How does alpine vegetation control water discharge in alpine zones?

高山植被如何控制高寒地区的排水？

基本信息

批准号：
22K13246
负责人：
榊原厚一
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，高山植生が水貯留・水流出をどのように制御しているかを明らかにすることを目的として実施している．令和4年度は，上流部が裸地である裸地流域と，ハイマツ林が優占する植生流域に対して試験流域を構築した．各試験流域において，降水量・渓流水位を5分間隔で観測し，渓流水・湧水を定期採水した．採水した試料は放射性ラドン濃度，酸素・水素安定同位体比，溶存イオン濃度の分析をした．裸地流域では，雪渓の融雪が進むと流量が無くなり，降水時にのみ一時的な渓流が形成されるようになった．一方で，植生流域は降水時の流量の増大傾向は裸地部と同様であるが，無降雨期間にも渓流は涸れることなく存在していた．水質においては，植生部流域と比較して裸地部流域の渓流水でpHが低く，溶存成分量が少ない特徴があった．また，裸地部流出水中のラドン濃度は0~2.5 Bq/Lであり，融雪期においては融雪水のラドン濃度と同様に非検出であった．植生部流出水のラドン濃度は，4.2~7.1 Bq/Lであり，採水対象とした試料のなかで最も高濃度を示した．植生部流出水の放射性ラドン濃度は，7.1 Bq/Lを検出した時を除き，大きな変動を示さなかったことから，地質からのラドンの供給と放射壊変速度が釣り合う平衡状態となっているものと考えられた．さらに，夏季降水と融雪水の酸素・水素安定同位体比において，融雪水と比べ夏季降水のd値が明らかに低い傾向を示した．融雪期の裸地流域の渓流水は融雪水の同位体組成に近い傾向を示し，融雪期末期ではその同位体比は夏季降水の組成に近づいた．一方，植生流域の湧水の同位体組成は，観測期間中に大きく変動せず，融雪水と夏季降水の中間の同位体組成を有していた．以上のことから，植生流域には，裸地流域と比較して，滞留時間の長い地下水が存在しているものと考えられた．

本研究的目的是阐明高山植被如何控制水储存和径流。 2020财年，建设了上游裸地裸地盆地和以日本松林为主的植被盆地试验盆地。在每个试验流域，每隔5分钟观测一次降水量和山涧水位，并定期采样山涧水和泉水。分析收集的水样的放射性氡浓度、氧/氢稳定同位素比和溶解离子浓度。在裸地盆地，随着雪谷积雪融化，水流消失，只有下雨时才会形成临时的山涧。另一方面，在植被盆地中，降雨期间流量增加的趋势与裸地地区相似，但即使在无降雨期间，山涧也不会干涸。从水质来看，与植被流域相比，裸地流域的山涧水pH值较低，溶解成分含量较低。此外，裸地径流中的氡浓度为0～2.5 Bq/L，在融雪季节检测不到，与融雪水中的氡浓度相似。植被径流中的氡浓度为4.2至7.1 Bq/L，是采样水样中最高的。除检测到 7.1 Bq/L 时外，植被径流中的放射性氡浓度没有出现大的波动，因此假定存在地质供给氡与放射性衰变速率平衡的平衡状态是这样想的。此外，就夏季降水和融雪水的氧和氢稳定同位素比值而言，夏季降水的d值明显低于融雪水。融雪季节裸地盆地山涧水的同位素组成与融雪水相似，融雪结束时其同位素比接近夏季降水。另一方面，观测期间植被盆地泉水的同位素组成没有明显变化，其同位素组成介于融雪水和夏季降水之间。由此可见，与裸地盆地相比，植被盆地存在滞留时间较长的地下水。