北海道中山第2湿原での花粉分析と加速器質量分析 (剛S

北海道 中山第 2湿原での花粉分析 と加速器質量分析 (
AMS)
法 1
4
C年代側定
星野 フサ *
1･中村俊夫 *2
*1 北海道大学総合博物館 〒06
0
081
0 札幌市 中央 区北 1
0条西8丁 目
(
自宅)TEI
Ol
l
5
8
3
83
08, f
us
a
@d2.
di
on.
neJ
p
*
2 名古屋大学年代測定資料研究セ ンター
〒4
6
401 名古屋市千種区不老町
は じめ に
･
･
･
I･
･
･
/
調査地点 は右 に示 した3つの湿
原の うちk妃.
2(
第二湿原)海抜
87
0mの地点である｡
すで に星野 ほか (
1997)で花
粉分析 の概略 を述べて いるが､追
跡調査 の結果分か った ことを記述
する こととす る｡
中山湿原 の現在 の気象 につ いて
は北海道 開発房土木扇壷所中山濠 レ
観測所で昭和61年か ら平成3年 に
わた る6ヶ年の観測値 によると､
平均気温 は3.
9oC､年平均降水量
は1
097.
2mm､最大積 雪深は昭
緯度
u
山
i 地点
山
中
和63年3月の305
c
mである (
喜
茂別 町 (
財)林政総合調査研究所､
1
992)0
本湿原はアカエ ゾマツ高木林に
取 り囲まれてお り凹地形面に発達
した面積 lhaはどの小規模な湿原
である｡湿原の代表的群落はミヤ
マイヌノハナヒゲーワタミズゴケ :
I:25,
000
997)0:
警告- 1
･
,
.
.
.
】
1
- ___エ
群集である (
橘 ･富士田､1
経度
花粉分析
試料 の処理後 の検鏡はZ
e
i
s
sアキ シオスコープ光学顕微鏡 を使用 し､ 1
00
0倍で微分干渉装置 を
91には十分な花粉 を含んで いなかった｡ この調査地点
使用 して花粉 を同定 した｡試料番号4
の層相 の変化は花粉 ダイアグラムの左側 に柱状図 として､ また花粉組成は柱状図の右側 に表示
した｡
数えた樹木花粉数 hP)については星野 (
1
9
9
4
b)を考慮 し､ 1試料 について安定 した環境が
00
個以上 と､環境変動が不安定な場合 は2
0
0
個以上 とした (
花粉 ダイアグラム
予測 され る場合 1
の試料番号 に下線 を付 けた ものは2
0
0個以上である) ｡ 各樹木花粉 の表示 は､ 同定 した樹木花
粉総数 を基数 として百分率 を求め,さ らに各非樹木花粉 ･胞子の表示 については,同定 した全
-9
1
-
ての花粉 ･胞子の総数 を基数 として百分率 を求めた.花粉帯 としては下位 よ りN2-1-N2-6の6
花粉帯 を設定 しN2-4とN2-6はさ らに細分 し亜帯 を設定 した(
a､b)
0
加速器質量分析 (
AMS)
法による1
4
C年代測定
試料は蝕 U
S
が20%を超える連続 出現か らほぼ消滅 に変わる試料番号 512を測定試料 として
最初 に選定 した｡ この泥炭質土壌 に含 まれている植物片は微細す ぎて手作業で分取できなかっ
たため､土壌試料全体 に含 まれる有機態炭素約 25mgを中村 ･中井 (
1988)､
Ki
t
agawa,
et
a
l
.(1993)によって分析 した (
表1
)0
追実験用 にヒブシサマールの温暖な時期 に先立つ温暖期の始 ま りを示す試料番号488､晩氷
期の針葉樹n'
c
eaが完全 に消滅 した時期であ りまた水生植物のNu
phaの連続出現の終了期であ
る467､奇妙な出現傾向を示す fY
c
eaの出現開始直前の364の 3試料 を選定 した｡ これ ら3試料は
タデ トロン2号機 によ り結果 を入手 した (
表2
)0
表 1 泥炭質土壌試料か ら分離 された植物細片 と有機態炭素の ∂1
3
Cp
DB
値および14C 年代値
Tabl
ei 1
4
Ca
gesa
n d 61
3
Cp
DB va
luesobt
a
i
ned f
orpl
n tf
a
r
agment
sa
nd
s
oi
lor
ga
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r
om peat
ys
oi
ls
a
mpl
es
地点名
しっ
C
.
2
試料 試料深度
番号 (
c
m)
試料材質
_
5
1
2 4
5
2
有機態炭素
泥炭中の
試料の量
(
mg)
前処理後
土壌 :1
2
の
.
2
4
COZの回収
炭素安定
同位体比
量 (
収率)
61
3
Cp
DB(‰)
2
(
1
.
2
8
8
.
6
m
%
g
)
C
2
9
.
0
1
4
C
(
y
年代
r
sB
値
P)
*
(
±1cr)
測定コー ド
番号
1
0
8
3
0±1
1
0
**r
m A4
1
2
0
4
Cの半減期 として 5
,
5
6
8
年 を用 い,西暦 1
9
5
0
年か ら遡った年数で示 してある.誤差 は
*
)1
ones
i
g
ma(
1c
T
) を示 した.
**)炭素同位体分別の補正が 行 ってある.
表2
コ試 料 採 取 試 料 番 試料 の種 ∂1
3
Cp
D
B1
4
Ca
ge
亡
:
場所
I
:
:
コ
7ヲ
類
(
pem i
l
)(
yrBP)
1 中山 LOc
.
2No.
36
4泥炭土壌 -26.
2
2No.
467泥炭土壌 -27.
1
2 中山 Loc.
1
4
C 年代を暦年代に較正 した年 測定 コ-
代
下段:
上段(
S:
t
士1
u
暦年代較正値
b
i
V
r
0の暦年代範囲
o
e
b
ra
e
b
t
i
l
l
a
i
t
,
y
1
)
998)*
460±20 Ca
lBP52
1
2
1
-503(
1
00%)
(
ド
N
)
番号
UTA2
-597
8500±30 Ca
lBP952
13
5
9
,
94
59
0
1
2
5
6,
(
4
5
9
0
9
5.
0
9
1
1
%) -598
注意事項
01
4
C年代値は yrBPの単位で､西暦 1950年か ら過去へ遡った年代値で示されます.
1
4
Cの半減期 として､国際的に用いられている Li
bbyの半減期 5,
568年を用いて 1
4
C年代値を算
出しました.
9
2
-
-
〇年代値の誤差は o
nes
i
gma (± 10;1標準偏差)を示しました.これは､同じ条件で測定
00回繰 り返したとすると､測定結果が誤差範囲内に入る割合が 6
8回である事を意味します.
を1
誤差を表示の 2倍 (
±20;2標準偏差)にとると､誤差範掛 こ入る割合は 95回にな ります.
0∂1
3
Cp
DBを用いて炭素同位体分別の補正を行いました.
o*
)
1
4
C年代値から暦年代への較正は､樹木年輪についての 1
4
C濃度測定か ら得 られた較正デー
NTCAL981
4
C年代一暦年代較正データと Ra
di
oc
a
r
bo
nCa
l
i
br
a
t
i
o
n
タを用います.ここでは,I
4(
St
ui
ve
r
,M.
a
ndRe
i
me
r
,P.
J.
,1
993,Ra
di
oc
a
r
bon,35,
p.
21
5-230.
)を用い
pr
o
gr
m Re
a
v3.
て較正を行いました.
4
C年代値が,1
4
C年代値一暦年代較正曲線と交わる点の暦年代値,および真の年
o*)
暦年代は,1
代が入る可能性が高い暦年代範囲で示されます.また,其の年代が､表示されたすべての範囲の
8% (10) です.年代範園の後に示された確率は､6
8%のうちで､さ ら
どれかに入る確率が 6
に特定の年代範囲に入る確率を示 します.
結果 と考察
各花粉帯の主なAP (
樹木花粉) とNAP (
非樹木花粉 ･胞子)の特徴 を加速器質量分析
(
AMS)
法による1
4
C年代測定の結果 を添えて以下 に示す｡
1
)N2-1
花粉帯 (
試料番号5
25-51
6)
円c
ea (トウ ヒ属),n'
nus(
マツ属-ハイマツ) とBet
ul
a(
カバ ノキ属)が多 く2%ほ
AP:｣
Hi
x(
カ ラマツ属)が連続 して出現す る｡
どのL
NAP:Cyper
ac
eae (
カヤツ リグサ科) とArt
e
ml
'
s
l
'
a(
ヨモギ属)がやや多 く､最下部で
1.
7%のSel
a
gl
'
nel
l
as
e
l
a
gl
'
nol
'
des(
コケスギ ラン)が産 出す る｡Spha
gnum (
ミズゴケ)が
少量産出する｡
氷河期の寒冷な環境であった｡
2)N2-2花粉帯 (
試料番号51
4-488)
AP:.
円c
e
aとBet
ul
aが多い｡EY
nus
が急減す る51
2のAMS11
4
C年代測定結果 は1
0830±
11
0yr
BP(
NUTA4120)
であ り､最上部の48
8では8935±30yr
BP(
NUTA2-596)
であった｡
NAP:Nupha(
コウホネ)な ど抽水植物が散点的に出現す る｡
N2-1
帯の環境 に比べ少 し緩和 されたが寒冷である｡ ここは峠 に近接 した山地斜面で河川は
存在せず飛来の可能性な く花粉形態の特徴が明瞭なNupha の存在 は降水量の増加 を物語 っ
ている｡
3)N2-3花粉帯 (
試料番号486-47
6)
AP:Quercus (ミズナ ラ)が増加 を始め最上部476では35%となる｡ この とき｣
円c
eaは1%で
ある｡ これは温暖な時期が存在 した ことを物語 っている｡連動 して本地域周辺 に存在 しない
Jugl
ans(
オニグル ミ)が増加す る.N2
-2と同様 にBet
ul
aが優勢であるが上部で減少す る.
NAP:抽水植物がやは り散点的に出現す る ことか ら降水量の増加は続いていた ことがわか
る｡
4)N24花粉帯 (
試料番号475-45
8)
AP:
Abl
'
es
が増加 し3.
5%となる部分があるが この少量連続出現 は458までである｡ QueTCuS
は減少 した｡Bet
ul
aが多 く次 にJugl
ansとUl
mus(
ニ レ属)が多 い｡E
Y
c
eaはほぼ消滅 した
-
93-
磨
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n
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AMS
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1
0
.
0
.
467でのAMS-1
4
C年代測定の結果は8500±30
yrBP (
NUTA2-598)
で､降水量の多い環境は
4は晩氷期か らヒブシサマールの温暖期に移行するときに北緯43度
ここ467で終了する.N2
の亜高山帯がた どった環境の変化､すなわちBet
ul
aが優勢で降水量の多い環境が存在 した こ
とを物語っている｡
NAP:NuphaTが連続出現す るのはm'
c
e
aがほぼ消滅 した467までで､ ここまでをN2
4l
aと
する｡
5)N2
-5花粉帯 (
試料番号456-3
66)
cusが長期にわたって優勢で6
3.
4%に達する部分 もある.Bet
ul
aは減少傾向を示
AP:Quer
l
e
xがやや多い部分がみ られるのは北海道の植生観察で低地のやや小高い所のミズナラ林
しI
c
ea
にイヌツゲなどを交えているのをよくみかける.さらにヒブシサマールの温暖期の ころn'
が本地域 に存在 しなかった ことが読み取れる｡36
4でのAMS-1
4
C年代測定の結果は460±
)
であった｡
20
yr
BP (
NUTA2-597
NAP:Cype
r
ac
e
aeがやや多い傾向が続いていく｡
6)N2-6花粉帯 (
試料番号36
3-3
41
)
AP:n'
c
e
aは最下部3
63で21.
3%の突然の大量出現をしたが除々に減少する.Bet
ul
aの産出
傾向はこれまでの産出傾向とは違った不 自然さを読み取ることができる｡ とくに3
48以降の
Bet
ul
aの急増が示す傾向は特異的であ り､N2
16
bは産業革命などの人間による環境破壊 を反
映 しているかもしれない｡
Nj
W :Sphagnum (
ミズゴケ)が少量出現する｡
すでに述べた通 り､調査地点はアカエゾマツ高木林 に取 り囲まれた面積 lhaほどの小規模
な凹地形面に発達 した湿原であ り､現在の年平均気温は3.
9 Cである｡ しか し､まった く予
測できない過去 に起きたできごとを提示 している｡
Loc.
1(
第一湿原､標高87
0m)で､n'
ce
aは1
8
40
yr
sBP以後徐々に増加 している (
星野は
か､1
997) ことと比べて､b c.
2のようなn'
c
e
aの減少傾向は今の所､他の地点にはあまり
み られない.Bet
t
1
1
aの表層で急増する傾向はすでに金川他 (
2001
)によ り解明された羊蹄山
ul
aが増加するのは陽樹の彼等が温暖化 に衰退 した樹木の
山頂､寿都において見 られる｡Bet
o
甚ノ
間に拡大 していると読み取れるのであるO
最後に花粉分析 と詳細な年代測定を可能にするAMS1
4
C年測定を組み合わせる事 によって こ
れまでにたどってきた北緯43度の多雪地域の現存植生の成 り立ちの一例をここに詳細に提示
することができた｡
まとめ
1. グイマツが晩氷期にハイマツ群落 とともに存在 していた｡ この中にSel
agl
'
ne
l
l
a
nus
の消滅期は､1
0830±11
0
yr
sBP(
NUTA1
41
20)であっ
s
e
l
agl
nol
'
desを伴っていた｡n'
た｡
2. Que
I
･
CuSはミズナラと考え られ､ ヒブシサマール以前に1
度拡大 した時期があった｡ この拡
大は8
935
yrBP以後である｡ しか し､ この拡大は-担停止 した｡温暖化の戻 り (
単純に温度
が上昇するのではな く)があった ことになる｡ この減少期 (
小寒冷期)はJugl
ansやNuphar
が多 く存在 し水環境 (
降水量)の増大期であった ことを示す｡今回の調査地域は峠に続 く亜
高山の 山地斜面であり本地点周辺に大きな氷河が存在 しない北海道の亜高山地域においては
周辺か ら大量の水の流入は不可能である｡ 天 (
空)か らの降水によって抽水植物の生存が保
証された と考え られる｡降水量が増大 した時期はN2
-2､N2
-3そ してN2
4aである｡ この高
-
9
5-
い降水量の洗礼を受けた後にやや寒冷な時期が訪れそのあとにヒブシサマールの温暖期が く
る｡
3. N2-6a花粉帯が終了する後 にn'
ce
aが増加 しない原因は人間活動の可能性がある｡
Bet
ul
aは陽樹であるか ら彼等に都合の良いパイオニアとして増加できる環境 (
温暖化の影
響)が部分的に実現 しているので拡大 している (
Bet
ul
a花粉の増加) と読み取れる｡
謝辞
最初 に､ 日頃よ り花粉分析の研究を進めるにあた り御指導をいただいている北海道大学総
合博物館高橋英樹教授に対 し心よ り感謝を申し上げたい｡また､使用 した トーマス型ポー
ラーは､国際 日本文化研究セ ンター安田害意教授か ら寄贈されたものである｡湿原の調査
は､北方山草会の高野英二 ･洋子御夫妻､高野秀樹氏､谷口正美氏､窪田和博氏 とその友人2
名の御協力による｡高野氏御一家 と谷 口正美氏には､許可申請な らびにリヤカー貸与等諸々
の協力をいただいた｡北海道立理科教育セ ンター地学研究室長高橋文明氏は北方山草会の高
野英二 ･洋子御夫妻 と出会 う機会を与え られた｡花粉分析の器具の一部は､札幌第一高校萩
原法子教諭の御協力による｡喜茂別町役場企画振興課宮崎英伸氏は中山峠の気象資料を送っ
ていただいた｡北海道の現存植生の観察は､北海道植物友の会巡検主催者各位の御指導によ
る｡ トウヒ属の現生花粉は林木育種セ ンター北海道育種場丹藤 修課長に御寄贈いただい
た｡グイマツの現生花粉は北海道大学付属植物園に御寄贈いただいた｡光学顕微鏡による観
察は､札幌静修高校関係者各位の御好意による｡斎藤報恩会博物館竹内貞子博士は花粉分析
について 日頃よ り励ましをいただいている｡本研究の一部は､文部省科学研究費重点研究
｢
文明と環境｣によってお こなわれた｡以上の方々に対 しここに記 して深 く感謝申し上げ
る｡
引用文献
星野フサ (
1
994b)わ く法による現存植生と表層堆積花粉の関連性について一石狩平野西部
1) :25
-37
月ケ湖南西岸の場合-. 日本花粉学会会誌､40 (
星野フサ ･中村俊美 ･近藤錬三 ･前田寿嗣 (
1
997)加速器質量分析 (
AMS)
法による l
l
C年代測定 に基づ く晩氷期以降の植生変遷一喜茂別町中山湿原 (
c
a.
43oNの亜高
山帯)の場合一 日本第四紀学会講演要旨集27. 日本第四紀学会､ 東京
喜茂別町 (
1
992)森林総合利用調査報告書｡ 1
09p､喜茂別町 (
財)林政総合調査研究所
1
988)放射性炭素年代測定法の基礎-加速器質量分析法に重点をおい
中村俊夫 ･中井信之 (
06
て-.地質学論集､29:83-1
橘 ヒサ子 ･富士田裕子 (
1
997)中山湿原の植生.財団法人自然保護助成基金 1994 ･1
北海道の湿原の変遷 と現状の解析一湿原の保護を進めるため
995年年度研究助成報告書 ｢
に-｣ 財団法人自然保護助成基金1
99-202
｡
-9
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