『Abstract
A laboratory study was performed to simulate field weathering
and nitrogen release from bedrock in a setting where geologic
nitrogen has been suspected to be a large local source of nitrate.
Two rock types containing nitrogen, slate (1370 mg N kg-1)
and greenstone (480 mg N kg-1), were used along with
saprolite and BC horizon sand from solids derived from these rock
types. The fresh rock and weathered material were used in batch
reactors that were leached every 30 days over 6 months to simulate
a single wet season. Nitrogen was released from rock and soil
materials at rates between 10-20 and 10-19
mol N cm-2 s-1. Results from the laboratory
dissolution experiments were compared to in situ soil solutions
and available mineral nitrogen pools from the BC horizon of both
soils. Concentrations of mineral nitrogen (NO3-
+ NH4+) in soil solutions reached
the highest levels at the beginning of the rainy season and progressively
decreased with increased leaching. This seasonal pattern was repeated
for the available mineral nitrogen pool that was extracted using
a KCl solution. Estimates based on these laboratory release rates
bracket stream water NO3−N fluxes and changes
in the available mineral nitrogen pool over the active leaching
period. These results confirm that geologic nitrogen, when present,
may be a large and reactive pool that may contribute as a non-point
source of nitrate contamination to surface and ground waters.
Keywords: Weathering; Non-point source pollution; Biogeochemistry;
Soils; Nitrogen; Sierra Nevada』
『地質的な窒素が硝酸塩の大きな局所的供給源であると推測されている環境において、野外風化と基盤岩からの窒素放出をシミュレートするために、実験的研究を行った。窒素を含む2種類の岩石、粘板岩（1370 mg N/kg）と緑色岩（480 mg N/kg）が、これらの岩石に由来する固相からのサプロライトとBC層砂とともに用いられた。新鮮な岩石と風化した試料はバッチ反応器に使われ、一湿潤期をシミュレートするために6ヶ月にわたり30日間ごとに浸出された。窒素は岩石および土壌試料から10-20〜10-19モルN/cm2/秒の速度で放出された。室内溶解実験の結果は、両方の土壌のBC層からの現位置土壌溶液および有効な鉱物窒素プールと比較された。土壌溶液中の鉱物窒素（NO3- + NH4+）濃度は雨期の初めに最高レベルに達し、浸出が増加するとともにしだいに減少した。この季節的なパターンはKCｌ溶液を用いて抽出された有効な鉱物窒素プールに対して繰り返された。これらの実験による放出速度に基づいた見積もりは、河川水のNO3−Nフラックスと、活発な浸出期間における有効な鉱物窒素プールでの変化を一括している。これらの結果は、地質的な窒素が存在する場合は、表流水と地下水への硝酸塩の汚染の非点状供給源として寄与するであろう大規模で反応性のプールである可能性を確かめている。』
1. Introduction
2. Study area
3. Methods
4. Results and discussion
4.1. Field nitrogendynamics
4.2. Laboratory nitrogen release experiments
4.3. Comparison of field and laboratory nitrogen release rates
5. Conclusion
Acknowledgements
References