東北海道における火山灰土の凍結と融解 : 1. 畑地土壌の凍結状況の季節変化

Abstract

火山灰地帯における畑地土壌の凍結状況に関する観察結果を報告し, 観察結果から得た自然積雪下での最大凍結深度の推定方法について述べる。観測は, 根釧内陸部 (東北海道) の標茶町に所在する京都大学農学部附属北海道演習林の苗畑において1975 - 76, 1976 - 77, 1977 - 78および1978 - 79年の冬季に行った。観測地点の海抜高は, 約25mである。観測結果は次のとおりである。1) 日最低気温が氷点下になると (10月下旬), 地表面に霜柱が発生した (第3図)。2) 季節凍土は, 11月下旬あるいは12月上旬に始まり, 第1, 第2, 第3年度には4月下旬に, また, 第4年度には5月中旬に完全に消失した (第2表および第4図)。3) 最大凍結深度は, いずれの年度も3月上旬に発生し, それぞれ32. 5cm, 48. 0cm, 44. 0cm, 54. 5cmであった (第2表)。4) 季節凍土の期間は, 第1年度の143日間から第4年度の179日間までさまざまであった。5) 凍土層の融解は, まず積雪下で地下部から始まり, 根雪の終日以後は地表面からも進んだ (第4図)。6) 凍土層の融解は, 地中の凍土層が完全に消失するまで, 凍土層の上下両面から進んだ。7) 積雪が15cm以上になると, 凍結の進行速度は極端に小さくなった (第4図)。8) 自然積雪下での最大凍結深度は, Xmax=2. 6√<F(15)> (ここで, F (15) は, 積雪15cm深日までの積算寒度値である) によって推定することができる。

The seasonal aspects of the freezing and thawing of the volcanic ash soils were observed in the plowed field during the winters of 1975-76, 1976-77 1977-78 and 1978-79. The observations were made in the nursery in Hokkaido Experimental Forest Station of Kyoto University, Shibecha, in eastern Hokkaido, at an elevation of about 25m. The results obtained were as follows; 1) The daily minimum air temperature had descended below the freezing point at late October, the ice filaments were observed on the ground (Fig. 3). 2) The continuous frost began to penetrate in late November or early December and emerged completely from late April in the first, second and third winters to mid-May in the fourth winter (Table 2 and Fig. 4). 3) The maximum frost penetrations occurred in early March in every season and were 32.5cm, 48.0cm, 44.0cm and 54.5cm, respectively (Table 2). 4) The period during which the soil was continuously frozen varied from 143 days in the first winter to 179 days in the fourth winter (Table 2). 5) The thawing of the frost took place from the subsoil up prior to the melting of the snow cover, and the frozen soil began to emerge from the soil surface after the snow cover had disappeared (Fig. 4). 6) The frozen soil thawed out from both the bottom and top until the frost had completely disappeared. 7) When the snow cover had accumulated more than 15cm, the frost penetration was retarded extremely (Fig. 4). 8) Under the undisturbed snow cover, the maximum frost depth (Xmax) might be presumed from the following equation (Eq.4), [Figure omitted], where F(15) is Freezing Index Value on the occasion of the 15cm snow cover.