海洋生物の回遊経路復元に向けた窒素同位体モデルによる全球海洋窒素同位体マッピング

• Project/Area Number: 19KK0293
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 吉川 知里 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 副主任研究員 (40435839)
• Project Period (FY): 2020 – 2024
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
• Keywords: 窒素同位体比 / 海洋窒素循環 / 海洋窒素同位体モデル / 海洋生物地球化学 / 海洋窒素同位体比 / 海洋生態系モデル

Outline of Research at the Start

これまで「海洋生物の窒素同位体比履歴」と「窒素同位体比の空間分布」から、さまざまな海洋生物の回遊経路が復元されている。近年「海洋生物の窒素同位体比履歴」の復元精度が向上する一方、まばらな「窒素同位体比の空間分布」が、経路復元の妨げとなっている。本課題では、海洋生物の回遊経路復元に向けた、高分解能な「窒素同位体比の空間分布」を作成する目的で、窒素同位体モデルによる全球海洋窒素同位体マッピングを行う。

Outline of Annual Research Achievements

これまで「海洋生物の窒素同位体比履歴」と「窒素同位体比の空間分布」から、さまざまな海洋生物の回遊経路が復元されている。この「窒素同位体比の空間分布」は、海洋観測で得られた試料の窒素同位体比から作成されていた。近年「海洋生物の窒素同位体比履歴」の復元精度が向上する一方、まばらな「窒素同位体比の空間分布」が、経路復元の妨げとなっている。そこで本課題では、海洋生物の回遊経路復元に向けた、高分解能な「窒素同位体比の空間分布」を作成する目的で、窒素同位体モデルによる全球海洋窒素同位体マッピングを行う。共同研究は、海洋窒素同位体研究の第一人者であるSigman研究室と行う。地理的な要因により、申請者らは西部太平洋とインド洋、Sigman研究室は東部太平洋と大西洋の観測値を多く所有している。本課題では、共同研究を通して、研究室間の分析法の較正と観測データベースの統合を行い、全球海洋窒素同位体モデルの構築・評価を行う。
本年度は、全球海洋窒素同位体モデルを用いて作成した窒素同位体比地図の、西部北太平洋海域の季節変化について解析を行い、論文化して出版した。本研究で作成した窒素同位体比地図は、西部北太平洋海域の定点で観測した窒素同位体比の季節変化を、非常に良く再現していた。また前年度に引き続き、本課題で作成した窒素同位体比地図を、サバやアジ、サンマの眼球の窒素同位体比分析結果の解析へ応用し、各個体の回遊経路の推定を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は当初の予定通りSigman研究室へ渡航した。研究成果を論文化して出版した。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度は全球海洋の季節変化について解析を行い論文の投稿を目指す。

Research Products

• [Journal Article] A nitrogen isoscape of phytoplankton in the western North Pacific created with a marine nitrogen isotope model (2024)
  • Author(s): Yoshikawa Chisato、Shigemitsu Masahito、Yamamoto Akitomo、Oka Akira、Ohkouchi Naohiko
  • Journal Title: Frontiers in Marine Science Volume: 11 Pages: 1294608-1294608
  • DOI: 10.3389/fmars.2024.1294608
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nitrogen Isotopes of Sinking Particles Reveal the Seasonal Transition of the Nitrogen Source for Phytoplankton (2022)
  • Author(s): Yoshikawa Chisato、Ogawa Nanako O.、Chikaraishi Yoshito、Makabe Akiko、Matsui Yohei、Sasai Yoshikazu、Wakita Masahide、Honda Makio C.、Mino Yoshihisa、Aita Maki N.、Fujiki Tetsuichi、Nunoura Takuro、Harada Naomi、Ohkouchi Naohiko
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 49 Issue: 17
  • DOI: 10.1029/2022gl098670
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Compilation of nitrate δ15N in the ocean. (2021)
  • Author(s): Fripiat, F., Marconi, D., Rafter, P.A., Sigman, D.M., Altabet, M.A., Bourbonnais, A., Brandes, J., Casciotti, K.L., Deman, F., Dehairs, F., Emeis, K.-C., Fawcett, S., Galbraith, E.D., Gaye, B., Granger, J., Harms, N., Yoshikawa, C. et al
  • Journal Title: PANGAEA Volume: -
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Nitrogen isoscape of phytoplankton in the western North Pacific created with a marine nitrogen isotope model (2024)
  • Author(s): Chisato Yoshikawa, Masahito Shigemitsu, Akitomo Yamamoto, Akira Oka and Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: Ocean Science Meeting 2024
• [Presentation] 西部北太平洋における一次生産者の窒素同位体比地図 (2023)
  • Author(s): 吉川知里・重光雅仁・山本彬友・岡顕・大河内直彦
  • Organizer: 日本地球化学会 第70回年会
• [Presentation] Building a nitrogen isoscape of phytoplankton in the western North Pacific using a marine nitrogen isotope model (2022)
  • Author(s): Chisato Yoshikawa, Masahito Shigemitsu, Akitomo Yamamoto, Akira Oka, Naohiko Ohkouchi
  • Organizer: JPGU2022
  • Int'l Joint Research