2015 Fiscal Year Annual Research Report
耳石安定同位体比分析と海洋データ同化モデルによるマイワシの環境履歴推定手法の開発
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15H04541
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小松 幸生 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (30371834)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 千夏子 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 中央水産研究所, グループ長 (30371818)
瀬藤 聡 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 中央水産研究所, グループ長 (10463100)
白井 厚太朗 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (70463908)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイワシ / 耳石 / 酸素安定同位体比 / 輸送・回遊履歴 / 経験水温 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、マイワシの発生後約1年間の輸送・回遊履歴を10日単位で推定し、その経路上の水温や動物プランクトン現存量等の環境因子のうち、各成長段階で成長速度に影響を与える環境因子を特定することを目的とする。そのため、期間中に、①マイワシの耳石に含まれる酸素安定同位体比の分析によりマイワシの経験水温履歴を1℃/10日の解像度で推定するスキームの開発、②推定した経験水温履歴と高精度海洋データ同化モデルからマイワシの輸送・回遊経路を10日単位で推定するスキームの開発、③上記のスキームを過去に遡って適用して、各種観測データ及び高解像度海洋生態系モデルの出力を利用して、マイワシの成長速度に影響を与える環境因子の特定、を行う。
平成27年度は、まず、三つの水温帯で飼育したマイワシ稚魚の耳石および飼育海水の酸素安定同位体比を分析し、マイワシの経験水温と耳石中の酸素安定同位体比との間の回帰式を世界で初めて得ることができた。この式は Oda et al. (2016) で提示されている、野外採集個体の耳石縁辺の酸素安定同位体比と採集時の水温の関係を説明できるものであったため、野外個体にも適用可能であると判断できる。
次に、マイワシが分布する黒潮域、黒潮親潮移行域、親潮域における海水中の酸素安定同位体比を分析して、この値が塩分との間に強い相関関係があり、塩分から海水の酸素安定同位体比を精度良く推定できることを見出した。以上により、超微量炭酸塩分析システムMICAL3cでは10～15日、自動分析システムDELTA V Plusでは10～40日という高い時間解像度で、マイワシの耳石中の酸素安定同位体比から経験水温履歴を推定することが可能となり、上記①の目的をほぼ達成した。
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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
当初の計画では、平成27年度は、①マイワシ耳石試料の採集及び成長速度による個体群の分類、②マイワシ各個体群の耳石中の酸素安定同位体比の分析、③海洋データ同化モデルによるマイワシ分布域の推定、を行う予定であった。
①については、従来の調査から継続して、黒潮域、黒潮続流域、黒潮・親潮移行域、北海道東方亜寒帯域においてマイワシ仔稚魚、幼魚の現場採集を行うとともに、既往の耳石試料を輪紋解析して、成長速度による個体群の分類を行い、所期の計画通りに進行した。
②については、現場採集した試料だけでなく、新たに水温制御された環境で飼育実験を行い、耳石中の酸素安定同位体比と経験水温との関係を日本のマイワシについては初めて定量的に示し、回帰式を提示した点は、当初の計画で想定された以上の成果である。また、現場採集した試料についても過去3年分のデータを解析しており、各年の個体群の特徴も抽出できた点も当初の計画では次年度実施する内容であったため、想定された以上に進展しているものと判断される。
③については、現時点では単年度分のみであるが、マイワシ耳石中の酸素安定同位体比について、化学分析した値と高精度海洋同化モデルFRA-ROMSの海面水温・塩分再解析値をもとに上記の回帰式から推定した値とを比較対照することにより、10日程度の時間解像度でマイワシの回遊分布域を再現する手法の基盤を構築した。この点は、所期の計画通りに進行した。
以上を総合すると、当初の計画以上に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では、目的の達成に向けて期間中に以下の3点を実施する計画であり、当初の計画に沿って研究を遂行する予定である：①マイワシの耳石に含まれる酸素安定同位体比の分析によりマイワシの経験水温履歴を1℃/10日の解像度で推定するスキームの開発、②推定した経験水温履歴と高精度海洋データ同化モデルからマイワシの輸送・回遊経路を10日単位で推定するスキームの開発、③上記のスキームを過去に遡って適用し、各種観測データ及び高解像度海洋生態系モデルの出力を利用して、マイワシの成長速度に影響を与える環境因子の特定。
このうち、①については、ほぼ所期の目的を達成したが、平成27年度の成果により、マイワシ耳石中の酸素安定同位体比と経験水温との間の直線回帰式は、既往研究の他魚種の関係式や無機炭酸塩の関係式と有意な違いがあることが分かった。これが、既往研究で指摘されている生理的な影響の結果なのかについて、精度検証する作業が必要である。
また、②については、高精度海洋データ同化モデルとの比較対照だけでは、推定されるマイワシの輸送・回遊分布域が経験的に知られている分布域に比べて東西方向に広がり過ぎているため、平成27年度に開発した基盤スキームの改良を進める。具体的には、現実の産卵場データを初期値にして粒子輸送実験を行うともに、既往の回遊モデルを適用して、分布の東西範囲を絞り込む予定である。
続いて、③については、平成27年度に実施した過去3年分の分析結果をもとに、個体群ごとの輸送・回遊履歴および経路上で経験した物理環境の履歴の違いを抽出することを目的として、上記の解析を進める計画である。
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