| Project/Area Number |
23K26923
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| Project/Area Number (Other) |
23H02230 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
Basic Section 39070:Landscape science-related
Sections That Are Subject to Joint Review: Basic Section39060:Conservation of biological resources-related , Basic Section39070:Landscape science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤井 豊展 東北大学, 農学研究科, 准教授 (40897485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 実 東北大学, 農学研究科, 教授 (70232204)
西谷 豪 東北大学, 農学研究科, 准教授 (70450781)
北澤 大輔 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30345128)
鈴木 はるか 東北大学, 農学研究科, 助教 (00870966)
青木 優和 東北大学, 農学研究科, 教授 (70251014)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 沿岸環境モニタリング / 植物プランクトン / 藻場・アマモ場 / 栄養塩 / 環境DNA / 生態系予測モデル / 社会・生態システム / 地球温暖化 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、海と社会との関りが深い三陸沿岸の「社会・生態システム」において、海洋食物網の基盤となる一次生産者（植物プランクトン、大型藻類、アマモ類等）と、その生産力を支配する栄養物質（硝酸塩、リン酸塩、珪酸塩など）を中心とした環境モニタリングを実施し、沿岸生態系の変動メカニズムを理解することによって、今後の気候変動や社会活動の変化に対し、漁場環境がどのように応答するのかを高精度予測できる社会・生態モデルの構築を試みる。また地先の海を利用するステークホルダーとの協働を介し、現代の沿岸環境が直面する様々な問題点の解決策や最適な漁場管理手法の同定を試み、豊かで持続可能な沿岸共生社会の実現を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
三陸沿岸は、植物プランクトンを中心とする天然餌料に依存したホタテガイ、マガキ、マボヤなどの海面養殖が盛んな海域である。また、岩礁域の藻場ではウニ、アワビ、ワカメ、根魚などの磯根資源を対象とした漁業も広く行われており、その合間に点在する砂泥域には多様な魚種の生育場として重要なアマモ場も分布している。しかし、この自然の恵み豊かな三陸沿岸において、特に2023年夏頃から世界的に猛威を振るってきた海洋熱波の影響により、一次生産や水産資源量の低下、漁獲種の急変、養殖生物の斃死、磯焼け、貧酸素など、水産資源の持続可能性に関わる様々な問題が持ち上がってきた。
このような状況下、本研究では当該年度も三陸沿岸の女川湾において食物網の基盤をなす植物プランクトンと大型藻類・アマモ類の定点観測を行い、それらが水温や塩分、溶存酸素量、栄養塩供給量等の環境要因とどのように関係しているのかを把握するための体系立てた環境モニタリングを実施した。また、2011年の震災後から継続的に取得してきた女川湾生態系調査データと、その他のより長期的な環境データ（女川原発温排水データ・気象データ・リモートセンシング・水産統計・土地利用データ等）を組み合わせたビッグデータを活用し、過去から現在に至る女川湾生態系の変動過程を把握するための統合的解析も並行して進めた。
本課題は、これらのアプローチに基づき将来の環境変動が三陸沿岸生態系の一次生産や漁場環境に与える影響を明らかにするための高精度な社会・生態システム変動予測モデルの構築を目指している。R6年度も、得られた成果を学術論文や学会等で発表し、そのような知見を多様なステークホルダーと勉強会・ワークショップ等を通して共有し、深刻化する漁業生産の低迷や磯焼け等の諸問題に対する科学的な解決方法の確立に取り組んでゆくための基盤形成を進めることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の進捗状況：
【沿岸生態系の環境モニタリング】女川湾に設置された観測点（St. 1, 4, 8）において、2023年10月から継続して乗船による物理・生物モニタリング調査を実施している。当該年度も各観測点において、表層から底層までの複数の水深層（0, 10, 20, 30 mと海底上2 m）にて毎月以下の項目を鉛直観測した：（a）CTD観測（水温・塩分・溶存酸素・クロロフィルa等）；（b）栄養塩観測（N・P・Si・Feなど）；（c）環境DNA観測（微細藻類群集種組成）；（d）多波長励起蛍光光度計観測（植物プランクトン分類群組成と現存量）。また、2024年8月に潜水・水中カメラによる藻場・アマモ場調査を実施し、大型海藻・海草類の種組成・分布域の調査も実施した。
【アーカイブデータの統合的解析】過去から蓄積されたアーカイブデータを利用し、主に以下の３つの項目に基づき、女川湾の物理・生物・人為要因の相互作用と動態メカニズムの解明に取り組んだ：（i）リモートセンシング・CTDデータの解析に基づく外洋環境と生物・物理・水産データとの関係；（ii）北上川からの流水と女川湾の物理環境・基礎生産量との関係；（iii）人為活動（人口・土地利用・養殖漁業活動）の変化が女川湾の沿岸生態系へ与える影響。
【環境変動予測モデルと漁場管理への応用】R6年度はMEC三次元海洋モデルに複数種のバイオマス動態を組み込んだ養殖生物とベントスを包含する三次元海洋生態系モデルの構築を実現し、得られた知見は学会等で発表した。また、上記成果を地先の海を利用するステークホルダーと勉強会・ワークショップ等を通して共有し、水産資源の保全に関する様々な問題点の同定や協議を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策：
【沿岸生態系の環境モニタリング】女川湾に設置された観測点において、引き続き調査船による物理・生物モニタリング調査を実施する。各観測点の設定水深層においては、毎月以下の項目を鉛直観測してゆく：（a）CTD観測；（b）栄養物質観測；（c）環境DNA観測；（d）多波長励起蛍光光度計観測。また、年1回の潜水・水中カメラによる藻場・アマモ場調査を実施し、大型海藻・海草類の種組成・分布域の調査を行う。
【アーカイブデータの統合的解析】アーカイブ・公表データの利用や他プロジェクトとの連携により、以下の４つの項目を基軸に三陸沿岸海域における物理・生物・人為要因の相互作用と動態メカニズムの解明に取り組む：（i）リモートセンシング・CTDデータに基づく外洋環境と沿岸生態系との関係性；（ii）北上川の流水量や周辺の気象データと女川湾の物理環境・基礎生産量との関係性；（iii）三陸沿岸域での人為活動の変化と沿岸生態系動態との関係性；（iv）栄養物質の供給量経時変化と供給経路の特定。
【環境変動予測モデルと漁場管理への応用】上記①と②の結果を統合することにより、未来の気候変動や社会経済活動の影響に対して、養殖漁業や沿岸漁業の生産がどのように変動するのかを高精度に明示できる社会・生態システム変動予測モデルの構築し、得られた成果を学術論文や学会等で発表する。また、それらの情報は、地先の海を利用するステークホルダーと共有し、地域参加型のアプローチで水産資源の保全に関する様々な問題点の同定や、科学に基づく対処方法の立案を行い、年々深刻化する漁業生産の低迷や磯焼けなどの諸問題の解決に貢献しうる、持続可能な漁場管理手法の確立に取り組む。
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