東北海道における火山灰土の凍結と融解 (II) : 皆伐跡ササ地およびカラマツ新植造林地における土壌の凍結と融解

Abstract

林床植生やリタ一層などによる地表被覆が土壌の凍結にあたえる影響を調べるために, 裸地 (観測点p_1), 皆伐跡ササ地 (観測点p_2) およびカラマツ新植造林地 (観測点P_3) において, メチレンブルー式凍結深度計を用いて, 土壌の凍結深度および融解深度の観測を行った。観測は, 根釧内陸部 (東北海道) に所在する京都大学農学部附属北海道演習林 (標茶区) 第9林班内において, 1977 - 1978年および1978 - 1979年の冬季に行った。観測結果をまとめると次のようになる。1) 季節凍土の初日は, 第1年度には3観測点でほぼ同時であったが, 第2年度では皆伐跡ササ地で他の2観測点よりも1週間程度おくれた。2) 凍結の侵入速度は, 裸地・カラマツ新植造林地・皆伐跡ササ地の順に小さくなり, 凍結侵入の停止は, 2ヶ年とも3観測点でほぼ同時であった。3) 各観測点での最大凍結深度は, 第1年度には, 裸地で44. 0cm, 皆伐跡ササ地で24. 0cmおよびカラマツ新植造林地で37. 5cmであり, 第2年度には, それぞれ54. 5cm, 31. 5cmおよび46. 0cmであった。4) 裸地と比較すると, 皆伐跡ササ地では20. 0cmおよび23. 0cmも最大凍結深度が浅く, カラマツ新植造林地においても6. 5cmおよび8. 5cm程度は最大凍結深度が浅かった。5) 凍土層の融解は, 3観測点とも, まず積雪下で凍土層の底部から始まり, 根雪の消失後は地表面からも進んだ。6) 凍土層底部からの融解は地熱によるものであるが, その速度は全融解期間を通じでほぼ一定で1 - 2mm/day程度であり観測点間の差は認められなかった。7) 地表面からの融解速度は, 裸地・カラマツ新植造林地・皆伐跡ササ地の順に小さくなり, 季節凍土の終日は, 同ーの順序でおそくなった。8) 裸地における凍結深度X_1. fと皆伐跡ササ地における凍結深度X_2. fおよびカラマツ新植造林地における凍結深度X_3. fとの間には, それぞれ, X_2. f=-30+√<30_2×X_2_1. h> X_3. f=-8+√<8_2+X_2_1. f> の関係があり, また, 裸地における融解深度X_1. tと皆伐跡ササ地における融解深度X_2. tおよびカラマツ新植造林地における融解深度X_3. tとの間には, それぞれ X_2. t=-45+√<45_2+X_2_1. t> X_3. t=-12+√<12_2+X_2_1. t> の関係があった。

It is wellknown that any type of ground cover reduces the depth of frost penetration. However, very few studies have been made to determine the actual extent by which a ground cover soil freezing and thawing. In this report, the author deal with some investigations on the penetration of soil freezing and thawing in a bare ground, in a grassland (Sasa nipponica) and in a brushcutting area. This investigation was carried out in Kyoto University forest in eastern Hokkaido (lat. 43°01', long. 143°58', alt. 35-140m) during winters of 1977-78 and 1978-79. The results obtained from this investigation were as follows; 1) In both winters, the maximum depths of frost penetration were extremely greater in a bare ground than in a grassland (Sasa nipponica) and the defferences were more than 20cm. 2) The maximum frost depths did not vary a great deal between the bare ground and the brush cutting plots. 3) The depth of frost penetration (X2) into the soil covered with a heat insulating material might be presumed from the following equation, [Figure omitted] where X1 is the depth of frost penetration in a bare ground and S is a equivalent depth of frozen soil to a thickness of a heat insulating material in heat conduction.