学生の研究テーマ(2008年度)
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| Theme | Priming effect of artificially-applied organic matters on soil organic carbon |
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| Key Words | priming effect, soil organic carbon, organic matter |
| Researcher | Wilfredo Dumale, Jr. |
| Mail to | dumalewajr★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| Abstract | |
| Rising levels of atmospheric carbon dioxide (CO2) has directed attention to the capacity of soil to store carbon and to changes caused by human activities. Organic matter utilization in primary production is a response to the necessity of environmental quality for succeeding generations. Our conventional understanding of our use of organic matter is that it is a way of ‘burying’ carbon into the soil, widely accepted as a carbon sink, in order to keep the CO2 level now present in the atmosphere which enhances the greenhouse effect among other gases. Several authors have investigated the dynamics of applied organic matters in soils. However, the ‘priming effect’ of organic matter to the soil carbon pools still needs more attention. Many long-term field observations show that although organic materials are incorporated to soil in large quantities, soil C content does not necessarily increase. Moreover, previous results that pointed to the active SOC pool (soil microbial biomass) as the sole source of primed carbon. Recently, labeling studies suggested that the active SOC pool cannot account for the magnitude of primed carbon. This implies that another source of primed carbon can be contributing to the increased CO2 production during OM application. In my research, we separated the three SOC pools and individually determined their short-term dynamics to verify the open question whether the stable SOC pools contribute or not to the primed carbon. The recent view that the stable SOC also contributes to the primed carbon challenges the convention that this pool is physically and chemically protected in the finer soil fractions and has turnover times of centuries to millennia. If the stable pool contributes to the primed carbon, then OM application in primary production actually is “piercing” the stable SOC. This scenario of small turnover of stable SOC could have magnified effect in the long term. |
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| Theme | Soil surface salt accumulation phenomena dominated by shallow groundwater fluctuations under arid and semi-arid climate. |
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| Key Words | Soil surface, salt accumulation, shallow groundwater, arid and semi-arid climate |
| Researcher | IBRAHIMI Mohamed Khaled |
| Mail to | ibrahimi★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| Abstract | |
| Shallow groundwater tables and associated salinity problems have become dominant features in agricultural areas around the world (FAO, 2002). This is especially so in arid and semi-arid regions where rising water tables and associated soil salinization are an increasing agricultural and environmental threat. Groundwater has the ability to mobilize and transport soluble salts when it moves through the soil profile. Once the water table reaches a critical depth below the ground surface, evaporation of this water can occur via capillary rise, transporting soluble salts with it to the soil surface. Over time, this leads to an accumulation of salts at soil surface and subsequent land degradation as well as losses in production. Whilst there have been several studies on ground water associated salinity, the movement of groundwater in particular with respect to added water events and its impact on soil surface salt accumulation phenomenon still remains to be clarified. “How can we explain shallow water table behavior in response to added water events?”, “Can we solve the salt accumulation problem by controlling the groundwater level?”, are the two main questions to be addressed in this study. Responses to these questions will lead to get more awareness on soil surface salt accumulation phenomenon dominated by shallow water table fluctuations. Ultimately, this will help to overcome the substantial knowledge gap concerning this issue and to suggest appropriate management practices which may save costly reclamation efforts and further land losses. | |
| 研究タイトル | 気温上昇が土壌中の水および熱の移動に及ぼす影響 |
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| キーワード | 地球温暖化、土壌中の水･熱連成移動、HYDRUS |
| 研究者 | 加藤 千尋 （KATO Chihiro） |
| Mail to | kato★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| 内容紹介 | |
| IPCC(2007)は、気候システムの温暖化は疑う余地がなく、農林水産業にも気候変動が深刻な影響を及ぼすと予測しました。日本でも、水稲の高温障害、果実の着色不良、病害虫の多発などが確認されており、背景には気候変動が関連している可能性が高いと考えられています(農林水産省，2007)。また、気温上昇の農地土壌への影響は、直接的には蒸発散量の増加による土壌の乾燥化、間接的には気温や地温上昇に伴う土壌有機物の分解促進や土壌微生物の多様性減少、一部の病害増加が懸念されています(農林水産省,2002)。 このように、気温上昇が農林水産業に与える影響は、これまで単要素ごとに定性的な検討が行われてきました。 一方、作物の生長や土壌微生物の活性、有機物の分解速度は、土壌の環境条件に左右されます。また、土は炭素のシンクでもソースでもあるので、気候変動による土壌の環境変化が、さらに地球温暖化に寄与する可能性があるといえます。 そこで、今後も続くと予測される地球温暖化が土壌に及ぼす影響を定量的に予測することを目的に、研究を進めています。本研究によって、地球温暖化が自然生態系や農林水産業に及ぼす影響をより正確に把握し、対策をたてることに貢献できればと思っています。 | |
| 研究タイトル | 凍土の融解期における降雨の浸入・流出と土壌侵食に関する研究 |
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| キーワード | 土壌侵食、凍土、降雨 |
| 研究者 | 蒲地紀幸 |
| Mail to | |
| 内容紹介 | |
| 土壌は、長い年月を経て岩石が物理的、化学的、生物的作用を受け生成されたものです。しかし一方、土壌侵食により土壌は失われています。土壌の侵食速度が生成速度を上回った場合、農地は荒廃し、作物生産力が下がってしまうことが心配されます。農業を持続的なものにするためには、土壌の生成速度内に、土壌の侵食速度を抑える必要があると言えるでしょう。 土壌侵食には、水の作用による水食と、風の作用による風食があります。水食は、雨が多い梅雨期と台風期に、特に侵食が激しいことが分かっています。しかし、私が対象としている群馬県嬬恋村の傾斜畑（キャベツの産地で有名です！）においては、春先にも土壌侵食が起こることが報告されています。嬬恋村は標高が高いため、冬に気温が低くなって土が凍ります。春になると暖かくなり、融雪水や降雨が生じますが、凍った土に阻まれて水が地下へと浸透できなくなり、地表面を水が傾斜に沿って流れます。そのときに地表面の土壌が流出してしまうことが問題になっています。この侵食が起きるメカニズムを明らかにすべく、室内実験により詳細な研究を行っていきます。そこで得た研究の成果が、現場での土壌侵食への営農的な対応のヒントになり、持続可能な農業に貢献できればいいなと考えています。 |
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| 研究タイトル | 地下水面近傍におけるVOCガスの挙動に関する研究 |
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| キーワード | VOC、密度流 |
| 研究者 | 下和田 嘉己 |
| Mail to | Shimowada★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| 内容紹介 | |
| 近年、日本においてトリクロロエチレン(TCE)やテトラクロロエチレン(PCE)などで代表される揮発性有機化合物Volatile organic compounds (VOC)による土壌及び地下水の汚染が多くの場所で顕在化してきている。汚染件数は重金属に次いで二番目に多く、また汚染の移動性が高く、人口密集地を汚染している場合が多いといった理由からVOCによる汚染は深刻な問題となっている。 一般にこれらVOCは難水溶性溶液Nonaqueous-phase liquid (NAPL)であり、工場からの漏洩や不法投棄などによって一度土壌に浸入すると、土壌中では気相、液相中に分かれて存在し、また無機物や有機物にも吸着される。VOCは揮発しやすく、またそのガスは高密度であるため、重力の影響を受けてガスが下方に引っ張られる密度流現象(Density-driven flow)が起こるという報告がある。この結果、ガス態としてのVOCの移動が汚染領域を拡大し、地下水汚染に大きく寄与していると言われている。 そこで、本研究では、密度流現象がVOCガスの移動において重要な挙動を示しうるのかを二次元ガス移動実験によって検証する。 |
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| 研究タイトル | 土壌の粒径画分に着目したCd吸着特性に関する研究(卒論) |
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| キーワード | 土壌汚染、Cd、粒径、粘土鉱物 |
| 研究者 | 志水康裕(M1) |
| Mail to | shimizu★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| 内容紹介 | |
| 重金属とは、比重が4～5以上の金属の総称です。重金属は近代社会にとって不可欠なものであり、社会の需要に応えるために、地中から大量の金属鉱石が採掘、精錬されてきました。しかし、これらの過程で各種の重金属が環境中に放出され、水系あるいは大気の汚染を通じて土壌汚染を広げることになりました。 土壌汚染源として問題になるのは、カドミウム、銅、ヒ素、亜鉛、鉛、水銀、アンチモン、クロムなどです。ひとたび重金属により土壌が汚染されると、重金属を取り除くことは容易ではありません。現在、ファイトレメディエーションや土壌の化学洗浄等などの洗浄法が提案されており、それに関するさまざまな研究が行われています。 一方、重金属を取り除くためには、重金属の土壌における吸着の特性を知ることも重要です。吸着の特性を知ることで、土壌汚染へのよりよい対策を考えることができるからです。既往の研究から、吸着がpHに大きく影響を受けること、粘土鉱物の吸着量が一次鉱物・酸化物・有機物に比べて特に多いことが判明しています。 本研究では、比表面積で比べたときに粘土の粒径の吸着量が、他の粒径に比べて、多いことを確かめることを目的としました。このため、沖積土壌を粗砂・細砂・シルト・粘土に分画した後、pHを変化させてCdの吸着量の変化と、それぞれの粒径の比表面積を測定しました。 |
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| 研究タイトル | 砂漠化防止のための最適土壌水分制御に関する研究 |
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| キーワード | 地球温暖化、砂漠化、塩類集積 |
| 研究者 | 西川 航平 |
| Mail to | kouhei★soil.en.a.u-tokyo.ac.jp |
| 内容紹介 | |
| 砂漠化や土地荒廃はあらゆる気候帯でさまざまな形態で生じています。特にアジアでは乾燥地の約22%、それ以外の地域の約15%が砂漠化、土地荒廃の影響を受けています。 土地の荒廃は、食料生産の低下、途上国の貧困の拡大、長期的には気候変動や生物多様性への影響など、一国、一地域を越えて世界全体に影響を及ぼしつつあります。 私の研究は、その中でも灌漑によって塩類集積が起こり、その結果として農地として使用不可能となる砂漠化に着目しています。灌漑を行うと土壌中の地下水位が上昇し、地下水位が上昇すると、土壌が日射により温められると地下水が地表面へ上昇していき、地表面から蒸発が起こります。その際に土壌中に含まれる塩類(Na,Caなど)が地下水と一緒に地表面へ移動し、地表面に集積してしまいます。 卒業研究では、砂質土の不飽和透水係数を二種類の測定法から求めて、比較を行い、砂質土壌での水移動の動態を明らかにしました。 修士課程での研究は未定ですが、現段階では乾燥地での地下水位変動が給水量(雨などによる)よりも大きいことが報告されており、チュニジアの土壌を使ってそのメカニズムと地下水位と給水量の相関を明らかにしていきたいと思っています。 |
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