海洋表層における生態-炭素循環システムの構造転換に関する実証・理論的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480125
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 永田 俊 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (40183892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 泰徳 東京都立大学, 理学部, 教授 (20112477) ; 東 正彦 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (40183917) ; 木暮 一啓 東京大学, 海洋研究所, 助教授 (10161895)
• Keywords: 海洋 / 溶存有機物 / 炭素循環 / 食物網 / 微生物 / 生態モデル / アミノ酸 / 外洋生態系

Research Abstract

1.海洋の炭素循環に大きな影響を及ぼす微生物群集と溶存有機物の空間分布を北部太平洋亜寒帯海域において解析した。高感度溶存有機物分析装置を駆使し、表層から深層にいたるアミノ酸の鉛直分布を解析するとともに、これと、微生物群集の現存量、生産活性との関連を詳細に調べた。その結果、太平洋の東西での、細菌活性の勾配が検出され、生態炭素循環システムの構造が顕著な空間変動を示していることが明らかにされた。変動要因として、プランクトン群集構造の変化や微量金属元素の供給量が重要である可能性が示唆された。
2.海水中に多量に存在する炭水化物の高感度定量法の検討を行うとともに、糖の重合体であるペプチドグリカンの分解過程を調べた。その結果、海洋における微生物-有機物系の主要サイクルを律速する要因のひとつとして、有機重合体の複合化が大きな役割を果たしている可能性が示唆された。この結果は、外洋域の炭素循環を理解するうえで鍵になる。溶存有機物プールの蓄積メカニズムの解明にむけて、大きく寄与するものである。
3.上記の観測・実験データおよび、JGOFSデータの解析から、海洋における有機物-微生物連鎖系の駆動機構に関するモデルを作成した。主要反応系のパラメータ化を行った結果、外洋域生態系においては、溶存有機物-微生物連鎖系を通しての有機物リサイクルが活発に生じており、そのため、ネットワーク仮想増幅現象が普遍的にみられることが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] Nagata,Toshi:(共著): "Bacterioplankton distribution and production in deep Pacific waters : Large scale geographic variations and possible coupling with sinking particle fluxes"Limnology and Oceanography. 45. 426-435 (2000)
• [Publications] Fukuda,Rumi(共著): "East-west gradient in ectoenzyme activities in the subarctic Pacific : possible regulation by zinc"
• [Publications] Nagata,Toshi (共著): "Microbial Ecology of Oceans"John wiley & Sons. 印刷中 (2000)
• [Publications] Nagata,Toshi (共著): "New Frontiers in Microbial Ecology"Atrantic Canada Society of Microbial Ecology(印刷中).