2014 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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
齊藤 宏明 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (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, 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 / 海洋区系 / 地理 / プランクトン / 栄養塩 / 炭酸系 / 溶存有機物 / 太平洋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生元素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、この生元素の分布様式を従来より高感度・高解像度で把握することにより新たな海洋区系を確立することを目的とする。
平成26年度は、高感度吸光光度分析法を活用し、全粒状リン、粒状無機態リン、微量アンモニウム塩の分析法を確立し、今までに開発した手法による他の栄養塩、粒状態窒素・リン・ケイ素、動物プランクトン態窒素の分析を行い、北太平洋における生元素分布とその特徴を解析した。また、有色溶存有機物の生物への取り込まれやすさの指標となる光分解履歴を把握するため、紫外可視分光光度法を用いた275-295 nm波長領域における吸光係数の傾きの測定を引き続いて行うと共に、in situセンサーを用いた蛍光性溶存有機物の高解像度観測を行った。また炭酸系に関しては、大気・海洋CO2分圧測定を引き続いて行うと共に、炭酸系データベースを全球に拡張して整備し、太平洋の大気・海洋間CO2フラックスを計算した。
その結果、栄養塩類については窒素態栄養塩およびリン酸塩のナノモルレベルの精度を持つ栄養塩類の分布図を得た。亜熱帯域では、窒素は栄養塩態よりもむしろ動物プランクトン態としての存在量が多く、動物プランクトンが窒素のリザーバーとして重要であるばかりでなく、排泄を通じて窒素の供給者としても重要であることが明らかとなった。反応性の高い溶存有機物の割合は、亜寒帯以北および赤道湧昇域で高く、亜熱帯で少ないことが明らかになった。また亜熱帯でも西部北太平洋に比べ東部南太平洋では著しく低く、栄養塩が枯渇している亜熱帯のおいても違いがあることが明らかとなった。炭酸系データベースは北極海を除く全球海洋へ拡張し、太平洋全域の過去数十年間に亘るCO2分圧平均増加速度の地理的変動を明らかにした。。
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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
当初計画に沿った生元素の高精度・高解像度解析が進んでおり、生元素地理の知見が着実に得られている。
炭酸系データベースは当初の予定であった太平洋ばかりでなく全球のデータベース構築に至った。また、長光路吸光分析技術を応用して、新たにアンモニウム塩、全粒状リン、無機粒状リンの分析法を確立するとともに、in situ蛍光光度計による溶存有機物濃度の測定法を確立して、高精度・高解像度把握が可能となった。
いままで全く考慮されることのなかった、動物プランクトンの生元素リザーバーおよび供給者としての重要性を発見した。
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| Strategy for Future Research Activity |
太平洋熱帯亜熱帯域を広くカバーする硝酸塩＋亜硝酸塩とリン酸塩の分布図が完成したが、東部北太平洋亜熱帯域が未だ空白域となっている。今後の調査航海 (白鳳丸共同利用研究計画申請中) で、東部北太平洋亜熱帯域を調査できれば、太平洋熱帯亜熱帯域の主要な海域を全てカバーした分布図が完成する。また、微量アンモニウム塩の分析法が確立したため、今後はアンモニウム塩についてもルーチン調査項目に加え、栄養塩類に関するより充実したデータセットを収集し、新しい海洋区系の確立を目指す。
蛍光センサーを用いた溶存有機物に関しては、3次元励起蛍光光度法-Parallel Factor Analysis を適用した解析を新たに行い、溶存有機物の質的側面から新しい海洋区分を提案する事を予定している。
炭酸系マッピング結果などから、西部北太平洋の亜熱帯域では、硝酸塩が枯渇した状況でも、全炭酸濃度が顕著に季節変化していることが明らかになっている。これらの海域では、冬季混合層の底より浅く、夏季混合層の底より深い水深で、夏から秋にかけて溶存酸素濃度が増加している。今後、溶存酸素濃度の増加量の海域分布や、全炭酸濃度との関係についても解析を進め、硝酸塩枯渇下における純群集生産の特徴を明らかにしてゆく
動物プランクトン態リンおよび沈降粒子中のリンに関しては今年度末に新たに導入した分光光度計により分析が効率的に進む予定である。本研究による生元素のデータに加え、他の研究課題による懸濁態炭素窒素のデータ、バクテリア細胞数から得られるバクテリア態炭素・窒素・リンのデータを加えることにより、太平洋全域における生元素の存在形態ごとのデータベースの完成が期待できる。さらに、生元素地理に加え、海洋物理および生物地理による区系、微量元素、回遊性魚類、高次捕食者の分布等を合わせて解析することにより、新たな区系確立に貢献する。
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[Journal Article] Relationships between total alkalinity in surface water and sea surface dynamic height in the Pacific Ocean2014
Author(s)
TAKATANI, Y., K. ENYO, Y. IIDA, A. KOJIMA, T. NAKANO, D. SASANO, N. KOSUGI, T. MIDORIKAWA, T. SUZUKI and M. ISHII
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Journal Title
J. Geophys. Res., Oceans,
Volume: 119
Pages: 2806-2814
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Toward the mapping of CO2 system variables, with emphasis on their trends2015
Author(s)
Ishii,M., D. Sasano, N. Kosugi, T. Midorikawa, Y. Takatani, Y. Iida, A. Kojima, T. Nakano, H. Y. Inoue
Organizer
Surface Ocean pCO2 Mapping intercomparison (SOCOM) meeting
Place of Presentation
国立環境研究所（つくば市）
Year and Date
2015-02-11 – 2015-02-11
Invited
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