number of DOM in the forest increases. The number of DOM in the forest and the rainfall increase. The DOM in the canopy is dissolved and the matter is identified. DOC concentration, fluorescence intensity, FT-ICRMS detection rate, soil moisture, rainfall, forest rainfall, increase, deep groundwater, microbial decomposition, DOM adsorption and desorption, soil moisture, decrease Comparison between clear-cut land and planting land: DOC concentration, planting land A and B layers, clear-cut land A and B layers, DOC concentration, planting land A and B layers. FT-ICR MS results range from black carbon compounds (condensation ratio:H/C=0.3~ 1.0, O/C=0~0.4) and white carbon compounds (H/C=1.0~ 1.6, O/C =0.1~0.5) to black carbon compounds (condensation ratio: H/C=0.3~ 1.0, O/C=0.1~ 0.4). The soil and water DOM composition of the underground part of the forest is mainly affected by the formation and quality of the forest.