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永野 博彦*; 安藤 麻里子; 田中 草太*; 蓬田 匠; 香西 直文; 小嵐 淳
Frontiers in Forests and Global Change (Internet), 6, p.1228053_1 - 1228053_9, 2023/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Ecology)Microbial decomposition of soil organic matter (OM) is crucial in terrestrial carbon cycles; however, analytical approaches to explain the decomposition process in soil have not been completely successful. Forty air-dried soil samples were applied to water extraction and OM analysis. The C and N contents and natural abundances of 
C and 
N exhibited positive correlations between the bulk soil OM and water-extractable OM (WEOM). However, the C/N ratio in WEOM showed values around 10, a value similar to that for microbial biomass. The C and N enrichments in WEOM relative to soil OM were negatively and positively correlated, respectively, with the concentrations of organo-mineral complexes and short-range order minerals, which play significant roles in soil OM stabilization in soils. These relationships suggest that the stable isotopic enrichments in WEOM can be a good indicator of the microbial utilization of soil C and N under different substrate availabilities.
Cs to web-building spiders, 
, and its pathways; A Preliminary study using stable carbon and nitrogen isotope analyses田中 草太; 柿沼 穂垂*; 足達 太郎*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(4), p.507 - 514, 2021/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)捕食性のクモは、陸域と水域が繋がる森林生態系において、生食連鎖と腐食連鎖の双方から餌資源を得るため、彼らへのCsの移行経路を理解することは、環境中のCsの長期的挙動を評価するために役立つ。本研究では、福島第一原子力発電所事故後、約6.5年の森林内と河川沿いでクモを採集し、Csのクモへの移行を移行係数(T
)として定量した。また、Csのクモへの移行経路を推定するために、安定炭素・窒素同位体(
C, N)分析を実施した。
CsCl-supplemented diet to evaluate the effects of low dose-rate exposure田中 草太; 木野内 忠稔*; 藤井 告*; 今中 哲二*; 高橋 知之*; 福谷 哲*; 牧 大介*; 納冨 昭弘*; 高橋 千太郎*
Scientific Reports (Internet), 10, p.16055_1 - 16055_7, 2020/09
被引用回数：7 パーセンタイル：49.75(Multidisciplinary Sciences)福島第一原子力発電所事故以降、鱗翅目昆虫における形態異常が報告されてきた。しかしながら、この形態異常が放射線によって直接引き起こされたかどうかについては、吸収線量と線量効果関係の研究がなされていないため、明らかではない。本研究では、CsCl溶液を添加した人工飼料を用いてカイコに対する内部被ばく実験を実施し、形態異常を評価するために吸収線量を推定した。サナギの翅の長さと全長の比を被ばく群とコントロール群で比較した結果、有意差は認められなかった。この結果は、福島第一原子力発電所事故後のCs汚染による直接的な放射線影響により、鱗翅目昆虫に形態異常が生じる可能性が低いこと示唆している。
田中 草太; 足達 太郎*; 高橋 知之*; 高橋 千太郎*
Low-Dose Radiation Effects on Animals and Ecosystems; Long-Term Study on the Fukushima Nuclear Accident, p.43 - 52, 2020/00
被引用回数：1 パーセンタイル：12.16(Ecology)陸生無脊椎動物における放射性セシウムの動態を理解するために、福島第一原子力発電所事故後に栄養段階の異なる節足動物とミミズにおける放射性セシウムの経年変化が調査された。コバネイナゴとエンマコオロギの放射性セシウム濃度の中央値は、2012年にそれぞれ、0.46Bq/g fw, 0.15Bq/g fwとなり、この値は減少を続け、2016年までにそれぞれ、0.05Bq/g fw, 0.01Bq/g fwとなった。一方、ジョロウグモでは、放射性セシウム濃度の有意な減少は認められず、その値は2012年に0.31Bq/g fw、2016年に0.14Bq/g fwと維持した。各栄養段階における放射性セシウム濃度の比較では、腐食性のミミズが植食性のコバネイナゴと比較して85倍高い値を示した。このことは、食物網を介した放射性セシウムの移行において、腐食連鎖が主要な移行経路となる可能性を示唆している。
田中 草太; 柿沼 穂垂*; 足達 太郎*; 高橋 知之*; 高橋 千太郎*
KEK Proceedings 2019-2, p.179 - 182, 2019/11
福島第一原子力発電所事故後の節足動物における放射性セシウム濃度の経年変化は、食性によって大きく異なり、昆虫類などを捕食する肉食性のジョロウグモでは、植食性のコバネイナゴや雑食性のエンマコオロギと比較して、放射性セシウム濃度が維持される傾向にある。餌資源を生きた植物、すなわち、生食連鎖に依存する種は、事故後の時間経過とともに放射性セシウムが減少するのに対して、汚染が蓄積するリターや土壌表層の有機物に起因する腐食連鎖に依存する種は、放射性セシウム濃度が維持されるものと考えられる。造網性のクモ類は、森林土壌の表層から発生する飛翔性昆虫に主な餌資源を依存しているために、放射性セシウム濃度が維持するものと予想される。しかしながら、土壌表層から地上部に生息する捕食者への放射性セシウムの移行をどのような餌昆虫が担っているかは不明である。そこで本研究では、造網性クモ類の餌となる飛翔性昆虫について、放射性セシウム濃度を調査した。その結果、事故8年後においても、飛翔性昆虫の多くから、Csが検出された。特に、造網性のクモ類の餌となる腐食性のハエ類が、放射性セシウムの移行経路の1つとして重要である可能性が示唆された。
高橋 千太郎*; 川島 茂人*; 日高 昭秀; 田中 草太*; 高橋 知之*
Nuclear Technology, 205(5), p.646 - 654, 2019/05
被引用回数：4 パーセンタイル：41.24(Nuclear Science & Technology)A simulation model was developed to estimate an areal (surface) deposition pattern of 
Te after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, and by using this model, timing and intensity of the release of Te were reversely estimated from the environmental monitoring data. The validation using data for Cs showed that the model simulated atmospheric dispersion and estimated surface deposition with relatively high accuracy. The estimated surface deposition pattern of Te was consistent with the actually measured one. The estimated time and activity of Te emission seemed to indicate that the Te was emitted mainly from Unit 3.
田中 草太; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
ミミズは、土壌生態系改変者として土壌表層の放射性セシウムの移動・循環に寄与する可能性があるとともに、他の生物の餌資源として食物連鎖を介した重要な移行経路となる可能性がある。しかしながら、福島原子力発電所事故後のミミズの放射性セシウム濃度を調査した研究例は少なく、日本に優占するフトミミズ科のミミズにおける放射性セシウムの体内動態といった基礎的なデータも不足していた。そこで、われわれは、事故後の表層性のミミズにおける調査を行ない、事故後3
5年後の期間においてはミミズの放射性セシウム濃度が維持されること、及びミミズにおける放射性セシウムの体内分布と生物学的半減期について明らかにした。本研究では、新たに大気核実験由来の放射性炭素(
C)をトレーサーとして、ミミズ等の陸生無脊椎動物を対象とした調査を行なうために文献調査を行ない、これまでの放射性セシウムの動態研究と合わせて環境動態調査への応用の可能性を検討した。
田中 草太; 足達 太郎*; 高橋 知之*; 高橋 千太郎*
no journal, ,
ミミズは、土壌生態系改変者として土壌構造や有機物の分解と循環に寄与しており、土壌表層の放射性セシウムの生物学的な移動と循環に寄与することが示唆されている。また、大型土壌動物の中でもバイオマスの大きいことで知られるミミズは、他の生物の餌資源として重要であり、食物連鎖を介した放射性セシウムの移行経路として重要と考えられる。ミミズは国際放射線防護委員会(ICRP)により、放射線の環境影響評価における指標となる標準動植物に指定されている。生態系における物質循環や放射線影響評価におけるミミズの重要性から、事故後に日本に優占するフトミミズ科ミミズを対象とした放射性セシウム濃度が調査されている。一方、放射性セシウムの体内分布や代謝データに関しては、ヨーロッパで優占するツリミミズ科ミミズと比較して、ほとんど調査がなされていない。本研究では、日本の森林生態系における放射性セシウムの長期的な動態予測と放射線影響評価の上で重要となるフトミミズ科の表層性ミミズを対象として、放射性セシウムの体内分布と生物学的半減期を調査した。
C, N)田中 草太; 柿沼 穂垂*; 足達 太郎*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
陸生節足動物は、生物量が多く、他の生物の餌資源として重要であるため、食物連鎖を介した放射性セシウムの長期移行挙動を解明する上で重要な指標になりうる。特に、ジョロウグモは、広食性の捕食者として、生食連鎖と腐食連鎖の双方から様々な餌資源を捕食しているため、昆虫類の放射性セシウム汚染の指標となることが示唆されている。本研究では、山林と川沿いに生息するジョロウグモのCsの面移行係数(T)を初期沈着量マップを用いて算出するとともに、ジョロウグモの安定同位体比(C, N)を測定することで、Csの移行経路を推定した。
放出に与える影響田中 草太; 永野 博彦; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
ミミズは、土壌生態系改変者として土壌の有機物を分解するとともに物理構造を改変することで、土壌炭素の分解・貯蔵に影響を与えている。これまでにミミズの活動によって、土壌炭素の分解が促進されるか遅延されるかについては、意見が分かれており、結論が得られていない。本研究では、ミミズの活動が土壌炭素の分解・貯蔵に与える影響は、時間軸によって異なるという仮説をもとに、土壌から放出されるCOと形成される土壌団粒の定量評価が可能な実験系を構築することで、ミミズが土壌炭素に与える長期的な分解・貯蔵作用について検証した。
永野 博彦; 田中 草太; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
土壌有機炭素(SOC)は全球炭素循環の重要な構成要素であり、土壌からの水抽出有機炭素(WEOC)は、土壌微生物群集が利用可能な土壌炭素の指標となっている。日本の主要な土壌タイプである火山灰土壌は、土壌有機炭素を安定化する能力が非常に高く、そのSOC量はリン酸塩吸収係数(PAC)としばしば高い相関を示す。本研究では、日本のある温帯林から採取した42個の火山灰土壌(深さ0から6cm)を使用して、SOC-PACの関係とWEOC-PACの関係を比較した。SOCはPACと非常に強い相関を示した(r=0.72)。SOCとWEOCも強い相関示した(r=0.84)。しかし、WEOCとPACの相関は弱かった(r=0.42)。以上より、水によって不安定化された炭素は、火山灰土壌で高度に安定化されている主要炭素以外の炭素源から生じた可能性が示された。
放出に及ぼす影響田中 草太; 永野 博彦*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
本研究では、土壌から放出されるCOと形成される土壌団粒の定量評価が可能な培養実験系を構築し、ミミズが土壌からのCO放出に与える影響を短期的および長期的に評価した。ミミズを投入した土壌(ミミズ区)に対して、実験フェーズ1(28日)とミミズ除去後のフェーズ2(28181日)において、土壌からのCO放出速度を測定した。ミミズを投入しない土壌(対照区)も用意し、同様にCO放出速度を測定した。その結果、フェーズ1(1428日目)では、ミミズ区のCO放出速度が対照区よりも有意に高くなったが、フェーズ2の後半(122181日目)ではミミズ区のCO放出速度が対照区よりも有意に低くなった。また、耐水性団粒の形成をミミズ区と対照区で比較すると、直径2mm以上のマクロ団粒の増加が認められた。以上より、ミミズの活動により、初期段階では土壌有機物の摂食によって土壌からのCO放出が促進されるが、長期的には形成されたマクロ団粒による土壌有機炭素の隔離が生じ、CO放出が抑制される可能性が示唆された。
永野 博彦*; 安藤 麻里子; 田中 草太*; 小嵐 淳
no journal, ,
Microbial decomposition of soil organic matter (OM) is crucial in terrestrial carbon cycle, whereas the soil analytical approach elucidating the decomposition is still halfway to the achievements. Forty air-dried soil samples were applied to water extraction and OM analysis. The C and N contents and natural abundances of C and N exhibited positive correlations between the bulk soil and water-extractable fraction. However, the C/N ratio in water-extractable fraction showed a value around 10 regardless of that in bulk soil, indicating that water-extractable OM is likely derived from microbial cells. C and N enrichments in water-extractable fraction were, respectively, negatively and positively correlated with contents of organo-mineral complexes and short-range order minerals, which control the stabilization of OM in Japanese forest soils. Those enrichments likely reflect the microbial utilization of soil C and N under different substrate availability.
永野 博彦*; 安藤 麻里子; 田中 草太*; 平舘 俊太郎*; 藤井 一至*; 小嵐 淳
no journal, ,
Rewetting dried soils is a crucial topic in soil organic matter (SOM) research from both viewpoints to evaluate the climate change impacts on SOM dynamics and the microbial utilization of soil organic substrate. Here, we present the substantial potential of rewetting dried soils in SOM research for Japanese andic soils. We introduce two studies investigating rewetting dried soils using Japanese andic soils: incubation of soils with dry-wet cycles and extraction of organic substrates with water. Dry-wet cycles stimulated soil CO release up to 50% more than the CO release under the continuously constant moisture condition. Water-extractable organic matter exhibited a contrast enrichment in the stable isotope signature under different substrate availability. The results indicate the substantial potential of rewetting dried soils for evaluating the climate change impacts on SOM dynamics and also the microbial utilization of soil organic substrates.
永野 博彦*; 田中 草太*; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
土壌有機物の微生物分解は、陸域の炭素サイクルにおいて重要であるが、土壌中の分解プロセスを推定するための分析手法は不完全のままである。本研究では、風乾土壌から水抽出した有機物(WEOM)の安定炭素・窒素同位体比( Cおよび N)分析による土壌有機物分解動態の推定を試みた。茨城県北部の温帯広葉樹林内の40地点で深さ0-6cmの土壌を収集し、風乾後にWEOMを抽出し分析した。WEOMのC/N比は、土壌有機物のC/N比と相関せず、10前後の狭い範囲の値を示した。土壌有機物安定化に重要な役割を果たす有機物-鉱物複合体や非晶質鉱物の濃度に対し、土壌有機物に対するWEOMの C濃縮度は負の相関を、 N濃縮は正の相関を示した。これらの結果は、WEOMは微生物細胞に由来しており、その C, Nが実際に微生物により分解された土壌有機物やその分解プロセスの良い指標になることを示唆している。以上より、風乾土壌由来のWEOM分析が幅広い空間スケールで変動する土壌有機物分解特性の有効な推定手法であることが示された。
放出に与える影響; 団粒存在割合による放出変化田中 草太*; 永野 博彦*; 安藤 麻里子; 高階 史章*; 佐藤 孝*; 小嵐 淳
no journal, ,
ミミズは、土壌有機物を摂食して分解に寄与することで、CO放出を促進させる一方で、排泄により生じたフン団粒は、有機物を物理的に隔離するためCO放出を抑制するとされている。このようにミミズは土壌有機物に対して時間経過によって分解・隔離の相反する効果をもたらすが未解明な点が多い。本研究では、ミミズフン団粒が土壌CO放出にどのような影響を与えるかを調べるために、ミミズフン団粒,土壌団粒、及び土壌をそれぞれ210日間培養しCO放出積算量を比較した。その結果、ミミズフン団粒からのCO放出量が最も小さく、ミミズフン団粒の形成によりCO放出が抑制されることが明らかになった。今後、炭素・窒素安定同位体比分析等を用いて、フン団粒の有機物分解特性を明らかにすることで、より詳細なメカニズムの解明を行う。
