課題名

C-2 酸性物質の生態系に与える影響に関する研究

課題代表者名

佐竹 研一(環境庁国立環境研究所地球環境研究グループ酸性雨研究チーム)

研究期間

平成5−7年度

合計予算額

142,758(平成7年度 47,682)千円

研究体制

(1) 酸性物質の植物環境系に与える影響に関する研究

(環境庁国立環境研究所、静岡大学農学部応用生物化学研究室、宇都宮大学農学部
農芸化学科植物栄養学研究室、筑波大学第一学群地球科学系)

(2) 環境酸性化の指標生物に関する研究

 ヾ超酸性化の指標となる蘚苔類・地衣類に関する研究(農水省森林総合研究所)

 環境酸性化の土壌微生物に与える影響に関する研究(農水省農業環境技術研究所)

 4超酸性化の魚類に与える影響に関する(農水省水産庁中央水産研究所)

(3) 樹木−酸性土壌系における重金属の動態に関する研究(農水省森林総合研究所北海道支所)

(4) 山岳地帯における酸性降下物の樹木影響に関する研究(農水省森林総合研究所)

 

研究概要

 森林や湖沼や河川などの自然生態系の中では、生物を中心として土壌、水、大気の間で物質代謝が行われており、酸性物質の影響は生物の生存を支える環境要因に直接間接に及んでいる。酸性雨と被害の関係を明確に捕らえるためには、このような生態系構成要素とその相互関係に関する基本的な理解が不可欠である。本研究では生態系の理解に必要な生物地球化学的研究手法の検討開発を行う一方、酸性物質の生態系影響と言う観点から植物、微生物、魚類を中心としその影響機構を解析し研究を進めた。

 

研究成果

/∧の枯死衰退に関係するカルシウム代謝の指標化学種としてストロンチウムの安定同位体に注目し、屋久島の雨水、杉、土壌水、土壌、岩石についてその測定を行い、屋久島の生態系が生元素の供給を含め雨水に強く依存し、雨水の酸性化や汚染の影響を受けやすいことを明らかにした。

⊃樹皮が極めて強酸性(pH3)を示し、その強酸性が杉自身によって作られた樹皮中のポリマーに結合するカルボキシル基(−100H)によることを明らかにした。この結果はしばしば観測される杉樹幹流の強酸性がこのカルボキシル基からのプロトン供給によることを示唆しており、森林酸性化現象を考察する上で重要と考えられる。

酸性環境に分布する生物種の中で特に樹木被害に直接関係すると考えられるナラタケに注目してpH−成長カーブを求め、本来ナラタケは中性領域で増殖の最高値を示すがバクテリア等の共存する自然環境条件下では中性領域でバクテリアによる分解を受けるため、pH4-5の酸性領域で増殖の最高値を示すことを明らかにした。このことは酸性雨による樹木枯損や生態系影響を考える際生物間相互作用についても考慮することが重要であることを示している。

ぅ汽渦糞類の卵質・受精およびホルモンの分泌等に及ぼすpHとアルミニウム暴露時間との関係について研究を行い、pH5.0程度の弱酸性環境でもアルミニウムの存在はニジマスに強いストレスを及ぼし排精の抑制や精質の低下による奇形率の上昇を引き起こすことを明らかにした。

ゥ瀬吋ンバ、ケヤマハンノキ、イタヤカエデ、ハルニレの4種の樹木について葉へのマンガン集積が光合成活性に及ぼす影響を調べ、ダケカンバとケヤマハンノキは葉へのマンガン集積に関わらず光合成活性を維持すること、4種の樹木ともマンガン集積がRuBPカルボキシラーゼ活性などが影響を受けることを明らかにした。

20種の着生蘚苔類の分布に及ぼす酸性雨の影響について検討した。