空間的不均一性を考慮した森林土壌における放射性セシウムの可給性評価

考虑空间异质性的森林土壤放射性铯有效性评价

基本信息

批准号：
20K19951
负责人：
高橋純子
金额：
$ 2.5万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

福島県の森林整備面積は震災から12年が経過した現在も震災以前の半分に留まっており、林業復興を進める上で、森林内の空間線量率や樹木によるCs-137吸収量の将来予測が求められている。しかし、実際には森林内のCs-137の分布は空間的不均一性が非常に高く、樹木の材や葉のCs-137濃度をその地点のCs-137沈着量で割った値である面移行係数（Tag）などが同一サイトであっても大きくばらつき、予測精度に影響を与えているという問題がある。本研究では、この空間的不均一性を生む要因として土壌中での選択流に着目し、研究を実施している。本年度は、南相馬市の旧避難地域において森林間伐を予定している地点に新たに調査地を設け、染料を用いた人工降雨実験を行い、深度別に染色部と非染色部の土壌を採取するとともに写真を撮影した。また、深度別に土壌コアによるサンプリングも実施し、土壌物理性と選択流の影響およびCs-137分布との関係を調査した。その結果、人工降雨の雨量は約200 mmと非常に強い雨だったにも関わらず、表層から染まっていない部分が確認され、選択流の発生が認められた。また、深度別に染色部と非染色部の土壌中のCs-137濃度を比較したところ、染色部の分散が有意に高い結果となった。ｔ検定では、染色部の分散が大きいことを反映して有意な差は認められなかったものの、全深度で染色部の方がCs-137濃度が高い結果となった。とくに差が大きかったのは10-15 cmで約6.6倍であり、20 cm以下ではその差は約1.7倍と小さかった。さらに、10-15 cmでは飽和透水係数が高いコアサンプルほどCs-137濃度も高い傾向が認められた。この関係は0-5 cmおよび20-25 cmでは認められず、選択流はとくに10-15 cmの範囲で強くCs-137濃度に影響を与えることが示唆された。

即使在地震发生12年后的今天，福岛县的森林开发面积仍维持在震前水平的一半，为了促进林业恢复，必须考虑森林内空气剂量率的未来需要预测树木对 Cs-137 的吸收。然而，实际上，森林内 Cs-137 的分布具有高度的空间异质性，表面积是通过将树木和树叶中的 Cs-137 浓度除以该点沉积的 Cs-137 量来计算的。问题在于，即使对于同一地点，迁移系数(Tag)等也有很大差异，影响预测精度。在这项研究中，我们重点关注土壤中的选择性流作为产生这种空间异质性的一个因素。今年，我们将在南相马市原疏散区计划森林间伐的地点设立新的研究基地，利用染料进行人工降雨实验，并在不同的染色和非染色区域收集土壤。我和他们合影。我们还在不同深度进行了土壤岩心取样，以研究土壤物理性质、选择流的影响和 Cs-137 分布之间的关系。结果，尽管人工降雨量约为200毫米，非常大，但从表层观察到未沾染的区域，表明发生了选择性流。此外，当我们按深度比较染色区域和未染色区域土壤中的Cs-137浓度时，我们发现染色区域的分散度明显更高。尽管在 t 检验中没有观察到显着差异，反映了染色区域的较大差异，但所有深度的染色区域中的 Cs-137 浓度均较高。在10-15厘米处差异特别大，约为6.6倍，在20厘米以下，差异较小，约为1.7倍。此外，在 10-15 cm 处，具有较高饱和导水率的岩心样品倾向于具有较高的 Cs-137 浓度。在 0-5 cm 和 20-25 cm 处未观察到这种关系，表明选择性流强烈影响 Cs-137 浓度，尤其是在 10-15 cm 范围内。