AHW27-01

会場:301B

時間:5 月 24 日 09:00-09:15

テクトニックな森林流域での地下水漏出と河川流出
Groundwater leakage and river runoffs in a tectonic and forested catchment
知北 和久 1∗ ; Hossain Md Motaleb2 ; 阪田 義隆 1 ; 宮本 拓人 2 ; 落合 泰大 2
CHIKITA, Kazuhisa1∗ ; HOSSAIN, Md motaleb2 ; SAKATA, Yoshitaka1 ; MIYAMOTO, Takuto2 ;OCHIAI, Yasuhiro2
11

北海道大学大学大学院理学研究院, 2 北海道大学大学院理学院
Faculty of Science, Hokkaido University, 2 Graduate School of Science, Hokkaido University

テクトニックな流域では、どのように地下水漏出や河川流出が発生するのかを理解するため、北海道の日高造山運動の影響がある十勝地方・生花苗川（おいかまないがわ）流域（面積 62.6 km2 ）で水収支を評価し、ハイドログラフに対する流出解析を行った。地質の多くは新第三紀の堆積岩で、その上に透水性の高い更新世後期の火山噴出物が堆積している。ここでは 2011 年と 2012 年の降雨期における流域実蒸発散量E を一層モデルで求め、その際に流域の傾斜角や方位の分布による短波放射量への影響を評価した。このE 値を用いて短期水収支法により地下水漏出量を求めると、2011 年で有効降雨 (= P-E ; P 雨量) の 50-80 %が地下水漏出するが、2012 年ではそれが相対的にかなり小さいと判断された。他方、タンクモデルによる流出解析では、基盤での地下水貯留からの漏出を考えると、 2011 年で有効降雨の 45 %、2012 年で7%の漏出があると計算された。
キーワード: 地下水漏出, 断層, 実蒸発散量, 水収支, 流出解析, 熱収支
Keywords: groundwater leakage, fault, actual evapotranspiration, water balance, runoff analysis, heat balance

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AHW27-02

会場:301B

時間:5 月 24 日 09:15-09:30

Sediment loading processes in a geologically active and forested catchment
Sediment loading processes in a geologically active and forested catchment
HOSSAIN, Md motaleb1∗ ; CHIKITA, Kazuhisa2 ; SAKATA, Yoshitaka2 ; MIYAMOTO, Takuto1 ;OCHIAI, Yasuhiro1
HOSSAIN, Md motaleb1∗ ; CHIKITA, Kazuhisa2 ; SAKATA, Yoshitaka2 ; MIYAMOTO, Takuto1 ;OCHIAI, Yasuhiro1
1
1

Graduate School of Science, Hokkaido University, 2 Faculty of Science, Hokkaido University
Graduate School of Science, Hokkaido University, 2 Faculty of Science, Hokkaido University

Exploring fluvial sedimentary processes on catchment scale is useful for studies on the forest management, material cycleand ecosystem of short time scale and topographic evolution of long scale. The fluvial transportation of sediment is also related
to sedimentation, material cycle and ecosystem in coastal regions. Erosion and sedimentation process decline soil fertility anddecrease agricultural yields. A considerable portion of suspended sediment discharging into a costal lagoon, the Oikamani
Lagoon, Tokachi, Hokkaido annually is contributed by the forested Oikamanai River catchment with many tectonic faults. It is
important to find out the sediment source in such forested catchments. Here, we have tried to find how sediment load occurs
by rainfall and snowmelt runoffs in the forested (ca. 90% area) catchment. Grain size and mineralogy of catchment soil andstream sediment, survey techniques, and turbidimeters provide the information that allows us to understand fluvial sedimentary
processes and the sediment source and its availability. Here, a semi-distributed model, ArcSWAT2012, was applied to time seriesof discharge and sediment load, which were obtained in 2011 to 2013. In ArcSWAT2012, the total basin area (62.48 km2) was
divided into 3 sub-basins, as subbasin into hydrological response unit (HRU) based on soil type, land use and slope classes thatallow a high level of spatial detail simulation. In this study we have used the data of discharge, Q (m3/s), suspended sedimentconcentration (SSC; mg/L) and sediment load, L (kg/s) of April 2011 to November 2013 on non-frozen period of these three
years, weather data of 2008 to 2013, and soil data. Every year soil water content and water storage in soil are different because
the amounts of snowfall and snowmelt are different, so we have utilized our model at seasonal base. The semi-distributed
SWAT model is applied to model discharge and spatially distributed soil erosion/sedimentation processes at daily time step.
The simulations of sediment load time series indicate that most of the sediment input is coming from sub-basin 2. Hourly
sediment load time series indicates that most of the time except at pick discharge sediment load at upstream (R3) is greater thanof downstream, main outlet of watershed (R1), it suggests that the most of the sediment is deposited between R1 and R3. At
present, the interpretation of the quantitative results is not yet satisfactory, because of lack of model parameterization at a local
scale in the SWAT model. This results from the fact that the information on hydrological structures of soil and bedrock is not
sufficient. Thus, a comparison with the other modelling is essential to understand the sediment loading processes on catchment
scale.
キーワード: forested, fluvial, sediment, erosion, SWAT, tectonic
Keywords: forested, fluvial, sediment, erosion, SWAT, tectonic

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AHW27-03

会場:301B

時間:5 月 24 日 09:30-09:45

Soil Loss and sediment yield assessment from 1974-2012 in the some west-coast rivercatchments, Penang Island Malaysia
Soil Loss and sediment yield assessment from 1974-2012 in the some west-coast rivercatchments, Penang Island Malaysia
MOHD NAJIB, Sumayyah aimi1∗ ; A. RAHAMAN, Zullyadini1
MOHD NAJIB, Sumayyah aimi1∗ ; A. RAHAMAN, Zullyadini111

Universiti Sains Malaysia
Universiti Sains Malaysia

Soil erosion is a worldwide problem because of its economic and environmental impacts. Many human-induced activities, suchas mining, construction, and agricultural activities disturb land surface , resulting in accelerated erosion. There are many land
clearing activities in catchment areas that could add an enormous amount of sediment to rivers. Nowadays, land has become oneof limited resources in Penang due to the topography of the hilly and flat area. Penang Island is a city of rapid industrializationand density, and in order to face future challenges caused by rapid economic development, there is a high demand for flat land
requirements. Land clearing activities contributes to the total concentration of sediment, affecting the health of the catchment
area. To estimate soil loss, soil erosion model such as Universal Soil Loss Equation (USLE) is used to estimated average soil
loss generated from splash, sheet and rill erosion. Use of the USLE has recently been extended for predicting soil losses andplan control practices in the agricultural catchment by effective integration of Geographic Information Systems (GIS) based onprocedures to estimate the factor values in a grid cell basis. This study was performed to predict soil loss by USLE/GIS and thefactor to calculate soil loss is Rainfall erosivity (R), Soil erodibility factor (K), Topographic factor (LS), Land cover management
factor (C) and Conservation practices factor (P). Result shows that soil loss was 100.7 t/ha/year and sediment yield was 2336
t/km2 /year in 2012, 84 t/ha/year and 1907 tan/km2 /year in 2004; 144 t/ha/year and 1889 tan/km2 /year in 1984 and 1974 the soil
loss was 61 t/ha/year and the sediment yield was 1272 tan/km2 /year.

キーワード: Soil Erosion, Soil loss and sediment yield assessment, USLE, GIS, Penang Island, Malaysia
Keywords: Soil Erosion, Soil loss and sediment yield assessment, USLE, GIS, Penang Island, Malaysia

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AHW27-04

会場:301B

時間:5 月 24 日 09:45-10:00

中山間地流域における物質輸送に及ぼす耕作放棄地の影響評価
Assessment of the impacts of abandoned cultivated land on material flux in hilly andmountainous watersheds
清水 裕太 1∗ ; 小野寺 真一 2 ; 松森 堅治 3
SHIMIZU, Yuta1∗ ; ONODERA, Shin-ichi2 ; MATSUMORI, Kenji3
1(独) 農研機構 近畿中国四国農業研究センター・日本学術振興会特別研究員 PD, 2 広島大学大学院総合科学研究科, 3 (独)農研機構 近畿中国四国農業研究センター
1
National Agriculture and Food Research Organization / JSPS Research Fellow, 2 Graduate School of Integrated Arts and Sciences, Hiroshima University, 3 National Agriculture and Food Research Organization
Agricultural land-use has been reduced by mainly urbanization and devastation in Japan. The objective of this study is toevaluate the impact of the decline of agricultural land-use on flood risk and material flux in hilly and mountainous watersheds
using Soil Water Assessment Tool. The results indicated that increase of flood risk due to abandonment of agricultural land-use.
Furthermore, the abandonment of rice paddy field on steep slope areas may have larger impacts on sediment discharges thancultivated field. Therefore, it is suggested that prevention of expansion of abandonment of rice paddy field is an important factor
in the decrease of yields of sediment and nutrients.
キーワード: 物質輸送, 中山間地流域, SWAT モデル
Keywords: material transport, hilly and mountainous watersheds, SWAT model

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AHW27-05

会場:301B

時間:5 月 24 日 10:00-10:15

Climate change impacts on groundwater recharge on an agricultural island, western Japan,
estimated by SWAT/Hydrus model
Climate change impacts on groundwater recharge on an agricultural island, western Japan,
estimated by SWAT/Hydrus model
金 广哲 1∗ ; 清水 裕太 2 ; 小野寺 真一 1 ; 齋藤 光代 3 ; 松森 堅治 2
JIN, Guangzhe1∗ ; SHIMIZU, Yuta2 ; ONODERA, Shin-ichi1 ; SAITO, Mitsuyo3 ; MATSUMORI, Kenji2
1

広島大学大学院総合科学研究科, 2 ( 独 ) 農業・食品産業技術総合研究機構・近畿中国四国農業研究センター, 3 岡山大学
大学院環境生命科学研究科
1
Hiroshima University Graduate School of Integrated Arts and Sciences, 2 National Agriculture and Food Research Organization,
Western Region Agricultural Research Center, 3 Graduate School of Environmental and Life Science, Okayama University

Estimation of groundwater recharge, quantity, and water balance is important for efficiently managing groundwater resources.
It is particularly important in regions with little rain, which face the risk of water shortage. However, the water balance of awatershed is sensitive to climate variability and change. Climate changes due to global warming may alter rainfall patterns andincrease the occurrence of extreme events (floods and droughts), it will significantly affect the sustainability of water supplies in
the coming decades, clarify the future water budgets will be necessary and important. The objective of this research is to estimate
water balance and clarify the drought impact on groundwater recharge rate in an agriculture catchment using the SWAT Model,
and validate and estimate the groundwater movement using the Hydrus Model.
The study catchment (IKS) is located in the central Seto Inland Sea. Groundwater resources are important water supply
resources for irrigation. However, due to the small annual precipitation with large inter-annual variation, and steep sloping topography, the island faces a risk of water shortage, especially in the drought season. As input to SWAT Model, topographic data
(10 m grid), soil map (1/25000), land use map of 2006 (100m grid) and weather information were used to build and calculate the
SWAT Model. Evaporation was estimated by the Penman-Monteith method. Simulation time periods is 2000-2013, including
warm up period of 2000-2003 and calibration period of 2003-2004. The calibration was conducted using the Sequential Uncertainty Fitting (SUFI2). The calibration and validation results of Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), RMSE-observations standard
deviation ratio (RSR), and percent bias (PBIAS) indicate the parameters are evaluated as acceptable. For input into Hydrus 1D,
the groundwater recharge rate was obtained from the value in related sub basin from the SWAT model. The simulated groundwater level data were compared with observed groundwater level data from a 15m depth observation well in the downstream areaof the IKS catchment.
The result shows in the low precipitation year, the groundwater recharge and surface run off decreased to 25% and 30%, respectively. Both river discharge and groundwater recharge fluctuated between the high and low precipitation years compared toaverage water balance, and these variations are larger than the precipitation fluctuation. The simulated groundwater level datashows the quick response to variation of precipitation. Under different rainfall intensities, groundwater levels gradually decreased
and responded to the changes in groundwater recharge with no precipitation supplied. The groundwater level was also highly
related to precipitation variability and the groundwater supply is highly related to heavy rainfall events and the obviously decreasing groundwater resources in the drought season. As result of global climate change, an increasing fluctuation trend between
extremely low rainfall and extremely high rainfall has been observed across Japan. The annual precipitation from the Ikuchi
Island suggests that years of low rainfall have become more frequent since 1976. A decreasing trend of precipitation from 5-year
average data is shown, with rate of 103mm/100years. In consideration of this decreasing trend in precipitation, we estimate theannual groundwater recharge rate had considerable inter-annual variations and decreased on an average by 140mm/100years,
which is relatively larger than the trend of precipitation. The groundwater level in drought years decreased with an estimateddecrease of 1.2m/100years. This may indicate the drought impact on groundwater resources will increase in the future. The
recharge resources will decrease and groundwater storage will decline under the trend of decreasing precipitation in the future.

キーワード: climate change, drought impact, groundwater recharge rate, water balance, SWAT Model, Hydrus Model
Keywords: climate change, drought impact, groundwater recharge rate, water balance, SWAT Model, Hydrus Model

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AHW27-06

会場:301B

時間:5 月 24 日 10:15-10:30

農業用貯水池における成層構造の季節変化とその栄養塩循環への影響
Seasonal variation of the stratified structure in agricultural reservoirs and its effect on the
nutrient cycle
大久保 賢治 1∗ ; 齋藤 光代 1 ; 舩岡 亮平 1 ; 小野寺 真一 2 ; 金 广哲 2 ; 丸山 豊 2 ; 有冨 大樹 2
OKUBO, Kenji1∗ ; SAITO, Mitsuyo1 ; FUNAOKA, Ryohei1 ; ONODERA, Shin-ichi2 ; JIN, Guangzhe2 ;MARUYAMA, Yutaka2 ; ARITOMI, Daiki21
1

岡山大, 2 広島大・院
Okayama Univ., 2 Grad., Hiroshima Univ.

Agricultural reservoirs have been used as important water resources in agriculture areas of little rain. Intensive agriculture
increases the load of nutrients to surface water and groundwater, which usually causes serious eutrophication and phytoplankton
blooms in small-scale reservoirs. For sustainable water use in agricultural areas, it is important to evaluate the cycles of water andnutrient in reservoirs. We aimed to examine on the seasonal variation of the stratified structure in agricultural reservoirs and its
effect on the nutrient cycle. The seasonal variation of the stratification was examined using the multi-depths water temperature
variation in the 4 ponds located on an island which is highly influenced by agricultural activity. DO, Chlorophyll-a, light photon,
nutrients data were used for the evaluation of ecosystem condition. Water temperature was clearly different between the surface
layer and the bottom layer from early spring to early autumn in some reservoirs characterized by relatively deep bathymetry or
groundwater inflow from the bottom, which indicates that the thermal stratification was formed. Vertical profiles of Chlorophylla and DO show the significant seasonal variations from spring to winter period. However, these pattern were unique in the pond
influenced by groundwater inflow.

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AHW27-07

会場:301B

時間:5 月 24 日 10:30-10:45

キルギス・イシククル湖及び集水域諸河川における水質特性と物質循環
Water quality characteristics and the material circulation in Lake Issyk-kul and its catchment,in Kyrgyz
齋藤 圭 1∗ ; 小寺 浩二 2 ; 前杢 英明 2
SAITOH, Kei1∗ ; KODERA, Koji2 ; MAEMOKU, Hideaki2
1
1

法政大学大学院, 2 法政大学文学部地理学教室
Graduate Student , Hosei Univ., 2 Department of Geography, Hosei Univ.

1. はじめに塩湖は、淡水湖よりも比較的数が少なく、また乾燥地域という過酷な環境の下に存在している故に、淡水湖よりも比較的研究の数が少ないと言われている。
（A.Lerman 1984）イシククル湖の場合、集水域諸河川から運搬される物質がどのようにイシククル湖へ影響を与え、水位の低下に伴い、湖の水循環がどのように変化していくのかという議論が極めて少ない。また、極地における水質機構の解明は、地球システムの解明、淡水湖との比較研究をする上で意義があると言える。そこで本研究では、イシククル湖とその集水域の物質収支を明らかにすべく、湖への流入河川の溶存物質について研究を行った。
2. 地域概要
イシククル湖は面積 6236 km2、貯水量 1738 km3、水深 668m の内陸湖である。塩分濃度は 6 ‰と、周辺の塩湖よりも比較的低い。周辺は 3000m 以上の高山に囲まれており、集水域面積率も低い。
3. 研究方法
イシククル湖において河川・地下水・湖を中心に現地水文観測を 2012 年〜2014 年夏季にかけて 3 回行った。調査地点は 42 地点で、河川 31 地点、湖 9 地点、地下水 2 地点を行った。気温、水温、EC、pH を現地観測し、持ち帰ったサンプルから TOC の測定、イオンクロマトグラフィーによる主要溶存成分分析を行った。
4. 結果と考察
全般的に河川は Ca-HCO3 型であり、その中でも湖北と湖南では、溶存物質のイオン濃度が低い。一方、湖東と湖西
ではイオン濃度が高く、流域特性の違いによる地質の影響の差異が認められた。世界各地の塩湖の水質組成と比較すると、イシククル湖の水質組成は Na-Mg-Cl-SO4 型であり、比較的溶存している塩類のバランスが良い。これは、集水域
河川や地下水を通じて、炭酸が集水域から多く供給されているためであると考えられる。また、湖南部では火成岩系の地質が多くみられ、SO4 2− の供給が多いのも原因の一つであると考えられる。Ca2+ と HCO3 − に関しては、CaCO3 とCaSO4 として析出していることが示唆された。これらの溶解度積を調べてみると、過飽和状態であった。天然水中であることを考慮すれば、妥当であると考えられるが、より一層の検証が必要である。
参考文献
A.S.Karmanchuk(2002)：WaterChemistry and Ecology of Lake Issyk-Kul,NATO ScienceSeries,13,13-26
キーワード: 塩湖, 閉塞湖, 乾燥地域, 水質組成
Keywords: Saline Lakes, Closed Lake, Arid Region, Water Quality

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AHW27-08

会場:301B

時間:5 月 24 日 11:00-11:15

ダム下流部における砂の生産−運搬作用の特徴 ―佐久間ダムを有する天竜川を例に―Sand grain producing and transport processes in downstream reaches of the dams-constructed
Tenryu River, central Japan
宇津川 喬子 1∗ ; 白井 正明 1
UTSUGAWA, Takako1∗ ; SHIRAI, Masaaki1
11

首都大学東京大学院地理学教室
Department of Geography, Tokyo Metropolitan University

はじめに河川に建設された発電・治水ダムは，水資源だけではなく，上流部で生産された土砂をも堰き止めることから，ダム下流域において土砂供給量が著しく減少し，下流域での河床堆積物の粗粒化や海岸侵食などの社会問題の発生に関与していると考えられている．現在行われている対策としては，例えばダム堆積物の浚渫や排砂バイパスの設置などにより，ダム下流域へと土砂を人為的に運搬する試みがあるが，こうした対策やその効果の検証は土砂，即ち砂礫の 運搬̶堆
積作用 にのみ注目したものが大半である．発表者らは，ダムを挟んだ上流・下流域に堆積する 礫 および礫から生産されているとされる 砂 の形状（丸み）に注目し，ダム建設に伴う河川下流域における砂の生産̶運搬過程の検出を試みた．
地域概要
国内でも最大規模の土砂生産量を誇る天竜川水系には 15 のダムが設置され（芦田ほか，2008），天竜川の上流部で生産された砂礫（主に花崗岩類）は，日本最大級の貯水容量をもつ佐久間ダムによって完全に堰き止められている．天竜
川は佐久間ダムよりも下流で中央構造線を挟み，水窪川（流域の地質は主に結晶片岩）や気田川（同じく，主に堆積岩）を流入させて河口へと注ぐ．なお，水窪川合流部と気田川合流部の間には秋葉ダム，気田川合流部のやや下流側と河口の間には船明ダムが建設されている．
手法
佐久間ダムよりも下流域において，上記 2 支流および船明ダムより下流側の本流 1 地点，合計 3 地点にて砂礫の記載と採取を行なった．礫洲の水際において，まず 1 m × 1 m の区画を設置し，10 cm 間隔で無作為に 121 個の大〜中礫（128〜16 mm）について礫種・礫径を調べた．次に隣接する位置に 1 m × 2 m の区画を設置し，観察される礫種のうち，計測に十分な量を得られた頁岩 200 個について，Krumbein（1941）による印象図を用いて円磨度を測定した．また，表面礫
下の細粒な砕屑物（概ね 16 mm 以下）をそれぞれの区画から採取し，室内分析を行なった．そのうち，細礫（4〜2 mm），
極粗粒砂（2〜1 mm），粗粒砂（1〜0.5 mm）について，首都大学東京地理学教室が所有するデジタルマイクロスコープ
および画像解析粒度分布計を用いて，岩種および円磨度のデータを取得した（1 地点あたり各粒径 200 粒程度）．

結果・考察
船明ダム上流域の頁岩粒子と比べて，下流側の頁岩粒子の方が円磨度が低い，即ち，より角張った粒子が多いという結果が得られた．極粗粒砂（2〜1 mm）より粗粒な砕屑物は，船明ダムで堰き止められており，下流域でダム建設以前に堆積した礫から新たに生産されていると考えられる．ただし，ダム下流部で観察された粗粒砂（1〜0.5 mm）はよく円磨された粒子と亜角状のものが混在していたことから，粗粒砂よりも細粒な砕屑物については，下流部に堆積した礫から生産された粒子に，船明ダムを通過して上流から供給された粒子も含まれている可能性が示された．
参考文献
芦田ほか．2008．
『21 世紀の河川学』京都大学学術出版会．265pp
Krumbein, W. C. 1941. Journal of Sedimentary Petrology 11: 64-72
キーワード: 砂礫, 円磨度, 破砕・摩耗作用, ダム, 天竜川流域
Keywords: gravel, sand, roundness, crush-abraion, dams construction, Tenryu River

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AHW27-09

会場:301B

時間:5 月 24 日 11:15-11:30

人間活動がもたらす窒素問題：流域を越えた地球システムとのつながり
Nitrogen issues induced by human activities: A big issue in Earth system beyond watersheds
林 健太郎 1∗ ; 江口 定夫 1 ; 朝田 景 1 ; 吉川 省子 1 ; 阿部 薫 1
HAYASHI, Kentaro1∗ ; EGUCHI, Sadao1 ; ASADA, Kei1 ; YOSHIKAWA, Seiko1 ; ABE, Kaoru1
1
1

独立行政法人農業環境技術研究所
National Institute for Agro-Environmental Sciences

生物の必須多量元素である窒素は作物の生産に欠かせない肥料である．ハーバー・ボッシュ法による大気分子窒素のアンモニアとしての固定が実現して以来，安価に大量に製造が可能となった窒素肥料によって食料や飼料としての作物生産が大きく伸びた．窒素肥料は世界人口の増加を下支えするとともに，多くの国において肉類の消費を増加させている．現在では世界人口の約半分がハーバー・ボッシュ法の窒素肥料に依存すると推計されている．一方，農耕地に投入される窒素肥料のうち作物が吸収するものは，日本国内では平均的に約 40%であるものの，世界では平均的に約 25%にとどまると推計されている．作物に吸収されない窒素のうち一部は有機物として土壌に蓄積されるとしても，大部分は地下浸透や表面流出を経ての水域への窒素負荷，あるいは関連ガスやエアロゾルの発生を経ての大気への窒素負荷となる．また，収穫した作物あるいは輸入した作物を飼料として育てる家畜の排せつ物も水域や大気への窒素負荷の原因となる．負荷された窒素は様々な化学種に形を変えつつ環境を巡り（窒素カスケード），その過程で水質汚染，大気汚染，温室効果，成層圏オゾン破壊，富栄養化，および酸性化などの多様な環境影響をもたらしうる（これを「窒素問題」と称する）．環境中の窒素動態の全貌を捉えることは容易ではない．
日本における窒素問題の典型は，耕種農業や畜産業が盛んな集水域における地下水や湖沼の水質汚染，また，生活排水などの流入負荷が大きい湖沼や内湾の水質汚染である．しかし，水質汚染をもたらす窒素化合物は窒素カスケードを通じて他の環境媒体とも繋がっている．例えば，人間活動に伴い大気に放出される窒素化合物の大気沈着（湿性・乾性沈着）は集水域への窒素インプットとして重要な寄与を成し，土壌や水域における硝化および脱窒に伴い発生する一酸化二窒素は強い温室効果と成層圏オゾン破壊効果を有する．日本は狭い国土に多くの人口を有することに加え，食料・飼料の海外依存度が高い（食料自給率は 39%，飼料自給率は 26%）
．さらに近年では大量の食品が消費されずに廃棄されている．国内の廃棄食品は年間 500〜800 万トンと試算され，これは世界全体の食料援助 400 万トンよりも多い．これらの結果，日本では循環利用されずに環境に負荷される窒素の量が大きくなりやすい．単位面積あたりでは日本は世界有数の高窒素負荷の国である．
窒素利用の最大化と窒素負荷の最小化というジレンマは，食料生産，エネルギー利用，そして地球システムの持続可能性において最も重要な事柄の一つである．よって，窒素問題に対する国際的な関心は高い．窒素に関する研究者により構成される国際窒素イニシアティブ（INI）は，3 年ごとの国際窒素会議や世界各地域の窒素アセスメントの実施など，窒素問題の解決に向けた様々な活動を展開しているほか，経済協力開発機構（OECD）は INI の協力を得つつ窒素問題の評価指標の開発に取り組んでおり，国連環境計画（UNEP）もまた INI と協同して国際窒素管理システム（INMS）という科学と政策を繋ぐシステム作りを目的とする国際プロジェクトの立ち上げを進めている．そして，あらゆるステーク
ホルダーを巻き込んで 2015 年より本格的に開始する大型国際プロジェクト Future Earth は，食料生産の持続可能性を重要な課題の一つとしており，窒素のジレンマの解決は重要な研究要素となる．
このような世界情勢に比べて日本の取り組みは遅れている．水質，大気質，および地球環境問題などの個別課題において様々な研究が行われている一方で，窒素カスケードを通じて複雑な挙動を見せる窒素動態を包括的に捉え，その研究成果を行政などの他のセクターと共有して議論する取り組みが不足している．本発表は，日本の窒素問題の現状と世界の最先端の取り組みを紹介した上で，窒素問題に包括的に取り組んでいくために，日本国内に窒素専門家グループの設立を提言することを目的とする．窒素問題は多くの分野にまたがるため，窒素専門家グループには分野ごとのサブグループ（例：農業，陸水，海洋，大気，陸域，産業）を設けることを想定している．関心のある専門家の賛同と参画に期待する．
キーワード: 窒素, 水質, 大気質, 富栄養化, 地球環境, 国際窒素管理システム
Keywords: Nitrogen, Water quality, Air quality, Eutrophication, Global environment, International Nitrogen Management System

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AHW27-10

会場:301B

時間:5 月 24 日 11:30-11:45

窒素流入量の異なる森林流域における溶存有機窒素動態
Dissolved organic nitrogen dynamics in forested watersheds with different nitrogen inputs
小林 政広 1∗ ; 伊藤 優子 1 ; 篠宮 佳樹 2
KOBAYASHI, Masahiro1∗ ; ITOH, Yuko1 ; SHINOMIYA, Yoshiki2
1
1

独立行政法人森林総合研究所, 2 独立行政法人森林総合研究所東北支所
Frestry and Forest Products Research Institute, 2 Tohoku Research Center, Frestry and Forest Products Research Institute

Increasing atmospheric nitrogen deposition often causes nitrogen saturation in forest ecosystems around Kanto plain in Japan.
To clarify the mechanism of nitrogen saturation, we have observed the dissolved nitrogen of bulk precipitation, throughfall, litterleachate, soil water, and stream water in Katsura experimental forest (KEF) with low nitrogen deposition and Tsukuba experimental forest (TEF) with high nitrogen deposition. In the present study, we focused on the flux and discharge of dissolved
organic nitrogen (DON) in the studied forest ecosystems. The seasonal variation of the ratio of DON to the total dissolved nitrogen (TDN) was observed for the litter leachate both in KEF and TEF. The DON/TDN ratios for litter leachate, stream water werelower in TEF than in KEF. It may be caused by the high rate of mineralization in TEF with excessive nitrogen.
キーワード: 森林, 溶存有機窒素, フラックス, 流出
Keywords: Forest, dissolved organic nitrogen, flux, discharge

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AHW27-11

会場:301B

時間:5 月 24 日 11:45-12:00

北陸地方の森林流域における大気由来窒素の流入
Atmospheric nitrogen deposition on a forest watershed in the Hokuriku district
伊藤 優子 1∗ ; 小倉 晃 2 ; 高瀬 恵次 3
ITOH, Yuko1∗ ; OGURA, Akira2 ; TAKASE, Keiji3
1
1

森林総合研究所, 2 石川県農林総合研究センター林業試験場, 3 石川県立大学
FFPRI, 2 Research Center for Agricultural and Forestry, Ishikawa Prefecture, 3 Ishikawa Prefecture University

近年の急激な経済発展に伴いアジア大陸からの大気汚染物質流入量の増加が懸念されている。今後、日本海側の森林域においても大都市圏周辺の森林と同様に窒素飽和等の物質循環の攪乱が発現する可能性がある。そのため、これらの地域の森林流域における物質循環への影響を解明する必要がある。しかしながら、これらの地域は降雪量が多いため年間を通じた森林における物質動態観測が困難であった。本研究では石川県白山市の森林小流域において、年間を通じた
降水・降雪に伴う大気から森林への窒素流入実態の解明を行った。
キーワード: 多雪地域, 森林生態系, 物質循環

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AHW27-12

会場:301B

時間:5 月 24 日 12:00-12:15

面源負荷原単位の簡易推定法の提案、およびその妥当性の検討
Simple method to estimate pollution loads from non-point sources and its applicability
吉川 省子 1∗ ; 望月 秀俊 2 ; 高橋 英博 2
YOSHIKAWA, Seiko1∗ ; MOCHIZUKI, Hidetoshi2 ; TAKAHASHI, Hidehiro2
1
1

農業環境技術研究所, 2 農研機構 近畿中国四国農業研究センター
National Institute for Agro-environmental Sciences, 2 NARO Western Region Agricultural Research Center

１．目的
近年、主に化成窒素肥料の生産に起因して、環境中に活性な窒素が増加している。その結果、水質汚染，大気汚染，温室効果，成層圏オゾン破壊，富栄養化，および酸性化など多様な環境問題が生じている。産業系・事業所系の点源負荷は規制が進んでいるが、面源からの負荷は定量が難しく、規制されていない現状である。本報では、既存のデータを利用して窒素面源負荷量を推定する方法を示し、その妥当性を検討する。
２．研究方法
対象地域は香川県の 26 河川流域 (1,342 km2 ) である。著者らは前報で、その 26 河川水およびその流域の地下水のNO3 -N 濃度と、農地に施用された余剰窒素に関係があることを示した。本報では、26 河川流域の各土地利用割合と、河川水の T-N 濃度、あるいは地下水の流域平均 NO3 -N 濃度の間の重回帰分析により、土地利用ごとのいわゆる「濃度原単位」を求めた。さらに河川流量および地下水流量を乗じることにより、土地利用ごとの「負荷原単位」を求めた。求めた負荷原単位について、一河川（金倉川）流域を対象として、1994〜1995 年、および 2007〜2008 年に測定した浅層地
下水水質、および、その 2 時期の耕地面積等の関係を調べることにより、この方法で求めた負荷原単位の妥当性の検証を試みた。解析には、市町ごとの主要農産物の作付面積、施肥基準、作物の吸収窒素量データ、浅層地下水 NO3 -N 濃度
データ、河川水質・流量・水位データ、金倉川流域の市町村別の農地面積、土地利用別蒸発散データ、香川用水農業用水
配水実績データ等を用いた。
３．結果および考察
窒素濃度原単位は、地目別に畑、水田、森林、市街地について、河川水ではそれぞれ 9.0，3.6，0.8，3.6 mg L−1（望月ら 2013）、地下水ではそれぞれ 15.2，10.3，2.3，2.5 mg L−1 であった（市街地では、点源負荷すべてが下水処理場を経て海域に排出されるわけではないため、不確かさを含む）。この濃度原単位に香川県の平均河川流量 2134 t ha−1（高橋−1
ら 2010）、および、推定地下水流量 481 t ha
(清水ら 2009) を乗じることにより、畑、水田、森林、市街地それぞれの窒素負荷原単位 26.6，12.6，2.8，8.8 kg ha−1 y−1 を得た。これらは、環境省で採用している窒素負荷原単位と近い。
次に、金倉川流域を対象に、上記 2 時期の水および窒素収支を推定した。降水量は上流、中流、下流の近傍の雨量観測地の 11 年間（2002〜2012 年）のデータの平均値 1159mm、香川用水農業用水の金倉川流域への平均配水量は入手した
1994〜2005 のデータの平均値 177mm、および、蒸発散量は香川県の測定データ（三野ら 1965）等の水田 1131mm、畑
地 932mm、森林・樹園地 745mm、市街地 562mm、水域 800mm、金倉川の流量は、2000〜2006 年の水位と流量データの解析による 406mm を用いた。その結果、地下への浸透量は 2 時期でそれぞれ 158mm, 148mm と計算された。金倉川
流域内の湧水の NO3 -N 濃度は 1994〜1995 年では下流に向かうほど上昇する傾向が見られたのに対して、2007〜2008 年
ではその傾向は小さくなっていた。金倉川流域内の耕地面積は 23.8 % から 21.4 % に減少し、流域内の算定農耕地由来
余剰窒素 (施用 N −吸収 N) は 31.1 kg ha−1 から 27.2 kg ha−1 に減少した。上記で求めた原単位と土地利用割合から計算
すると、上記の 2 時期において農地からの余剰窒素は全体の余剰窒素のそれぞれ 72 ％、69 ％に相当し、流域全体の算出
余剰窒素は 43.2 kg ha−1 から 39.7 kg ha−1 に減少した（海域に直接流出する事業所系の負荷は含んでいない）。河川水中の全窒素濃度は、2.5 mg L−1 から 2.4 mg L−1 に低下し、流域の地下水 NO3 -N 濃度は河口付近では、およそ 8 mg L−1 から 6 mg L−1 に低下した。上記の 2 時期において流域全体の余剰窒素が河川水と地下水に均等に溶存すると仮定すると、窒素濃度はそれぞれの 7.8 mg L−1 、7.0 mg L−1 となり、河川・地下水経由で海岸に達する窒素量は流域全体の余剰窒素のそれぞれ 51 ％と 48 ％と計算された。流域で発生する余剰窒素は河川や地下水に到達する過程および流下する過程で都市域源流河川以外では脱窒や水生植物による吸収等で半分あるいはそれ以上減少する事例が示されている（和田・三浦 1985）。この流域でも同様の結果が得られ、本報による原単位推定がおおむね妥当であることを示唆する。

キーワード: 土地利用, 面源窒素負荷, 原単位, 地下水, 河川水
Keywords: landuse, non-point source, pollution loads, groundwater, river water

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AHW27-13

会場:301B

時間:5 月 24 日 12:15-12:30

Spatial distribution of nitrogen load and its impact on coastal environment from bay area
in Kyushu
Spatial distribution of nitrogen load and its impact on coastal environment from bay area
in Kyushu
白 佳卉 1∗ ; 清水 裕太 2 ; 小野寺 真一 1 ; 齋藤 光代 3 ; 金 广哲 1
BAI, Jiahui1∗ ; SHIMIZU, Yuta2 ; ONODERA, Shin-ichi1 ; SAITO, Mitsuyo3 ; JIN, Guangzhe1
1

広島大学大学院総合科学研究科, 2 (独 ) 農業・食品産業技術総合研究機構・近畿中国四国農業研究センター, 3 岡山大学
大学院環境生命科学研究科
1
Hiroshima University Graduate School of Integrated Arts and Sciences, 2 National Agriculture and Food Research Organization,Western Region Agricultural Research Center, 3 Graduate School of Environmental and Life Science, Okayama University

Human activity has obviously changed the global nitrogen (N) cycle, with an increasing amount of N applying to the environment. Clarify N load and N cycle has become more important and necessary. Kyushu area is one of the main agricultural area
in Japan. It is an important region which could comprise over one fifth of total agriculture products of Japan. The productionof vegetable and beef has rapidly increased in past 30 years after the negotiation with Pacific Strategic Economic Partnership
Agreement (TPP) for agricultural products. On the other hand, the increasing amount of fertilizer into farmland and livestock
have increased the regional N load into coastal area, which may increase the costal stress of eutrophication and enhance eutrophication in enclosed bays. In this research, it is aimed to estimate the N load in coastal bay watersheds of Kyushu area for the past
30 years. Especially, it is estimated the spatial variation of the current N load into environment, and the water quality of related
enclosed bays for identifying N budget in the areas where severe water pollution might be occurred.
The three coastal watersheds, the Yatsushiro Bay, Kagoshima Bay and Omura Bay, are selected as research area. A GIS based
N flow model was developed to estimate the N budget in of 1km x 1km scale in this research. The N cycling model includes
simple water budget model with the N pathways of agriculture, livestock and human impacts. The estimation was the agricultural
production, food consumption, ammonia volatilization and the accumulation of soil in each region, finally to calculate the N loadin the water environment and the total N load in the watershed ofResults shows a sharply increasing in N load from 1975 to 2005 in Yatsushiro bay watershed. The estimated total N load in1975 and 2005 were 133 kg/ha and 214 kg/ha, respectively. It was indicated that relatively higher N contribution from livestockcompared to population and crop based on the analysis in 1995; the total N load of crops, resident and livestock were 18.0 kg/ha,
53.7kg/ha and 62.3 kg/ha, respectively. However, the resident became the dominant source of total N load in 2005. While it
increased to 204 kg/ha, the crops and livestock decreased to 6.86 kg/ha and 6.89 kg/ha, respectively. The dominant of N load haschanged from livestock to resident in 2005. This may due to the change of N structure; with the improvement of people’s living
standard, the amount of food untaken by resident has increased. The average protein consumption per capita has increased from30.0g/day in 1975 to 370g/day in 2005. In addition, the Kyushu area has abundantly precipitation which lead to a significant
large surface water discharge. It shows a larger portion of N will finally discharged into the related coastal area through rivers
compared to groundwater. For example in 2005, the N pathway ratio of surface water/groundwater is 5.5:1. Approximately
8.26 x 103 tons of the N could be discharged from land into the bay. The increasing trend of N discharge in past 30 years may
contributes to the increasing eutrophication events in related bays. On spatial variation, there shows a series of high N load area
along the coastal area, the historical variation of N load shows these area has shown high and constant in last 30 year, the planktonshows high level near these area compared to the low discharge area.
Keywords: N flow model, nitrogen contamination, fertilizer, agricultural production, water pollution, eutrophication

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AHW27-14

会場:301B

時間:5 月 24 日 12:30-12:45

琉球石灰岩帯水層における硝化と脱窒
Nitrification and Denitrification of Groundwater in Ryukyu Limestone Aquifer
中野 拓治 1∗ ; 安元 純 1 ; 聖川 健斗 1
NAKANO, Takuji1∗ ; YASUMOTO, Jun1 ; HIJIKAWA, Kento1
1
1

琉球大学 農学部
University of The Ryukyus

In recent years, drinking water due to excessive fertilization and domestic waste water, nitrate nitrogen pollution of groundwater has occurred in many places, it has become one of the most pressing challenges for conservation water environment. on
the other hand, Ryukyu limestone the distribution areas, from surface geology characteristic is a high permeability of porous,
groundwater pollution such as nitrate nitrogen is also easy to progress, water pollution by nitrate nitrogen concentration has beenreported. The study area is located in the southern part of Okinawa Main Island, Japan, where Ryukyu limestone is extensively
distributed.In this study, from the point of view that contribute to the proper use of groundwater, including the future of water
quality management, using the water quality data, the elucidation of understanding and water quality formation mechanism of
nitrification-denitrification dynamics of limestone aquifer groundwater areas are carried out. It is suggested that nitrogen loadfrom agricultural land in this area influences the long-term fluctuation of NO3 − -N concentrations in groundwater. It is recognizedthat groundwater level participates annual fluctuation of NO3 − -N concentrations in groundwater. It is considered that NO3 − -Nconcentrations are influenced by nitrogen load accompanied with groundwater flow from the upstream to the downstream ofthe study area. It is also found that NO3 − -N concentration formation is assumed to depend on two factors, that, mixing-inflow
actions and denitrification-dilution actions under conditions of groundwater flow caused by completion of the subsurface dam.
Through advection action and diffusion effects associated with the event changes in groundwater flow triggered by the precipitation, after the equilibrium state of the dissolved substance is lost, nitrogen component to keep the equilibrium state by adsorption,
creation, annihilation action and dilution and concentration effect. The hydrological condition and groundwater flows may cause
the redox diagram of nitrogen so that patterns of electron donors and acceptors also play important role on nitrification and denitrification processes. It is considered that transport of nitrate sources tends to determine the nitrification and denitrification ofpotential as extend nitrate is transported as conservative substance through the aquifer. Nitrification reaction rate constant in the
Ryukyu limestone aquifer is 0.031 ˜0.089h-1, denitrification reaction rate constant is 0.008 ˜0.145h-1, both nitrification reaction
rate constant is higher than the literature value of field soil oxidation state a value, denitrification rate constant has been shown
to be not less than paddy soil of reduced state, has revealed that it has a high nitrification-denitrification potential.
キーワード: 硝化, 脱窒, 地下水, 琉球石灰岩
Keywords: Nitrification, Denitrification, Groundwater, Ryukyu Limestone Aquifer

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AHW27-15

会場:301B

時間:5 月 24 日 14:15-14:30

バングラデシュ西北部の浅層地下水中のヒ素の分布ーヒ素の濃集と移動過程の理解
Spatial distribution of arsenic in shallow alluvial aquifer in northwestern part of Bangladesh:
Implication for arsenic
Reza Selim A.H.M.1∗
REZA, Selim1∗
11

ラジュシャヒ大学地質鉱床学教室
Department of Geology and Mining, University of Rajshahi

Concentrations of As in groundwater sampled from the 38 shallow tube wells at different depths spanned three orders of magnitude, from 0.5 µg/L to 164 µg/L (Mean 20 µg/L± Std. 36.46 µg/L). Groundwater As concentration generally increased withdepth starting from the shallowest monitoring well, peaked at 15 m and 20 m at different sites, and then declined again towards
the deeper part of the shallow aquifer. The dominant groundwater type is Ca-HCO3 with high concentrations of As and Fe but
low levels of NO3 − and SO4 −2 , while As is not correlated with Fe (R2=0.05) and positively correlated with Mn (R2=0.126) ingroundwater. The positive correlations along with results of sequential leaching experiments suggest that reductive dissolution
of FeOOH and MnOOH mediated by anaerobic bacteria represents mechanism for releasing arsenic into the groundwater. Poor
correlation between As and Fe as well as As and Mn concentrations in groundwaters suggest that probably siderite (saturation
indices 1.53-4.21) and/or rhodochrosite (saturation indices 1.34-2.97) precipitated as secondary mineral on the surface of the sediment particles. Factor analysis was performed on hydro-chemical data. The results show that a few factors adequately represent
the traits that define water chemistry. The first factor of Ca, Mg and Na reflects the hardness of groundwater, which is confirmedby the hydrochemical facies analysis. Cl and SO4 are grouped under the second factor representing the groundwater contamination due to anthropogenic activities. The third factor, represented by As, Mn and K is related to As mobilization processes. K
may be derived from anthropogenic activities which may be responsible for the mobilization of arsenic mobilization. The fourthfactor of Fe and HCO3 is strongly influenced by bacterial Fe(III) reduction which would raise both Fe and HCO3 concentrations
in water. Groundwaters in Barogoria village contain low concentration of As below the WHO standard (<10 µg/L), and this typeof water is generally suitable for extraction for domestic uses though this is Holocene aquifer. Spatial evolutions help in better
understanding mechanisms of As mobilization and in developing effective strategies for ensuring drinking water safety. Possible
solutions are to install tube wells in the deeper Pleistocene aquifers or use clean surface water sources such as reservoirs or rainwater. The investigation suggested that monitoring of groundwater As should be routinely carried out to ensure the drinking
water safety in the As-affected areas.
Keywords: Northwestern Bangladesh, arsenic mobilization, siderite / rhodochrositeprecipitation.

キーワード: 酸水酸化鉄, マンガン酸化物, バクテリアによる還元作用
Keywords: Fe-oxyhydroxides, Mn-oxides, Bacterial reduction

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AHW27-16

会場:301B

時間:5 月 24 日 14:30-14:45

ベトナム北部を流れる紅河河川水の主成分及び微量元素の季節変化
Seasonal change of the major and trace elements of Red river water, northern Vietnam.
井上 凌 1∗ ; 益田 晴恵 1 ; 米澤 剛 2 ; トロン シエンルアン 3 ; 中野 孝教 4
INOUE, Ryo1∗ ; MASUDA, Harue1 ; YONEZAWA, Go2 ; TRUONG, Xuanluang3 ; NAKANO, Takanori4
1

大阪市立大学大学院理学研究科, 2 大阪市立大学大学院創造都市研究科, 3 ハノイ鉱山地質大学, 4 総合地球環境学研究所
Graduate School of Science,Osaka City University, 2 Graduate School of Creative Cities,Osaka City University, 3 Hanoi University of Mining Geology, 4 Research Institute for Humanity and Nature1

中国雲南省に源流を持つ紅河は中国国内を流下し、ベトナム領では紅河断層に沿って流下し、下流域に紅河デルタを形成している。ベトナム領内では紅河沿いに、中国との国境に位置するラオカイをはじめ、バオハ、イェンバイ、首都であるハノイ、ナムディンと大きな街が存在している。2000 年代に入って以降、紅河下流域（ハノイから下流）のデル
タ地帯を中心に、ヒ素によって地下水が汚染されている地域が広がっていることが明らかになった。ヒ素の原因物質は紅河を通じて帯水層に運搬されていると考えられるが、その運搬過程は不明である。
本研究は紅河におけるヒ素の運搬過程を明らかにするために計画した。ここでは、ヒ素の運搬過程を追跡するために雨期（n=29）と乾期（n=45）に採取した河川水試料中のヒ素濃度と水の酸素・水素の安定同位体比を分析した結果を述べる。
紅河本流の河川水中総ヒ素濃度は雨季：1.4-9.1 µg/L、乾季：2.2-92.9 µg/L であった。中国との国境に位置するラオカ
イ周辺では河川水中の総ヒ素濃度は、雨期：9.1 µg/L、乾期：33.9 µg/L であった。WHO におけるヒ素の水質基準値は 10µg/L であり、雨期には基準値を下回っているもののどちらの時期も濃度は高い。雨期、乾期ともにラオカイから下流に向かうにしたがってヒ素濃度が減少していく傾向がみられた。ラオカイから約 300km 下流に位置するハノイ周辺では、
総ヒ素濃度は雨季：1.4 µg/L、乾季：3.8 µg/L であった。紅河に流れ込む支流の総ヒ素濃度はどちらの時期も本流の濃度よりも低い範囲にある（雨季：0.2-1.6 µg/L、乾季：0.3-4.5 µg/L）。
雨季、乾季共に試料の水の酸素・水素同位体比の値は GMWL（δ 2 H=8∗δ 18 O+10）上に乗り、顕著に外れる試料はなかった。δ 18 O は、雨季には多くの支流で本流よりも小さく、乾季には大きい傾向が見られた。支流が流入すると、本流の
δ 18 O が支流の値に近づくことから、年間を通して支流からの流入量は本流の水質組成に影響力を持っていると言える。
この支流からの影響は降水の豊富な雨季に顕著である。
紅河における総ヒ素濃度は雨季よりも乾季に濃度が高く、乾季には上流域で WHO の水質基準を超えた。雨季、乾季
共に紅河における総ヒ素濃度は概ね上流ほど高く、下流に向かうに従い減少した。濃度が減少する要因はベトナム領内に涵養域を持つ支流の流入である。最上流地点でヒ素の約 4 割が溶存態で存在し、下流に向かうにつれてその割合は増え下流ではほぼ全てが溶存態となる。
キーワード: ベトナム, 紅河, ヒ素, 季節変化
Keywords: Vietnam, Red River, Arsenic, Seasonal Change

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AHW27-17

会場:301B

時間:5 月 24 日 14:45-15:00

Arsenic in river waters of the Hokusetsu Area of Osaka Prefecture - Distribution, origin
and transport process
Arsenic in river waters of the Hokusetsu Area of Osaka Prefecture - Distribution, origin
and transport process
EVEN, Emilie1∗ ; MASUDA, Harue1 ; SHIBATA, Takahiro1 ; NOJIMA, Aki1
EVEN, Emilie1∗ ; MASUDA, Harue1 ; SHIBATA, Takahiro1 ; NOJIMA, Aki1
1
1

Osaka City University
Osaka City University

Within the present study, extent of high arsenic concentrations is investigated in river waters of the Hokusetsu area of Osakaand Kyoto Prefectures where naturally As contaminated waters have been reported. For example, after the 1995 Kobe earthquake
and the following years, waters of Ina and Yono rivers systems were reported with high concentrations (>10ppb) of arsenic.
The distribution of As in water (<1 to 38ppb) reveals a pattern related to the Ibaraki plutons that intrude the Permian to Jurassic
sedimentary rocks (sandstone, shale, bedded chert); high As concentrations are found in the areas around the intrusive rock body,while concentrations are rather low in areas of sedimentary rocks far from the plutons. High concentrations in water correlatewith high As contents in riverbed sediments (<2.5 to 55ppm) which are also distributed in accordance with the local geology ofpyrite-rich sedimentary rocks.
Isotopic analysis of δ 34 SCDT of sulfate ions in river waters (+4.5 ‰ median) fall within the same range of previous studies,but these values seem to show river waters impacted by atmospheric depositions. One spring sample (+2.6 ‰) tends to confirm
that the As origin is pyrite in shale rocks (-3.0 ‰ to +1.4 ‰) rather from pyrite in chert (-8.8 ‰).
Analysis of river concentrations in unfiltered, 0.7µm and 0.2µm filtered waters show that As remains mostly in the dissolved
pool (<0.2µm) along the river course, while the particulate fraction of Fe, Mn and Al represent 68% of the total concentration in
average. These results as well as Principal Component Analysis suggest that As is therefore not transported with clay particles
and/or Fe/Mn/Al oxides as believed by many researchers.
キーワード: Arsenic, river water, source rock, sediments, transport
Keywords: Arsenic, river water, source rock, sediments, transport

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会場:301B

時間:5 月 24 日 15:00-15:15

上水道水源自然湧水中のセシウムの地下水滞留時間に伴う減少
Cesium decrease with groundwater residence time in natural spring drinking water
中屋 眞司 1∗ ; ファン ホアン ミン ハ 1 ; 岩井 慶貴 1 ; 伊東 章裕 1 ; 青木 秀斗 1 ; 中野 孝教 2
NAKAYA, Shinji1∗ ; PHAN, Hoang minh ha1 ; IWAI, Yoshiki1 ; ITOH, Akihiro1 ; AOKI, Hideto1 ;NAKANO, Takanori2
1
1

信州大学工学部土木工学科, 2 総合地球環境学研究所
Department of Civil Engineering, Shinshu University, 2 Research Institute for Humanity and Nature

It is known that the active Cs sorption onto colloidal-size clay minerals in groundwater is observed and the active Cs can betransported with the colloidal fraction of groundwater by water flows. However, the longtime behavior of radioactive and nonactive Cs, contained in the flowing groundwater in the aquifers of groundwater source areas, is unknown in terms of the natural
water cycle. Herein, we investigate the non-active Cs concentration in natural spring drinking water with the residence time ina groundwater source area of a mountainside composed of volcanic rock, compared with those of other trace elements. This
investigation demonstrates that the observed Cs concentration in natural spring drinking water exponentially decreases slowly
with the groundwater residence time (˜45 yr), while several trace elements, namely, P, V, Ga, and Ge, increase in concentration
with the groundwater residence time through chemical weathering. The findings suggest that active Cs, contained in flowing
groundwater in mountain water source areas, may decrease exponentially at the rate of one-tenth in twenty-two years, by sorption
onto the aquifer through rock-water interaction excluding radioactive decay. For the sustainable management of water sourcesand ecosystems, the long-term (˜50 yrs.) monitoring of the active Cs in groundwater is needed in mountain water source areas
where radioactive cesium has been dispersed at times of nuclear power plant accidents.
キーワード: セシウム, 地下水, 滞留時間, 六フッ化硫黄, 八ヶ岳
Keywords: Cesium, Groundwater, Residence time, Sulfur hexafluoride, Yatugatake

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AHW27-19

会場:301B

時間:5 月 24 日 15:15-15:30

福島県浜通り南部地域における地下水の滞留時間推定
Groundwater dating in southern Hamadori region, Fukushima, Japan
柏谷 公希 1∗ ; 武藤 雄太 1 ; 久保 大樹 1 ; 小池 克明 1 ; 柴崎 直明 2 ; 藪崎 志穂 2 ; 中屋 眞司 3 ;井川 怜欧 4 ; 丸井 敦尚 4
KASHIWAYA, Koki1∗ ; MUTO, Yuta1 ; KUBO, Taiki1 ; KOIKE, Katsuaki1 ; SHIBASAKI, Naoaki2 ;YABUSAKI, Shiho2 ; NAKAYA, Shinji3 ; IKAWA, Reo4 ; MARUI, Atsunao4
1
1

京都大学, 2 福島大学, 3 信州大学, 4 産業技術総合研究所
Kyoto University, 2 Fukushima University, 3 Shinshu University, 4 AIST

地下水流動やそれに伴う物質移行と密接に関連する地下水系の特性を把握することは，地下水の水量の減少や水質の悪化を防ぎ，地下水資源を持続的に利用する上で有用なだけでなく，汚染に対する地下水系の脆弱性を評価し，万が一汚染が生じた場合に汚染状況の時間的・空間的変化を予測するために役立つ。地下水資源の分布域や，それぞれの地下
水系の流動速度，汚染に対する脆弱性などを把握し，東日本大震災からの復興に役立てることを目的に，産業技術総合研究所により地下水汚染リスク評価研究が実施され，その一環として著者らは福島県浜通り南部地域の地下水調査を実施した（武藤ほか，2013）。地下水の滞留時間に関する情報は流動状態を推定する上で重要な手がかりとなるため，本調査では主要溶存成分濃度，重金属濃度，水素酸素同位体比などに加えて，地下水の滞留時間を推定可能な年代指標である六フッ化硫黄（SF6 ）とトリチウムの分析を行った。
調査地域は福島県浜通り地域の南部に位置するいわき市と広野町で，いわき市の 39 箇所の井戸と，広野町の 27 箇所の井戸で地下水試料を採取した。分析の結果，SF6 が検出されなかったのは 1 箇所の井戸のみで，他の全ての井戸の地下水で SF6 が検出された。また，4 箇所の井戸で大気平衡では説明できない高い SF6 濃度が得られ，局所的なコンタミの影響と考えられた。SF6 の産業的な合成が始まったのは 1953 年であり（Maiss and Brenninkmeijer, 1998），この結果は，ほとんどの井戸の地下水は少なくとも部分的に 1953 年以降に涵養された地下水を含むことを示している。地下水の混合を考慮せず，ピストン流を仮定して算出した滞留時間（見かけ年代）の第 1 四分位数は 18.9 年，中央値は 21.8 年，第 3
四分位数は 26.8 年であった。発表では，Lumped parameter model（Zuber and Maloszewski, 2001）を用いて SF6 とトリチ
ウムの分析結果を比較するとともに，推定された滞留時間の地域的特徴について述べる。
引用文献
武藤雄太，柏谷公希，久保大樹，小池克明，藪崎志穂，柴崎直明，井川怜欧，丸井敦尚，2013，地下水の地球化学的特性から示唆された福島県広野地域の地下水流動系，日本地下水学会 2013 年秋季講演会講演要旨，204-209.
Maiss M. and C. A. M. Brenninkmeijer, 1998, Atmospheric SF6 : Trends, sources, and prospects, Environmental Science andTechnology, 32, 3077-3086.
Zuber A. and P. Maloszewski, 2001, Lumped parameter models, in: Mook, W.G. (Ed.), Environmental Isotopes in the Hydrological Cycle, Vol. VI. UNESCO, Paris, 5-35.
キーワード: 地下水, 滞留時間, トリチウム, 六フッ化硫黄, 福島, 東日本大震災
Keywords: groundwater, residence time, tritium, sulfur hexafluoride, Fukushima, The Great East Japan Earthquake

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AHW27-20

会場:301B

時間:5 月 24 日 15:30-15:45

旭川氾濫原における活発かつ部分的な河川-地下水交流とその物質循環への影響
Active and Partial River-Groundwater Interaction and the Influence of Nutrient Cycle in
the Asahi River Floodplain
丸山 豊 1∗ ; 小野寺 真一 1 ; 齋藤 光代 2 ; 北岡 豪一 3
MARUYAMA, Yutaka1∗ ; ONODERA, Shin-ichi1 ; SAITO, Mitsuyo2 ; KITAOKA, Koichi3
1

広島大学大学院総合科学研究科, 2 岡山大学大学院環境生命科学研究科, 3 岡山理科大学
Graduate School of Integrated Arts and Sciences, Hiroshima University, 2 Graduate School of Environmental and Life Science,
Okayama University, 3 Okayama University of Scienece1

本研究は，河川氾濫原における河川水と地下水の交流現象に注目し，沿岸生態系にとって重要な河川の栄養塩生成に対するこれらの効果を定量的に明らかにしたものである。具体的には，瀬戸内海に流入し中国地方の代表的な河川である岡山県の旭川に注目し，その下流部に位置する氾濫原を試験地として研究を行った。調査は卒業論文から含めて 3 年
間行い，幅約 1 km の氾濫原のうち河道から 500m の範囲に分布する井戸や天然の池で水温，水質をモニターした。水質については，栄養塩類を含む一般水質と水の酸素安定同位体比の分析を行った。また，計測された変動を熱輸送モデル
および物質輸送モデルによって解析し地下水フラックスを算出した。結果は以下の通りである。
1）河川-地下水交流場における池や井戸の水温と酸素安定同位体比は，河川の変動に比べて位相の遅れと変動幅の減
衰傾向を示した。この特徴を，河川水が旧河道のような帯水層中の極めて透水性の高い部分を経由して池まで輸送されてきたと仮定し熱もしくは物質の輸送モデルで解析した結果，そこを経由した地下水フラックスはそれぞれの解析でほぼ一致し，数 m/day に達することが明らかになった。また，温度から見積もられた結果は 3 年間の年々変動が 2.9〜6.5
m/d であり，同位体から見積もられた結果は季節変動が 3.3〜6.7 m/d であることを示した。
2）河川-地下水交流場における地下水面図，水質分布および水温変動特性から，対象とした氾濫原は 4 領域の極めて透水性の高い部分（地層）に区分された。河道側から順に A〜D 帯と定義し，A〜C 帯までは各幅が 100m〜200m 程度で，D 帯の幅が山地斜面末端までの 500m 程度であった。各滞留時間は，流動距離を考慮して 30 日〜90 日程度であると見積もられた。
3）最後に，A〜C 帯における，より下流側に位置する池出口（下流部）の栄養塩濃度（溶存硝酸性窒素及び無機リン）と河川水との比較を行った結果，硝酸性窒素では減衰傾向を，無機リンでは上昇傾向が確認された。これらの濃度変化
分と地下水フラックス（池の断面流量）の積から，交流場での栄養塩変化量を見積もった。その結果，幅 500m の氾濫原における交流量（=河川伏流量=地下水フラックス）は河川流量の 6%程度で，硝酸性窒素減衰量は河川流出量の 2%，リン酸増加量は 7%に及んだ。流域全体では交流場となりうる氾濫原は 50 程度あることから，河川-地下水交流由来の栄養
塩供給が河川の栄養塩にとって重要であることが確認できた。従来の研究がより滞留時間の短い河道から数 10m 程度で評価していたのに対して，本論文は数 100m 程度の範囲で評価した点で新規性が高い。

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会場:301B

時間:5 月 24 日 15:45-16:00

リン酸‐酸素安定同位体分析が拓くリン循環研究の黎明
Phosphate oxygen isotope analysis to study phosphorous cycling
奥田 昇 1∗ ; Cid Abigail1 ; 陀安 一郎 1 ; 井手 淳一郎 2
OKUDA, Noboru1∗ ; CID, Abigail1 ; TAYASU, Ichiro1 ; IDE, Jun-ichiro2
1
1

総合地球環境学研究所, 2 九州大学持続可能な社会のための決断科学センター
Research Institute for Humanity & Nature, 2 Institute of Decision Science for a Sustainable Society, Kyusyu University

人類は、栄養元素からエネルギーや肥料を生み出す科学技術によって、急速な人口増加と社会発展を遂げた。一方、栄養元素の過剰消費によって社会の持続的成長の限界が露呈されるとともに、地圏-生命圏の「栄養バランスの不均衡」が顕在化することとなった。栄養バランスの不均衡は、生物多様性の低下と生態系の循環機能不全を引き起こし、我々の健全で文化的な生活を支える生態系サービスの損失を招くと危惧される。流域圏社会-生態システムにおける栄養循環不全を解消するには、流域社会の多様なステークホルダーと協働して、持続可能な循環型社会の構築に資する新たな環境
知を創造するプロセスが不可欠である。現在、我々は、総合地球環境学研究所が推進するプロジェクト研究「生物多様性が駆動する栄養循環と流域圏社会-生態システムの健全性」に従事している。本研究は、超学際科学の理念に基づいて、地域社会との協働の下、生物多様性が駆動する栄養循環を「見える化」することにより、流域生態系の栄養循環を促進す
る順応的流域ガバナンスを社会実装することを目指す。
この栄養バランスの不均衡の問題を考える上で、我々は、リンの循環に焦点を当てる。生命の必須元素であるリンは、情報因子（DNA）、エネルギー源（ATP）、物質生産場（RNA）、細胞骨格（リンタンパク・リン脂質）などの主成分として、生物代謝の重要な機能を担う。また、リンは生物に利用可能な形態での存在量が希少であるため、生態系の代謝速度（生産性）を制御する律速因子ともなりうる。このような特性のため、人間活動に伴うリン資源の局在化は、富栄養化など水系の生産過多を引き起こし、他方、リン資源の過剰消費は、将来的に生態系の生産性低下を引き起こし、食糧安全保障をも脅かす。
従来、リンの循環は、リンの濃度を測定することによって研究されてきた。しかし、いかにリン濃度を感度よく高精度で測ろうとも、リンの由来を特定することはできない。また、面源負荷量に基づくフラックスモデルは、生物による再循環プロセスをブラックボックスにしたままリン循環を扱ってきた。いま、流域生態系のリン循環を理解する新たな手法の開発が必要とされる。
温暖化や窒素汚染といった地球環境問題を背景として、物質循環研究の科学的・社会的重要性は増しつつある。炭素・窒素安定同位体比を天然トレーサーとして用いる分析技術・方法論の革新は、生物地球化学的循環プロセスに対する我々の理解を飛躍的に前進させた。一方、安定同位体の存在しないリンの循環研究は、炭素・窒素循環研究の後塵を拝してきた。
しかし、近年、リン循環を可視化する画期的な安定同位体手法が開発された。リンに安定同位体は存在しないが、その主要形態であるリン酸（PO4 3− ）には 3 つの酸素同位体が結合する。このリン酸の酸素安定同位体比（δ 18 OP ）に着目することで、流域生態系におけるリンの循環パターンを解き明かす手法が脚光を浴びている。リン酸の P-O 結合は、自然条件下で安定なため、その酸素安定同位体情報は高度に保存される。それ故、生物によって代謝されない限り、環境中に存在するリン酸の酸素安定同位体比（δ 18 OP ）は、各種負荷源の混合割合に応じて、それらの同位体情報を反映する。
一方、生物によるリン代謝が卓越する系では、リン酸と環境水の間で酸素安定同位体の温度依存的な交換平衡が迅速に起こる。このリン酸の化学的・生化学的特性に基づいて、生態系のリン循環を駆動する 2 つの主要なプロセス、すなわ
ち、「負荷源の混合」および「生物による再循環」を評価することが可能となる。
本講演では、急速に発展しつつあるリン酸の酸素安定同位体比を分析する手法とその原理を解説する。さらに、本手法を用いて流域生態系におけるリン循環を評価する研究の予備的解析結果を紹介するとともに、今後の課題と展望を述べる。

キーワード: 温度依存的同位体交換平衡, 速度論的同位体効果, 熱分解型安定同位体質量分析計, ピロホスファターゼ, リン酸-酸素安定同位体比
Keywords: Temperature-dependent isotope exchange equilibrium, Kinetic isotope fractionation, Thermal conversion/elemental
analyzer, Pyrophosphatase, Phosphate oxygen isotope ratio

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会場:301B

時間:5 月 24 日 16:15-16:30

過去 1 万年における瀬戸内海岡山沿岸へのリン供給変動
Last 10,000 years variation in phosphorus supply to a coastal region in a western Japan
小野寺 真一 1∗ ; 金 广哲 1 ; 竹内 徹 2 ; 地下 まゆみ 3 ; 北岡 豪一 4 ; 山口 一裕 4
ONODERA, Shin-ichi1∗ ; JIN, Guangzhe1 ; TAKEUCHI, Toru2 ; JIGE, Mayumi3 ; KITAOKA, Koichi4 ;YAMAGUCHI, Kazuhiro41
1

広島大学総合科学研究科, 2 フジタ地質, 3 大阪大谷大学, 4 岡山理科大学
Integrated Sciences, Hiroshima University, 2 Geology Fujita Co., 3 Osaka Otani University, 4 Okayama Science University

Some enclosed seas have a eutrophication issue, most of causes is due to anthropogenic supplies such as agriculture or humanwaste. But it is necessary to consider the background value or geological stock of nutrient in coastal regions. We aimed toconfirm the geological stock and supply variation of the phosphorus in an alluvial plain for 10,000 years. Our research area islocated on Okayama Alluvial Plain, western Japan. We drilled and collected the boring core of 6m to 19m at 4 sites. The eachcore was carried out the dating at the 2 depths, using 14C and volcanic ash. The core at the site of the mountain foot has sandy
sediment, whereas another three cores at the coastal side has thick Holocene clay layer. The high phosphorus contents were
found at the Holocene clay deposited in around 6,000 to 8,000 years ago under the sea level rising. These periods had rapid
warming trend after the Last Glacial period, the increase of rainfall was also suggested. The increase of rainfall would cause
the increase of sediment yield. The organic matters in soil are accumulated more in a headwater areas under the cooler climate
because of the low decomposition rate, as compared with warmer climate. Based on the results and general present aspects, suchhigh phosphorus content in the sediment is suggested that the organic matters including the phosphorus accumulated in the Last
Glacial Period were eroded in headwaters and supplied to the coastal regions with the enclosed sea during the period from around6,000 to 8,000 years ago with the warming and humid trend. After that, the organic phosphorus had been gradually decomposed,mineralized and released to the groundwater and sea. Such type of background phosphorus would also control the eutrophicationand ecosystem environment in the enclosed sea.

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会場:301B

時間:5 月 24 日 16:30-16:45

筑後川底質コア試料の堆積学的解析に基づく細粒分の洪水時移送
Bed load transport by floods based on the sedimentological analysis of river bed deposits
sampled in Chikugo River
稲崎 富士 1∗INAZAKI, Tomio1∗
1
1

土木研
Public Works Research Institute

九州北西部を流れる筑後川は，有明海に流入する河川のなかでは最大の流域面積を有しており，有明海の環境に対する負荷率も大きいことが想定される．有明海は近年底質の泥化が進行し，その原因として筑後川流域からの砂の供給量の減少が疑われた．そこで筑後川を管理する国土交通省筑後川河川事務所では，筑後川下流域，土砂流出の動態を明らかにすることを目的として，感潮域および河口部海域において底質調査や河床変動調査等のモニタリング実施してきている．
その一環として 2008 年に感潮域の河道で 19 地点，海域部 6 地点で底質コア試料採取が実施された．このうち河道内の4 地点では出水の後にもほぼ同一箇所で底質コアが採取され，出水前後のコア対比による底質の移送動態の解明が期待された．そこで河道内で採取された約 2m 長のコア試料に対して稠密な堆積学的観察・分析を加えた．まず剥ぎ取り，軟 X
線試料を作成し，堆積構造を観察した．さらに 2cm 間隔で粒度分析・帯磁率測定を実施し，層相を対比した．その結果，4 回の出水イベントを挟んだ 5 ヶ月の間に，河口部 0 km コア採取地点では最表層部約 5 cm が削剥され，36 cm の砂優勢堆積物が付加されたと解釈することができた．この付加堆積物は 0.5 φ付近にピークを有する中〜粗粒砂で主として構成されていることから，中規模の出水でも河口部まで土砂が移送・供給されていたと解釈することが可能である．
キーワード: 筑後川, 河口, 底質コア, 洪水, 掃流砂
Keywords: Chikugo River, river mouth, sediment core, flood, bed load

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会場:301B

時間:5 月 24 日 16:45-17:00

揚子江河川水および東シナ海海水の水素・酸素同位体比の季節変動
Seasonal variability of water hydrogen and oxygen isotopes of the Yangtze and East China
Sea
入野 智久 1∗ ; 吉川 久幸 1 ; 根本 和宏 2 ; ルオ チャオ 3 ; ヘ メンイン 3 ; 齋藤 京太 4 ; 鈴木 克明 4 ;多田 隆治 4
IRINO, Tomohisa1∗ ; YOSHIKAWA, Hisayuki1 ; NEMOTO, Kazuhiro2 ; LUO, Chao3 ; HE, Mengying3 ;SAITO, Keita4 ; SUZUKI, Yoshiaki4 ; TADA, Ryuji411

北海道大学, 2 気象庁, 3 南京師範大学, 4 東京大学
Hokkaido University, 2 Japan Meteorological Agency, 3 Nanjing Normal University, 4 University of Tokyo

The control mechanism of a long-term variability of the East China Sea (ECS) surface water properties in relation to the East
Asian Monsoon variation has been eagerly investigated through the reconstruction of the sea surface temperature (SST) andoxygen isotope of ECS water in the past using assemblage and geochemical proxies of calcareous fossils such as foraminifers
and corals. It is generally believed that the past oxygen isotope value of the East China Sea surface water could be a good
indicator of the salinity which is strongly affected by the fresh water discharge of the Yangtze originated from the summer
monsoon precipitation. Therefore, appropriate interpretation of the relationship between SST and oxygen isotope of ECS surface
water reconstructed from calcareous fossils is crucial to understand the East Asian Summer monsoon variability as well as
oceanographic changes there. Temperature and salinity as well as oxygen isotope of ECS surface water in modern times are
determined by complex mixture of various water mass such as the Kuroshio, the Taiwan Warm Current, and the Chanjiang
Diluted Water and their seasonal variability are large. This fact has introduced some uncertainty in the paleoceanographic
interpretation of the reconstructed surface water properties of ECS.
In order to establish more precise interpretation scheme for oxygen isotope information reconstructed from sediment archivein this region, it is necessary to summarize the seasonal and spatial differences of the isotopes in the Yangtze drainage and the
ECS water columns and clarify the basic controlling factors. For this purpose, we collected river waters from main stream andmajor tributaries of the Yangtze and multi-layer water samples from five stations across the Kuroshio in both summer and winter.
The oxygen isotope of the Yangtze main stream increases from -15 permil VPDB at upper reaches to -8 permil VPDB atlower reaches, being diluted by tributary waters higher in isotope values, and summer value is ˜1 permil higher than in winter.
Although the salinity-oxygen isotope relationship looks simple mixing from the Yangtze river mouth to the ECS shelf water, therelationship among temperature, salinity, and oxygen isotope of the seasonally variable Taiwan Warm Current, Kuroshio, andtheir subsurface water is complex, which makes the detection of the influence from the Yangtze fresh water to the ECS.

キーワード: 揚子江, 東シナ海, 水素同位体比, 酸素同位体比
Keywords: Yangtze, East China Sea, Hydrogen isotope, Oxygen isotope

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会場:301B

時間:5 月 24 日 17:00-17:15

沿岸藻場分布域における地下水流出の評価
Evaluation of groundwater discharge in a seagrass meadow of coastal area
齋藤 光代 1∗ ; 小野寺 真一 2 ; 古森 旭 1 ; 大久保 賢治 1 ; 有冨 大樹 2 ; 金 广哲 2 ; 丸山 豊 2
SAITO, Mitsuyo1∗ ; ONODERA, Shin-ichi2 ; KOMORI, Asahi1 ; OKUBO, Kenji1 ; ARITOMI, Daiki2 ;JIN, Guangzhe2 ; MARUYAMA, Yutaka2
1
1

岡山大, 2 広島大・院
Okayama Univ., 2 Grad. Hiroshima Univ.

Previous studies have pointed that submarine groundwater discharge (SGD) is one of the important pathways for nutrients tothe coastal environment. Nevertheless, its effect on coastal ecosystems such as seagrass meadows is not well examined. In thepresent study, we aimed to evaluate the groundwater discharge in a seagrass meadow of coastal Seto Inland Sea, western Japan.
In summer periods, the types of eelgrass and green algae covered from the coastline to about 100 m offshore in the study area.
Distributions of salinity and radon (222 Rn) in seawater and pore water suggest that SGD occurs near the coastline with spatial andtemporal variations. The coverage of seagrass meadow tends to increase in the area characterized by lower salinity and higher
concentrations of radon and nutrients in the pore water. It suggests the possibility of that SGD effects on the seagrass meadow inthe study area.
∗This research is financially supported by the MEXT Grant-in-Aid for Science and Technology Human Resource Development, Program to Disseminate and Secure the Tenure Track System (Okayama University) and Grants-in-Aid for Scientific
Research (A) (No. 25241028, Shin-ichi Onodera).

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会場:301B

時間:5 月 24 日 17:15-17:30

サンゴ礁海域への地下水経由の栄養塩負荷量の推定と富栄養化がサンゴの石灰化に及ぼす影響
Estimation of nutrient load via to the sea effect of nutrient enrichment on calcification of
hard coral
安元 純 1∗ ; 安元 剛 2 ; 廣瀬 美奈 3 ; 仲本 一喜 1 ; 中野 拓治 1
YASUMOTO, Jun1∗ ; YASUMOTO, Ko2 ; HIROSE, Mina3 ; NAKAMOTO, Kazuki1 ; NAKANO, Takuji1
1
1

琉球大学 農学部, 2 北里大学 海洋, 3 トロピカルテクノプラス
University of the Ryukyus, 2 Kitasato Univ. School of Marine Bioscience, 3 Tropical Technology Plus

近年，世界中のサンゴ礁が地球温暖化や陸域からの赤土や栄養塩の流入など，様々なストレスにより減少している．サンゴ礁が形成される熱帯，亜熱帯の海水は一般的に栄養塩濃度が低く貧栄養であり，富栄養化した海域や水質の悪化した陸水の供給はサンゴの生育にとって不適な環境となる．特にリン酸塩は炭酸カルシウムに吸着しやすい性質を有して
おり，サンゴの骨格形成を阻害する要因になっている可能性も指摘されている．サンゴに及ぼす栄養塩の影響については多くの研究があるが，未だその解明には至っていない．そこで本研究では，沖縄本島南部地域の米須地下ダム流域において，栄養塩の物質収支の推定を試みると共に，海域へ地下水経由で流出する栄養塩（リン，窒素）負荷量を算定した。くわえて，リン酸塩および関連化合物がコユビミドリイシ Acropora. digitifera のプラヌラ幼生の骨格形成に与える影響を検証した．
調査方法は，本調査地域における地下水中の栄養塩濃度を調べる目的で，2014 年 3 月から 2014 年 11 月において，月 1回の頻度で定期地下水調査を実施した。NO3 − -N の分析には，イオンクロマトグラフ法を用いた。PO4 3− -P の分析にはモリブデンブルー法を用いた吸光光度分析法を用いた。また，地下水貯水量及び海域への地下流出量の推定には地下水流動モデル（MODFLOW-NWT）を用いた。肥料や畜産由来の栄養塩（リン，窒素）の発生源負荷量の算定には，沖縄県
野菜栽培要領（沖縄県農林水産部），農林業センサス（1990-2010）及び糸満市の統計データを参考にした。
サンゴの稚ポリプを用いた生物活性試験では，A. digitifera のプラヌラ幼生を 15ml 海水を含むポリプロピレン製試験管で拡散させた後，8 穴プレートのカバーガラスに移して，A. digitifera のプラヌラ幼生を Hym-248 で刺激しポリプに変態させチャンバースライドに着底させた。その後，海水に Na2HPO4（1˜50 μ M）
，NaNO3（1, 10 mM）を溶存させポリプの石灰化の様子を偏光倒立顕微鏡で観察した。
調査地域の土地利用状況（2011 年）における農耕地面積 660ha のうち，花卉類 76.11ha，工芸作物 405.15ha，野菜類
168.16ha 及びその他 10.58ha となっていた。肥料の年間施肥量は，リン及び窒素それぞれで，36.6t-P/year，161.1t-N/yearとなった。一方，調査地域における家畜は，牛 1,076 頭，豚 4276 頭，鶏 140,000 羽であり，この値を基に推定されるリン及び窒素の年間発生量はそれぞれ，130.20t-P/year，227.42t-N/year と算定された。地下水調査から得られた調査地域における地下水中の溶存態窒素（NO3 − -N）及び溶存態リン（PO43− -P）の平均値は，それぞれ，8.29 mg-N /L，0.530mg-P/Lであった。次に，調査流域において地下水流動解析を実施した結果，調査地域における地下水貯留量は 3.6 × 107m3，海域への地下水流出量は 3.7 × 104m3/day と推定された。
以上，得られた結果を基に，調査地域における栄養塩の物質収支を推定した（Fig.1）。なお，作物体における肥料中の栄養塩の吸収量は，リン 20%（7.32t-P/year），窒素 70%（112.74t-N/year）と仮定した。調査地域の地下水中に溶存している栄養塩量は，PO4 3− -P が 1.9t-P，NO3 − -N が 302.3t-N と推定され，リン及び窒素の全負荷量（肥料＋家畜）に対して，それぞれ，1.1%，78%に相当した。また，海域への地下水経由の栄養塩負荷量は，PO4 3− -P が 0.7t-P/year，NO3 − -Nが 112.4 t-N/year と推定され，リン及び窒素の全負荷量に対して，それぞれ，0.4%，29%に相当した。リン酸イオンは，非常に吸着性が強く，土壌や石灰岩に多くの量が吸着されていると考えられる。しかし，本地域の地下水の特徴として，
地下水中の浮遊懸濁物質（SS）が多い（平均値：170.3mg/L）ことが挙げられ，SS に対するリン酸イオンの吸着量も多いことが予想される。
サンゴの稚ポリプを用いた生物活性試験から，石灰化面積比の平均がコントロールでは 63.2%であったのに対し，Na2 HPO4
1 μ M（PO4 3− -P：0.003 mg/L）で 20.4%，50 μ M（PO4 3− -P：1.55mg/L）で 1.5%と有意な阻害がみられた。しかし，
NaNO3 10mM（NO3− -N：140 mg/L）では 38.7%で有意差はみられなかった。以上の結果，サンゴのポリプの初期の骨格形成の阻害は，硝酸塩に比べリン酸塩の影響が大きいことが明らかになった。
キーワード: 富栄養化, 地下水
Keywords: nutrient Enrichment, groundwater, calcification of hard coral

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