筑波山周辺の渓流水中の硝酸イオンの酸素・窒素安定同位体比による硝酸イオンの生成・混合・消費プロセスの解析 Analysis of nitrate production, mixing, and consumption processes in mountain streams around Mt. Tsukuba using the oxygen and nitrogen isotope ratios of nitrate

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抄録

 筑波山周辺の渓流水中の硝酸イオンの濃度と同位体比の夏季と冬季の俯瞰的な調査結果から,1)夏季と冬季の硝酸イオンの濃度特性を基に40流域は13流域からなるグループ1(濃度が低く,季節間差も小さい)と17流域からなるグループ2(濃度は低くないが,季節間差は小さい)と8流域からなるグループ3(濃度は低くないが,夏季に濃度が低下する)と2流域からなるグループ4(濃度は低くないが,冬季に濃度が低下する)に大別できた。2)グループ1では冬季にδ<SUP>18</SUP>Oの大きく上昇する地点が多く,グループ3では冬季にδ<SUP>15</SUP>N, δ<SUP>18</SUP>Oともに低下する地点が多かった。3)硝酸イオン濃度の低いグループ1で冬季に雨水由来の硝酸イオンの寄与が増大することとグループ3では冬季に硝酸イオンの消費活性が大きく低下していることが示唆された。4)雨水由来の硝酸イオンが流入した場合の濃度とδ<SUP>18</SUP>Oの挙動を同位体混合モデルで解析した結果,硝酸イオンの量として最大見積もりで8.2%程度の雨水由来の硝酸イオンが渓流水へ流出したと推測された。5)雨水由来の硝酸イオンのシグナルが検出された流域の平均勾配は小さく,土壌の湿潤分布状態を示すTWI(地形的な湿潤指標)が高かったことから,そうした流域では水の滞留時間が長く,硝酸イオンの消費活性が高く,その結果,硝酸イオンの濃度が低くなったことが原因と考えられた。

The isotopic signatures of nitrate in mountain streams indicate the dominant processes associated with nitrogen (N) export from a forested watershed. The nitrate concentrations sampled at 40 mountain streams around Mt. Tsukuba, and the oxygen (δ<SUP>18</SUP>O) and nitrogen isotope ratios (δ<SUP>15</SUP>N) of that nitrate, showed that the geophysical and geological characteristics of the basin significantly affected the N export processes in the forest watershed. From this study we discovered the following: 1) At seven sites, the isotopic signal (i. e., high δ<SUP>18</SUP>O) indicated that bulk precipitation was one of the primary nitrate sources in winter. Using two source mixing models, high δ<SUP>18</SUP>O levels in winter were only found in streams with low nitrate concentrations although precipitation substantially inflow. 2) Significant correlations were found between the geophysical/geological parameters of the basin and the nitrate concentration/isotope ratio parameters. These could mostly be explained by the increased nitrate production and consumption activity during the summer and the increase in the relative contribution of nitrate derived from bulk precipitation in winter.

収録刊行物

  • 陸水學雜誌

    陸水學雜誌 73(1), 1-16, 2012-04-01

    日本陸水學會

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030761578
  • NII書誌ID(NCID)
    AN0024866X
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    00215104
  • NDL 記事登録ID
    023745004
  • NDL 請求記号
    Z15-149
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  IR  J-STAGE 
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