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Effects of acid rain and global warming on lake ecosystem

Research Project

Project/Area Number 20K15586
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

Liu Xin  滋賀県立大学, 環境科学部, 研究員 (10843360)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords酸性化 / 温暖化 / 二次生産 / 動物プランクトン / 生活史特性 / pH / 湖沼生態系 / 琵琶湖 / カイアシ類 / 遊泳速度 / 生存率 / 成長時間 / 湖沼 / 致死pH / 呼吸速度 / 代謝速度 / 枝角類 / 水圏酸性化 / 地球温暖化 / 淡水生態系
Outline of Research at the Start

人為的活動増加による地球温暖化及び酸性雨による湖沼酸性化が湖沼生態系に深刻な影響を及ぼす可能性がある。地球温暖化が湖沼酸性化に与える環境影響リスクを理解するためには、それらの複合影響が水生生物の生理的応答に与える影響を評価することが重要である。動物プランクトンは環境要因に敏感であるため、環境変動の指標として用いることができる。本研究では、pHの異なる湖沼から主要な動物プランクトンを採集し、様々な温度とpH条件でそれらの成長と代謝速度を測定し、温度上昇によって低pH耐性がどのように変動するのか明らかにする。これによって将来的な酸性雨と温暖化の複合影響が動物プランクトン生産に与える影響を評価する。

Outline of Final Research Achievements

This study investigated the lethal acidity and physiological response of freshwater zooplankton under different water temperature conditions, clarified the effects of acidification on their somatic and population growth. Although the physiological responses of zooplankton under acidic conditions varied among species, acidification may have a negative impact on copepod population growth. Conversely, the high mortality rate of zooplankton under low pH was mitigated at higher temperatures compared to lower temperatures. These results indicate that the lethal acidity for zooplankton depends on temperature. Lake acidification could affect the population composition of zooplankton, potentially influencing higher trophic level organisms through changes in the composition of lower trophic level organisms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水圏生態系においては、人為的影響による海洋酸性化と温暖化がもたらす影響評価に関する研究も既に数多く行われている。しかし多くの場合、これらは個別に評価されており、それらの相互作用を調べた研究は国内外を問わず極めて少ない。本研究は水温上昇が低pH耐性に与える影響を評価する点において、これらのギャップを埋める重要な役割を担っている。本研究は水温上昇が動物プランクトンのpH耐性に与える影響を明らかにした初めての研究であり、環境変動に対する動物プランクトンの生理的応答に関する新知見を得たものである。本研究成果によって、人為的な水域の酸性化と温暖化が水域生態系に与える影響を評価することができるようになる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Mate-seeking behavior in the calanoid copepod Eodiaptomus japonicus2022

    • Author(s)
      Liu Xin、Nakamoto Yusuke、Dur Gael、Ban Syuhei
    • Journal Title

      Journal of Plankton Research

      Volume: 44 Issue: 6 Pages: 961-965

    • DOI

      10.1093/plankt/fbac052

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of acute acidic stress on survival and metabolic activity of zooplankton from Lake Biwa, Japan2022

    • Author(s)
      Huanan Gao, Xin Liu, Syuhei Ban
    • Journal Title

      Inland Waters

      Volume: 10.1080/20442041.2022.2058861 Issue: 4 Pages: 488-498

    • DOI

      10.1080/20442041.2022.2058861

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mate-seeking behavior in the calanoid copepod Eodiaptomus japonicus from Lake Biwa, Japan2022

    • Author(s)
      Xin Liu、Yusuke Nakamoto、Gael Dur、Syuhei Ban
    • Organizer
      36th Congress of the International Society of Limnology (SIL2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カイアシ類Eodiaptomus japonicusの成長に与える酸性化影響の評価2022

    • Author(s)
      Xin Liu、高樺楠、伴修平
    • Organizer
      第86回日本陸水学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of acidic stress on survival and metabolic activity of zooplankton collected from Lake Biwa, Japan2021

    • Author(s)
      Huanan Gao, Xin Liu, Syuhei Ban
    • Organizer
      35th Congress of the International Society of Limnology
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオンクロマトグラフィーを用いた正リン酸のナノモル測定と琵琶湖北湖における時空間分布2021

    • Author(s)
      リュウキン、易容、丸尾雅啓、伴修平
    • Organizer
      日本陸水学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Crowding effect on respiration rates of Daphnia magna at two different temperatures2021

    • Author(s)
      Huanan Gao, Xin Liu, Syuhei Ban
    • Organizer
      2021年度日本プランクトン学会・日本ベントス学会合同大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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