共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 山地流域における水・物質循環の比較研究
新規・継続の別 継続（平成18年度から）
研究代表者／所属 信州大学理学部
研究代表者／職名 教授
研究代表者／氏名 鈴木啓助

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

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 石井吉之 北大低温研

研究目的 日本を含む東アジアでも酸性降水が観測されているが、流域内での酸緩衝機能が高く、酸性降水による顕著な被害は顕在化していない。しかしながら、北海道のような寒冷積雪域（冬期にはほとんど融雪が起こらない地域）では、融雪期になると北米や北欧と類似した河川水質変動が見られる。これに対し、本州日本海側のような温暖積雪域（冬期にも降雨や気温上昇によって顕著な融雪が起きる地域）では、冬から春にかけての河川水質は極めて変動性に富んでいる。そこで、寒冷積雪域と温暖積雪域の山地流域において水・物質循環の比較研究を行うことを目的とする。
　　
研究内容・成果 　季節積雪地で雪がたくさん積もる場所では、土壌凍結が起こらず、厳冬期にも底面融雪により定常的に融雪水が土壌に供給されている。春となり日射量が大きくなり気温が高くなると、積雪表面から活発な融雪が始まり、融雪水は積雪中を浸透し土壌に多くの融雪水を供給するようになる。乗鞍高原の標高1590 m地点における融雪期の積雪水量の変化によると、3月31日には64 cmの積雪水量（積雪深：158 cm）であるが、5月6日には積雪水量は14 cm（積雪深：30 cm）になり、5月10日に消雪した。40日間で640 mm以上（この間に降水もあるため）の水が土壌に供給されていることになる。
　降水粒子とともに、様々な化学物質が地上に落下するし（湿性沈着）、無降水時にも風に運ばれるなどして多種多様な化学物質が地上にもたらされる（乾性沈着）。これらの化学物質も積雪中に堆積することになるが、積雪表面で融雪が起こり融雪水が積雪中を流下する場合を除くと、化学物質は堆積した層に保存される。また、積雪粒子が新雪やシマリ雪からザラメ雪に変態する際には、化学物質は積雪粒子表面に析出され、融雪水が流下する際には、これらの化学物質を融点の違いにより選択的に溶かし込むことになる。そのため、融雪水中の化学物質濃度は、積雪中の化学物質濃度よりも高濃度となる。このことが、スカンジナビアやカナダ東部での、春先の河川水や湖沼の急激なpH低下（acid shock）をもたらすことに繋がった。一方、日本では両地域に比べて土壌の酸緩衝能が大きいために、酸性物質の沈着量は多いにもかかわらず、融雪期における渓流水の酸性化はそれほど大きくはない。
　積雪は、断熱効果を持ち低温から植物を守るし、厳冬期にも少ないながらもコンスタントに水を土壌に供給し、春先になると多量の水を継続的に土壌に供給する役割を果たしている。しかしながら、融雪初期には酸性が強くイオン濃度の高い融雪水が土壌や植物にもたらされている。
　　
成果となる論文・学会発表等 Suzuki， K.， Kuramoto， T. and Tanaka， M. (2009): Hydrologic and geo-chemical balance in a mountainous catchment， Northern Japan Alps. Publication of the International Association of Hydrological Sciences， 326， 70-81.

鈴木啓助（2009）：温度・水分条件.高山植物学（増沢武弘編）、pp. 1-12、共立出版．

鈴木啓助（2009）：雪と氷の世界から届いた地球温暖化の話、86pp.、信州大学山岳科学総合研究所