森林総合研究所関西支所では、土壌中のイオウ分析法を新たに考案し、日本に広く分布する火山灰土のイオウの蓄積実態を調査しました。この調査で、日本の火山灰土は欧米の土壌の数倍ものイオウを貯めており、そのイオウは火山灰の風化産物と結合し酸性にならないことが分かりました。
　　近年大陸からの越境大気汚染が話題になっています。欧米では酸性雨により土壌の酸性化が進んだと言われていますが、日本では欧米並みの酸性雨が降っているにもかかわらず、土壌の酸性化はあまり進んでいません。日本の森林土壌は多かれ少なかれ火山灰が混入しているので、火山灰の風化産物がイオウを取り込み安定化する能力が欧米の土壌より高いためと考えられます。ただし日本でも、火山灰の影響が少ない地域では、土壌の酸性化が進む可能性があります。この研究結果により、火山灰の風化産物の量を調べることで土壌酸性化の起きやすさを測ることが可能になることが分かりました。

　　予算：科学研究費補助金No.17780050「森林土壌におけるエステル硫酸イオウの保持機構の解明」

　　酸性雨の原因物質のひとつであるイオウは、石油などの化石燃料に含まれており、その燃焼によって大気中に多く放出されてきました。近隣諸国の経済発展が著しい現在は、越境大気汚染によるイオウの飛来量の増加が懸念されています。汚染された大気の中でイオウは雨に溶け、硫酸イオンの形で地上に降り注ぎます。土に入った硫酸イオンは土の粒に付着したり、植物に吸収されたりして、土壌の中を移動する水の中から除去されます。すると同時に酸も消えるので、土壌の酸性化はイオウ保持力の強い土では進みません。しかしイオウを保持する力が弱い土では、大気から供給されたイオウは土壌水に溶けて速やかに渓流に流出します。このときイオウはカルシウムやマグネシウムといった養分を土から持ち去るので植物の養分欠乏症を引き起すとともに、土を酸性化して有害なアルミニウムを溶かし植物にダメージを与えます（図１）。欧米で1970年代から問題になっている森林衰退の中には、このような土壌の酸性化による養分の枯渇やアルミニウムの溶出が原因ではないかと考えられているケースがあります。大気から土へもたらされるイオウ量は、日本では1ヘクタール当たり12kg程度で欧米の量と大差ありませんが、日本では2000年代に入ってからも一部の渓流水等を除き渓流水・湖沼の酸性化は報告されていません。日本の森林土壌の多くは火山灰を含んでいると言われますが、火山灰が混入した土は酸を消す力が強いために、日本では欧米と比べ酸性雨による被害が出にくいと考えられています。そこで土が酸を消す機能のひとつであるイオウを保持する仕組みを火山灰土で探りました。

　　土が貯留するイオウの総量はこれまでにも報告例がありますが、土の中に安定して長く留まることができるイオウ成分である「土の粒の中に侵入している硫酸イオン（図２）」と「“金属と結合しているため、なかなか分解しない有機物”の中に入っているイオウ」についてはどのくらい土の中に含まれているのか分かっていませんでした。そこでこれらを分けて分析できる方法を考案し、火山灰土に貯まっているイオウ量とその量を規定する土壌成分を明らかにしました。用いた土壌は1kg当たり総量540〜2,240mgのイオウを含み、欧米の森林土壌のイオウ含量（通常、数十〜数百mg程度）に比べはるかに多いことが分かりました。林地面積1ヘクタール当たり（表層から1m深まで）に蓄積していたイオウ量に換算すると、酸性雨による森林被害が最も早く見つかったドイツでは1〜4トン程度であるのに対し、本研究で対象とした関東地方の森林土壌では最大9トンにもなりました（図３）。つまり用いた土壌は火山灰を含まないドイツの土壌の数倍ものイオウを保持していることが明らかになりました。また保持されていたイオウの1割は土の粒の中に侵入している硫酸イオン、2〜3割は金属と結合している有機物中のイオウであることが分かりました。イオウの蓄積量は火山灰土が多く含んでいる遊離酸化物の量に依存していました。従って、日本の火山灰土は、遊離酸化物の含量が多いためにイオウを安定的に保持する力が高く、多量の酸を消去することが可能であると考えられます。