事例研究　CASE STUDY

千曲川河畔域植物の窒素利用と地形要因

赤松　史一^１）・島野　光司^２）・戸田　任重^２）・沖野　外輝夫^３）

１）信州大学大学院工学系研究科　〒390-8621　長野県松本市旭３-１-１
２）信州大学理学部　〒390-8621　長野県松本市旭３-１-１
３）早稲田大学人間科学部　〒359-1192　埼玉県所沢市三ヶ島２-579-15

Fumikazu AKAMATSU¹⁾, Koji SHIMANO²⁾, Hideshige TODA²⁾, Tokio OKINO³⁾: Nitrogen uptake by riparian plants in relation to topography along the Chikuma River, Japan. Ecol. Civil. Eng. 10(2), 191-198, 2007.

1) Graduate School of Science and Technology, Shinshu University, 3-1-1 Asahi, Matsumoto 390-8621, Japan
2) Faculty of Science, Shinshu University, 3-1-1 Asahi, Matsumoto 390-8621, Japan
3) Faculty of Human Science, Waseda University, 2-579-15 Mikajima, Tokorozawa 359-1192, Japan

Abstract: We compared nitrogen uptake by riparian plants at various distances from the river channel along the Chikuma River, using a stable isotope analysis. Nitrogen stable isotope ratios d15N of plants in the lower floodplains were relatively high, and increased from upper to lower reach, suggesting use of nitrogen from the river water, which was affected by human activities in the watersheds. On the other hand, d15N of plants in the higher floodplains were relatively low, and not statistically different among sites, indicating no more use of nitrogen derived from the river water. A nitrogen fixing plant, black locust (Robinia pseudoacacia) forms riparian forests in the higher floodplains, where we observed a 42-fold increase in nitrate concentration of soil compared with that in the lower floodplains. Black locust forests may bring reactive nitrogen into the river ecosystem. The higher floodplains were different from the lower ones not only in physical conditions such as deposition and hydrology but also in nitrogen uptake by plants, and they had little relationships with river water in nutrient uptake.

Key words: black locust, nitrogen dynamics, nitrogen uptake, river, stable isotope ratios

摘要

　本研究では，千曲川河畔域の比高の異なる氾濫原環境に分布する植物が，河川水との関わりを有しているのかどうかを窒素動態に着目し，安定同位体比を用いて解析した．氾濫原の低位面の植物のd15Nは，河川表流水のd15Nと同様に流程に沿って上昇しており，植物が河川水由来の窒素を利用していたことを示唆した．一方で，河岸から離れるほど，植物のd15Nは低下しており，種を問わず，高位面の植物が依存している窒素源が河川水とは異なることが明らかになった．高位面では，ハリエンジュが樹林化しており，ハリエンジュが無いところと比べて有意に比高が高かった．高位面の土壌は，低位面に比べて42倍もの硝酸態窒素が存在しており，ハリエンジュによる土壌への窒素負荷が起きている可能性がある．高位面は，堆積や水理などの物理環境だけでなく，植物の窒素利用においても，低位面とは異なっており，窒素動態という観点からも特異な系を構成していることが明らかになった．洪水によって特徴付けられる河川生態系において，河道内で長期に渡って安定的に存在しているハリエンジュ林は極めて異質な存在である．河川環境のあり方に未だ定見はないが，ハリエンジュ林拡大の要因となっている，河道掘削や河床低下に伴う流路の固定化など，河川管理について，河川環境の多様性の維持，物質循環の観点からも検討していく必要があるだろう．

2006年４月12日受付，2006年10月30日受理
1) e-mail: akamatsu@tmu.ac.jp
現所属：首都大学東京大学院理工学研究科　〒192-0397　東京都八王子市南大沢１-１
Present Address: Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Metropolitan University, 1-1 Minami Osawa, Hachioji, Tokyo 192-0397, Japan