[M-IS14] 生物地球化学

[MIS14-P02] 石狩川におけるC/N比変化に伴う溶存有機物の空間変動

*高木 悠司¹、服部 圭佑¹、山下 洋平^1,2 (1.北海道大学　大学院環境科学院、2.北海道大学　地球環境科学研究院)

キーワード：溶存有機物、C/N比、光学特性、生物分解性、流域土地利用形態、石狩川

溶存有機物（Dissolved Organic Matter; DOM）は河川における従属栄養微生物の重要なエネルギー源であり、特に溶存有機窒素（Dissolved Organic Nitrogen; DON）はエネルギー源に加え栄養源としても重要である。河川中のDOM濃度および化学的性質を決定する要因は広く研究されているが、DONに関する決定要因は溶存有機炭素（Dissolve Organic Carbon; DOC）と比較してあまり研究されていない。本研究では、石狩川とその支流において、DOCおよびDON濃度、バルクDOMのC/N比およびDOMの光学特性の空間分布を調査した。さらに、DOM濃度の空間分布を支配する要因として、特に比較的小型の微生物によるDOCおよびDONの生物利用性を評価するために、河川濾過水（<0.7 µm）を用いて暗所培養実験を実施した。DOCおよびDON濃度は、石狩川本流の上流、中流域では流れに沿って増加し、下流域では大きく変化しなかった。また、バルクDOMのC/N比は上流域から下流域にかけて連続的に減少する傾向が見られた。DOMの光学的特性は上流域から中流域にかけて変化し、上流から中流にむけてより高分子量・高芳香族性へと変化した。石狩川の上流域は森林、中流、下流域は水田などの農地に囲まれていることから、中流域に分布する水田からのDOMの供給が河川のDOM濃度と組成を大きく変化させたことが示唆された。一方、下流域ではバルクDOMのC/N比は下流に向かうにつれ減少したが、主成分分析の結果、DOMの光学特性は変化が小さいことが分かった。この結果は、下流域におけるバルクDOMのC/N比は河川中の生物活動により変化していることを示唆した。暗所培養実験の結果、上・中流域の4地点ではDOC濃度は減少し、生物分解は確認されたが、下流域の2地点では実験前後でＤＯＣ濃度が変化しなかった。また、すべての地点において、DON濃度は実験前後で有意な差がなかった。このことから、石狩川の上・中流域では特に小型の微生物(<0.7 μm)による微生物分解がバルクDOMのC/N比を低下させる要因である一方、石狩川の下流域では大型の微生物(>0.7 μm)がCに富むDOMを分解し、バルクDOMのC/N比を低下させると考えられた。