Spatial variations in radiocesium deposition and litter-soil distribution in a mountainous forest catchment affected by the Fukushima nuclear accident

福島第一原子力発電所事故の影響を受けた森林集水域における放射性セシウムの沈着量及び有機物層-土壌間分布の空間変動

安藤 麻里子  ; 小嵐 淳   ; 都築 克紀  ; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 武藤 琴美*; 松永 武*

Atarashi-Andoh, Mariko; Koarashi, Jun; Tsuzuki, Katsunori; Takeuchi, Erina; Nishimura, Shusaku; Muto, Kotomi*; Matsunaga, Takeshi*

福島第一原子力発電所事故により周辺の森林域はCsで汚染された。複雑な山地地形におけるCs沈着量の空間分布を明らかにするために、小河川集水域全域において一定間隔で土壌試料を採取した。土壌試料は2013年夏に42地点、2015年春に6地点において、有機物層と鉱物土壌層に分けて採取した。2013年のCs蓄積量は高度と斜面方位に関連した大きな空間変動を示した。有機物層のCs残留率は6%から82%と場所により大きく変動し、有機物層の量及び高度と正の相関を示した。しかし、有機物層のCs残留率が55%以上であった地点においても、2015年には20%以下に低下しており、沈着から4年後までに多くが鉱物土壌層に移行し、粘土鉱物と結合することで移動性が低下していることが明らかになった。本研究ではまた、Cs蓄積量と同じ地点で測定した空間線量率を比較し、正の直線関係を得た。この関係式と前報において同じ集水域で測定した3,797点の空間線量率のデータを用いて、全集水域のCs沈着量を推定した。

To understand the spatial variation in soil Cs inventory in complex mountainous topography, a whole-area investigation of Cs deposition in a broad-leaved forest catchment of a mountain stream was conducted using grid sampling. Across the catchment, organic and surface mineral soil layers were collected at 42 locations in 2013 and 6 locations in 2015. Cs deposition on the forest floor exhibited high spatial heterogeneity and altitude-dependent distribution over the catchment. The Cs retention ratio in the organic layer ranged from 6% to 82% in 2013. The Cs retention ratios had positive correlations with the material inventory in the organic layer and the elevation. The Cs retention ratios in the organic layer were less than 20% in 2015, even at the locations where the retention ratio was higher than 55% in 2013. Although there was spatial variation in the migration speed, Cs migration from the organic layer to mineral soil was almost completed within 4 y of the deposition.