沿岸プランクトン生態系に及ぼすスギ花粉の影響評価

• Project/Area Number: 21K05729
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Ishinomaki Senshu University
• Principal Investigator: 太田 尚志 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (20364416)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: スギ花粉 / プランクトン生態系 / 動物プランクトン / 粒状有機物 / 海洋食物連鎖 / 陸起源粒状有機物 / 沿岸海洋

Outline of Research at the Start

春季の沿岸域に大量に降り注ぐスギ花粉は、植物プランクトンと同程度のサイズであり、動物プランクトンが直接摂食できるサイズだが、スギ花粉の有機物エネルギーが動物プランクトンを介してどれだけ海洋食物連鎖に取り込まれ、沿岸生態系にどのような影響を与えるかはわかっていない。
本研究では、水中スギ花粉現存量、動物プランクトンのスギ花粉摂食量、さらには、スギ花粉を摂食した動物プランクトンへの影響（同化率、成長率、死亡率、抱卵・産卵率など）を明らかにすることで、大気から供給された陸域生物起源の有機物粒子（スギ花粉）が沿岸プランクトン生態系にどのような影響を与えているかを定量的に評価することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、スギ花粉が春季の沿岸域プランクトン生態系に及ぼす影響を定量的に評価することである。主な課題である、1 沿岸域における水中スギ花粉の動態把握、2 動物プランクトンによるスギ花粉摂食速度と同化効率の測定、3 動物プランクトンのスギ花粉摂食の影響(成 長、生殖、産卵・孵化率への影響)評価について、当該年度に実施た研究の成果を以下に述べる。
課題1 沿岸海域におけるスギ花粉の分布範囲を調べる一環として、R3年度に引き続き、水中スギ花粉の鉛直・水平分布の計測を行った。試料分析は完了していないが、概ね当初目標としていたスギ花粉の分布状況、水平および鉛直的な分布傾向は把握できた。具体的には表層から底層への鉛直的な減少傾向、沿岸河口域から沖への水平的減少傾向が確認された。
課題2 動物プランクトンの摂食によるスギ花粉除去量を推定する上で必要となるスギ花粉摂食の関する知見を蓄積した。複数種の動物プランクトンを用いた摂食実験により、スギ花粉を摂食可能な動物プランクトン群、および摂食頻度と動物プランクトンサイズの関係を把握した。
課題3 動物プランクトンのスギ花粉摂食の影響評価の一環として、スギ花粉を摂食させた動物プランクトンの生殖、産卵・孵化率、ノープリウスの生残率を測定した。その結果、スギ花粉を単一餌料とした場合は動物プランクトンは繁殖できないが、藻類とスギ花粉を混合して与えた場合には、藻類単一を餌料とした場合より、繁殖（卵形成、孵化数）およびノープリウス幼生の生残にプラスの影響をもたらすことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

課題1 予定していた水中スギ花粉の鉛直・水平分布調査は概ね実施できたが、R4年度は傭船依頼先の業務都合で傭船手配が困難となり、実施直前に調査海域を傭船都合のつく近隣の別海域に変更した。この遅れにより、花粉飛散期間の初期のデータを得ることができず、また、スギ花粉の沈降フラックスを定量する目的で予定していたセディメントトラップの設置が見送りとなり、水中での花粉の沈降フラックスを実測するには至っていない。採取した試料の分析進捗度は現時点で80%である。
課題2については、新たにカイアシ 類３種、アミ類１種、単脚類1種について摂食実験を行ない、スギ花粉を摂食可能な動物プランクトン群、および摂食頻度と動物プランクトンサイズの関係を把握することができたが、摂食速度測定実験については実験装置の故障により一時中断した。R5年度中に再試験を予定している。現在の試料分析進捗度は80%である。
課題3については、R5年度前半に予定していた部分をR3、4年度に前倒しで実施できたことで、ほぼ予定通りに実験を終了した。今年度前半中にデータを整理し、論文執筆に取り掛かる予定である。

Strategy for Future Research Activity

課題1については、まず採取した試料の分析をR5年前半に完了させる。また、セディメントトラップの設置ができなかったことから、大気からの粒状有機炭素供給に対するスギ花粉の寄与率は、大気中スギ花粉密度と海洋の各層採水によるスギ花粉密度鉛直分布、流向流速測定値を元に沈降フラックスのシミュレーション計算により推定することで補完する。
課題２については、一時中断となった実験を再開し、複数濃度段階のスギ花粉懸濁液を用いた摂食実験によりスギ花粉濃度と摂食速度の関係を明らかにする。
課題３については、予定していた内容をほぼ終了したが、再現性確認の実験を追加で行う予定である。
R５年前半には全ての実験を完了し、今年度後半に総合データ解析および論文執筆に取り掛かる予定である。