2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New Ocean Paradigm on Its Biogeochemistry, Ecosystem and Sustainable Use |
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| Project/Area Number |
24121003
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| Research Institution | Fisheries Research Agency |
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Principal Investigator |
齊藤 宏明 独立行政法人水産総合研究センター, 東北区水産研究所, グループ長 (30371793)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (50432224)
石井 雅男 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 室長 (70354553)
橋濱 史典 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 助教 (80535807)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 生元素 / 生物地球化学 / 海洋生態系 / プランクトン / 太平洋 / 海洋区系 |
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| Research Abstract |
生元素の分布様式は、生態系サービスの量と機能を決定する主要素であり、海洋区系の基盤となる。本研究は、生元素を従来より高感度・高解像度で測定可能な分析手法を開発して観測に応用することにより、海洋物理および生物地理に関する情報と合わせて新たな海洋区系を確立することを目的とする。
長光路セルを用いた高感度吸光光度分析法によってアンモニウム塩、粒状リン、粒状ケイ素の分析手法を確立すると共に、蛍光センサーを活用した溶存有機物の質的パラメータ把握手法を確立した。また、レーザー分光技術を活用した海洋表層水のCO2分圧測定装置の開発を進め、観測の効率化を進めた。これらの手法を活用して調査航海に参加することにより、西部北太平洋、赤道域太平洋、中央部南太平洋の生元素分布に関する多数の試料を得た。また炭酸系データベースを確立し、海面塩分と海面高度からアルカリ度を推定する経験的アルゴリズムを開発した。
その結果、特に亜熱帯域での生元素分布に関して従来よりも1-2オーダー高精度で把握することにより他海域との比較解析が高度化し、生元素分布や生元素濃度比に関する新たな知見が得られた。この中で、栄養塩の枯渇した亜熱帯域において、微生物細胞内のリン含有量が窒素に比較して極度に低下しないことが明らかになり、同海域の窒素とリンの動態に生物の貯蔵特性が影響を与えていることが示唆された。亜熱帯域では生元素循環に果たす役割についてはあまり考慮されてこなかった動物プランクトンが、栄養塩と同等もしくは1オーダー高い濃度で存在することも明らかにになり、生元素リザーバーとして重要なことが明らかになった。データベース解析により、大気・海洋間のCO2フラックスの1990年～2009年の20年平均で、北太平洋亜熱帯域以北は0.47±0.13 PgC yr-1の吸収、熱帯域は0.44±0.14 PgC yr-1の放出と評価された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた、分析手法が確立され、さらにそれを応用した粒状ケイ素や粒状リンの高感度分析手法やヒ酸の分析手法も確立した。また、炭酸系データベースの活用により、アルカリ度の経験的推定手法を確立し、全球に適応可能となった。
調査航海を予定通り実施し、新たな分析手法を活用した試料の採集が行われ、分析結果も順調に得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度には赤道域から北極海に至る子午面縦断観測が計画されており、この航海に参加することにより、本研究で開発された分析手法を活用した、南北太平洋における栄養塩（NO3, NO2, PO4, Si(OH)4）、溶存態有機物、溶存態窒素、粒子態窒素・リン・ケイ素、動物プランクトン態炭素・窒素・リン、炭酸系、酸素に関する総合的で高精度なデータベースが構築される。このデータを基に生元素分布を基盤とした海域区分確立を推進する。
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[Journal Article] Air-sea CO2 flux in the Pacific Ocean for the period 1990–20092014
Author(s)
ISHII, M., R. A. FEELY, K. B. RODGERS, G.-H. PARK, R. WANNINKHOF, D. SASANO, H. SUGIMOTO, C. E. COSCA, S. NAKAOKA, M. TELSZEWSKI, Y. NOJIRI, S. E. MIKALOFF FLETCHER, Y. NIWA, P. K. PATRA, V. VALSALA, H. NAKANO, I. LIMA, S. C. DONEY, E. T. BUITENHUIS, O. AUMONT, J. P. DUNNE, A. LENTON, and T. TAKAHASHI
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Journal Title
Biogeosciences
Volume: 11
Pages: 709-734
DOI
Peer Reviewed
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