Modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish using satellite altimetry data

• Project/Area Number: 19J01838
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 森 麻緒 東京海洋大学, 学術研究院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: ライギョダマシ / 粒子追跡 / 卵・仔魚輸送 / 東南極海 / 海氷-海洋結合モデル / 衛星 / GPS搭載漂流ブイ

Outline of Research at the Start

ライギョダマシは南極生態系において大型捕食者の主要エネルギーであり、商業的価値・需要が高いため厳しく漁業制限が設けられている一方で、海氷域で繁殖するため冬季海氷域における「卵・仔魚の輸プロセス」およびその「生存パターン」の実態は現場観測の難しさからいまだに不明である。しかしながら、これらの把握は種の適切な資源保存管理を行うために必須である。
本研究は、この長年ブラックボックスであった冬季東南極海におけるライギョダマシの卵・仔魚輸送経路を得ることを目的とし、衛星、海洋-海氷結合モデルに輸送経路を変化させうる7項目の物理的・生物的特徴を含めた変数を与え、「起こりうる卵・仔魚輸送」を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、1.　 昨年度に引き続き論文原稿の修正作業、2.　 南半球環状モードが正（負）偏差において極大になる期間中にモデルデータを用いて東南極海におけるライギョダマシの卵・仔魚の輸送経路の変化の検証を行った。
具体的には、
1.図の修正や、大陸棚（1000 m以浅）におけるデータ欠損が最終的な粒子追跡の結果に大きな影響を与えていないことを示した。5月中に2回目の修正、7月に最終修正を終え、論文はFisheries Oceanographyにて出版済みである。
2.まず使用した海氷による欠損の無い三次元流速場を持つ海氷-海洋結合モデル（COCO）の整合性を、衛星データと比較し確認した。次に南極海の流れ場に影響をもたらす南半球環状モードの強弱に着目し、南極振動指数値を用いて過去50年のデータから、正（負）偏差において極大になる期間を選定した。この期間における、東南極海沿岸域の産卵場からの卵・仔魚輸送経路の変化を観察するため、(i）「月平均の表層流（二次元）のみ」,(ii)「日平均の流速場(三次元)+卵の浮力」,(iii)「日平均の流速場(三次元)+卵の浮力+日周鉛直運動あり」の条件で粒子追跡実験を行った。(i)-(iii)全ての結果において、東西の海域で輸送パターンが正と負の偏差を示す期間ではっきり異なることが判明した。東南極海陸棚斜面西部（東経30-90度）からリリースされた粒子は正負偏差を示す期間に関わらず、南極沿岸流によって生育場である陸棚へ輸送された。一方で、東部の陸棚斜面からリリースされた粒子は正偏差を示す期間に、再循環場と南極周極琉によって沖合に流されてしまうことが判明した。粒子に日周鉛直運動を与えることによって、無い場合よりも輸送成功率が約5％低いことも判明した。得られた結果は、CCAMLRのワーキンググループとIMBeRのシンポジウムで発表した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Modeling the egg and larval transport pathways of the Antarctic toothfish ( <scp> <i>Dissostichus mawsoni</i> </scp> ) in the East Antarctic region: New insights into successful transport connections (2021)
  • Author(s): Mori Mao、Mizobata Kohei、Ichii Taro、Ziegler Philippe、Okuda Takehiro
  • Journal Title: Fisheries Oceanography Volume: 31 Issue: 1 Pages: 19-39
  • DOI: 10.1111/fog.12560
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The variability of egg and larval transport of Antarctic toothfish under the extreme SAM event in the East Antarctic region (Division 58.4.1 and 58.4.2). (2021)
  • Author(s): Mori Mao、Mizobata Kohei、Kusahara Kazuya、Ichii Taro、Okuda Takehiro
  • Journal Title: WG-FSA-2021/37. Volume: - Pages: 1-8
• [Journal Article] Characterizing Marine Heatwaves in the Kerguelen Plateau Region (2021)
  • Author(s): Su Zimeng、Pilo Gabriela S.、Corney Stuart、Holbrook Neil J.、Mori Mao、Ziegler Philippe
  • Journal Title: Frontiers in Marine Science Volume: 7 Pages: 1119-1119
  • DOI: 10.3389/fmars.2020.531297
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Updating knowledge of successful egg and larval transport of Dissostichus mawsoni in the East Antarctic region: assessing three potential spawning and recruitment scenarios using satellite derived datasets (2020)
  • Author(s): Mori Mao、Mizobata Kohei、Okuda Takehiro、Ichii Taro
  • Journal Title: SC-CAMLR-39/BG/49 Volume: - Pages: 1-12
• [Journal Article] Modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish (Dissistichus mawsoni) in the East Antarctic region: Plan (2019)
  • Author(s): Mori, M.,Mizobata, K., Okuda, T., Ichii, T.
  • Journal Title: WG-SAM_2019/20 Volume: - Pages: 1-4
• [Journal Article] Modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish (Dissistichus mawsoni) in the East Antarctic region: Preliminary result using satellite data (2019)
  • Author(s): Mori, M.,Mizobata, K., Okuda, T., Ichii, T.
  • Journal Title: WG-FSA_2019/63 Volume: - Pages: 1-14
• [Journal Article] Calibrating process-based marine ecosystem models: An example case using Atlantis (2019)
  • Author(s): Pethybridge, H. R., Weijerman, M., Perrymann, H., Audzijonyte, A., Porobic, J., Mcgregor, V., Girardin, R., Bulman, C., Ortega-cisneros, K., Sinerchia, M., Hutton, T., Lozano-montes, H, Mori, M., Novaglio, C., Fay, G., Gorton, R., Fulton, E.
  • Journal Title: Ecological Modelling Volume: 412 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2019.108822
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The change in oceanic transports of the early stage of fish by the shifts of climate mode? : Investigating egg and larval transport of Antarctic Toothfish (Dissostichus mawsoni) in the Indian sector of the Southern Ocean under extreme SAM event (2021)
  • Author(s): Mori Mao、Mizobata Kohei、Kusahara Kazuya
  • Organizer: IMBeR West Pacific Symposium 2021
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Using new satellite datasets modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish (D. mawsoni) in the East Antarctic region (2020)
  • Author(s): Mori Mao、Mizobata Kohei、Okuda Takehiro、 Ichii Taro
  • Organizer: SCAR open Science Conference 2020 session 22 （online group session）
• [Presentation] 東南極海ライギョダマシ初期輸送経路の解明 (2020)
  • Author(s): 森麻緒、溝端浩平、奥田武弘、一井太郎
  • Organizer: 2020年度水産海洋学会研究発表大会
• [Presentation] Modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish (Dissistichus mawsoni) in the East Antarctic region: Plan (2019)
  • Author(s): Mori, M.,Mizobata, K., Okuda, T., Ichii, T.
  • Organizer: WG-SAM_2019/20(CCAMLR)
• [Presentation] Modelling egg and larval transport of Antarctic Toothfish (Dissistichus mawsoni) in the East Antarctic region: Preliminary result using satellite data (2019)
  • Author(s): Mori, M.,Mizobata, K., Okuda, T., Ichii, T.
  • Organizer: WG-FSA_2019/63(CCAMLR)