本文根據森林研究與整備機構森林綜合研究所科研成果發佈資料編譯而成
日本國立研究開發法人森林研究與整備機構森林綜合研究所調查了遭到放射性污染的洋菇原木——枹櫟萌生林，發現土壤中的交換性鉀含量是決定枹櫟當年枝條放射性銫吸收情況的主要因素。
已知土壤中的交換性鉀具有抑制農作物和栽植樹木吸收放射性銫的效果。爲明確土壤因素對洋菇原木林枹櫟吸收放射性銫的影響，在遭到的放射性污染相同的地區，森林綜合研究所對34處枹櫟萌生林的當年枝條和土壤進行了調查。在當年枝條成長旺盛的部位，鉀和銫的濃度會升高，所以研究人員將其作爲從土壤中吸收放射性銫的指標。
調查發現，決定枹櫟當年枝條的放射性銫吸收情況的主要因素是土壤中的交換性鉀的含量。土壤中的交換性鉀會大大影響枹櫟對放射性銫的吸收，因此在放射性污染地區應答可用原木林時，可以利用土壤中的交換性鉀的資訊。
背景
以阿武隈地區爲中心，福島縣一直在積極培育用於栽培洋菇的原木，還向其他縣供應了大量原木。但2011年3月東京電力福島第一核能電廠發生事故，原木林也遭到了放射性銫的污染。事故後的初步調查結果顯示，要想栽培低於食品的放射性物質基值100Bq/kg的洋菇，需要使用放射性銫含量低於50Bq/kg的原木。因發現原木中的放射性銫超過50Bq/kg而停止原木生產的地區不僅僅是阿武隈地區，還涉及到了福島縣周邊的縣。原木洋菇生產商採取了從包括西日本在内的其他縣訂購原木等的措施，以努力恢復原木洋菇栽培，不過，「希望使用當地原木」的願望非常強烈。爲了滿足這個願望，研究人員調查了用來生產原木的代表性樹木品種枹櫟的當年枝條與土壤的化學成分和放射性銫含量的關係。
内容
此次調查於2016年至2017年冬季在洋菇原木的主要產地——福島縣田村市都路町實施（圖1）。在發生核能電廠事故後伐採更新的34處枹櫟萌生林，調查了含放射性銫的5cm深處土壤的化學性及放射性銫137（以下簡稱「銫137」）與枹櫟當年枝條中的銫137濃度之間的關係（圖2）。關於土壤的化學成分，除了已知能抑制放射性銫吸收的交換性鉀外，還測量了交換性鈣、交換性鎂和pH值。銫137測量了地下5cm深處的總含量和交換性銫137的含量。從土壤中吸收到樹木活體內的銫往往會積聚在成長部位。因此，森林綜合研究所把成長旺盛的當年枝條中的銫137濃度作爲銫137的吸收指標進行了調查，調查在枝條停止成長、銫137濃度穩定的冬季實施。
圖1：34處洋菇原木林調查區的位置（綠色圓點）與銫137沉積物量的分佈
（沉積物量資料來自放射線量等分佈地圖等比增大網站/國土地理院地圖和原子力規制委員會，截至2012年6月28日的資料。中間的藍色線内是福島縣田村市都路町）
圖2：洋菇原木林調查區内的枹櫟萌芽株（左），當年枝條（右上）與萌芽株附近0～5cm深處的土壤採樣（右下）
在幾十米見方的一個調查區，調查5枝枹櫟萌芽株。右上方的照片中，中央用紅色虛線標示的較粗枝條爲上年的枝條，其餘全部是當年枝條。當年的枝條上帶有冬芽（圓圈内）。
對枹櫟當年枝條中的銫137濃度產生顯著影響的是土壤中的交換性鉀和交換性銫137的含量（圖3、4）。其中，交換性鉀的含量產生的影響尤其大，調查發現，交換性鉀含量比較多的話，枹櫟當年枝條中的銫137濃度就會比較低（圖3）。在銫137的總量爲50～70kBq/m2、污染程度相同的兩個調查區，土壤中的交換性鉀含量爲1.0g/m2的調查區，當年枝條中的銫137的濃度爲6300Bq/kg，而交換性鉀含量爲6.4g/m2的調查區，當年枝條中的銫137的濃度爲39Bq/kg，只有前者的1/160左右。另外還發現，土壤中的交換性銫137含量較多的地點，枹櫟當年枝條中的銫137濃度偏高，該結果表明，較之於土壤中的銫137的總量，枹櫟對銫137的吸收受交換性銫137含量的影響更大（圖4）。
圖3：5cm深處的土壤中的交換性鉀的含量與枹櫟當年枝條中的銫137濃度的關係
圖形以兩條對數軸呈現，大刻度之間相差10倍。土壤中的交換性鉀含量比較多的話，當年枝條中的銫137濃度就會比較低，在兩條對數軸圖上觀察到負相關。
圖4：5cm深處的土壤中的交換性銫137的含量（左）及銫137的總量（右）與枹櫟當年枝條中的銫137濃度的關係
圖形以兩條對數軸呈現，大刻度之間相差10倍。較之於土壤中的銫137總量，當年枝條中的銫137濃度與交換性銫137的含量之間的關係更明顯。
未來展望
本次研究發現，在枹櫟萌生林中，交換性鉀會大大影響放射性銫的吸收，這一發現將爲判斷放射性污染地區的可用原木林提供重要線索。即使是原木中的放射性銫超過50Bq/kg的地區，如果土壤中的交換性鉀含量比較多，則核能電廠事故後伐採更新的枹櫟中的銫137濃度也可能低於50Bq/kg。如果能有效發現這樣的林地，就有望重新恢復原木林的利用。因此，森林綜合研究所目前正在研究林地坡面土壤中的交換性鉀的分佈特性。
論文資訊
題目：Relationship between the concentration of 137Cs in the growing shoots of Quercus serrataand soil 137Cs, exchangeable cations, and pH in Fukushima, Japan
期刊：Journal of Environmental Radioactivity
DOI：10.1016/j.jenvrad.2020.106276
研究成果發佈資料
編譯：JST客觀日本編輯部
