『Abstract
The rates of chemical weathering within forested catchments as
reported in the literature have been determined principally from
input-output budgets, with outputs being measured as streamflow
at a weir. In the present study an alternative method has been
investigated which uses natural chloride as a tracer and does
not require construction of a weir. It is shown that estimates
made of weathering release rates of the cations Na+,
K+, Ca2+ and Mg2+ using the chloride
tracer method are generally less affected unmeasured deep seepage
losses from the catchment or changes in groundwater storage than
those using the weir method. The chloride tracer method could
permit estimates of weathering rates to be made more frequently
than at present in studies of forest nutrient cycling. Weathering
rates were measured in four forested catchments with annual rainfall
up to about 2000mm, lying mostly within the Mount Boss State Forest
near Wauchope, NSW. The forest is a mixture of rainforest and
moist hardwood forest, parts of which are regenerating after logging.
Porphyritic rhyodacite underlies all the catchments and has produced
red and yellow acid soils (Dystrochrepts). Cation : chloride ratios
in streamwater varied little over time, and showed little if any
dependence on streamflow. “Grab” samples could be used in the
estimation of weathering rates. The average weathering release
rates in the major catchments sampled at Mount Boss for Na, K,
Ca and Mg were 10.4, 5.3, 6.0 and 2.2 kg ha-1 yr-1
respectively. The average rock weathering rate for the same catchments
calculated from Na release was 450 kg ha-1 yr-1
and from Ca was 340 kg ha-1 yr-1. Theoretical
analysis of the effect of forest regeneration on weathering rate
estimates from the chloride tracer method shows that the true
rock weathering rate should lie between these two figures and
was taken as 400 kg ha-1 yr-1.』
『要旨
文献に報告されている森林流域における化学風化速度は、たいていインプット−アウトプット収支から決定されており、アウトプットは堰での流量として測定されている。本研究では、トレーサーとして天然塩化物を用い、堰を作る必要のない、別の方法について検討している。塩化物トレーサー法を用いたNa+、K+、Ca2+、Mg2+陽イオンの風化放出速度の見積りは、堰法を用いた場合よりも、測定できない流域からの深部漏出あるいは地下水貯留量の変化に一般に影響されにくいことがわかった。塩化物トレーサー法を用いれば、森林の栄養循環の研究において、風化速度の見積りを現在よりもっと頻繁に行うことが可能である。風化速度は4つの森林流域で測定され、いずれも、年間降水量は最高約2000mmで、NSWのWauchope近くのMount
Boss State Forest内に大部分は位置する。森林は雨林と湿潤堅木林の混合林であり、その一部は伐採後に再生している。斑状流紋岩質石英安山岩がいずれの流域でも基盤岩であり、赤色と黄色の酸性土壌(Dystrochrepts)を生成している。流水の陽イオン:塩化物比は時間とともにほとんど変動せず、流量に対する何らかの依存性もほとんど見られない。“手づかみの”試料が風化速度の概算に使えるだろう。Mount
Bossで採取した試料からの主要流域における平均風化放出速度は、Na、K、Ca、Mgに対してそれぞれ10.4、5.3、6.0、2.2
kg/ha/年であった。Naの放出量から計算した同流域の平均岩石風化速度は450kg/ha/年で、Caからだと340kg/ha/年であった。塩化物トレーサー法による風化速度の見積りに対する森林再生の影響についての理論的解析から、真の岩石風化速度はこれらの2つの数値の間にあるはずで、400kg/ha/年であるということが示される。』
1. Introduction
2. Theory
2.1. Development of error relationships
2.2. Deep seepage
2.3. Change in storage of groundwater
2.4. Other fluxes and changes in ecosystem storage
3. Materials and methods
4. Results and discussion
4.1. Cation weathering release rates
4.2. Rock weathering rates
5. Conclusions
References