Seasonal and snowmelt-driven changes in the water-extractable organic carbon dynamics in a cool-temperate Japanese forest soil, estimated using the bomb-C tracer

日本の冷帯林土壌における水抽出有機炭素動態の季節変化と雪解けの影響評価; 核実験起源Cをトレーサーとして

中西 貴宏   ; 安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   ; 國分 陽子   ; 平井 敬三*

Nakanishi, Takahiro; Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun; Kokubu, Yoko; Hirai, Keizo*

森林土壌における溶存態有機炭素(DOC)の動態に関してさまざまな研究がなされてきたが、主要な供給源である土壌有機物と落葉落枝の寄与程度については評価が定まっていない。われわれは、日本の冷帯林土壌におけるDOC供給源の季節変化について、水抽出有機炭素(WEOC)の炭素同位体(C・C)から推定した。融雪期は、落葉落枝からのDOC供給の影響が大きかった。一方、梅雨期には、微生物活動の促進による土壌有機物起源WEOCの増加が示された。夏から秋にかけても土壌有機物を起源とするWEOCが支配的であった。これらの結果から、DOCの供給源と動態に対して季節や環境の変化が強い支配因子であることが明らかになった。

Although considerable research has been conducted on the importance of recent litter versus older soil organic matter as DOC sources in forest soil, a more thorough evaluation of the temporal patterns of DOC and WEOC is necessary. We investigated the seasonal variation in water-extractable organic carbon in a Japanese cool-temperate beech forest soil by using the carbon isotopic composition (C and C) of WEOC as a tracer for the carbon sources. Fresh leaf litter DOC significantly contributed to WEOC in May when the snowmelt occurred. In the rainy season, increases in the concentration of WEOC and the proportion of hydrophobic compounds were caused by high microbial activity under wetter conditions. From summer to autumn, the WEOC in the mineral horizons was also dominated by microbial release from the soil organic matter. These results indicate that the origin and dynamics of WEOC are strongly controlled by seasonal changes in the environmental conditions.