持続可能な養殖漁業を支える森から海への有機物と微量必須金属の輸送メカニズム

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15KT0022
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 渡部 徹 山形大学, 農学部, 教授 (10302192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 学 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 特任准教授 (30598503) ; 伊藤 紘晃 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (80637182)
• Project Period (FY): 2015-07-10 – 2018-03-31
• Keywords: 有機物 / 森林 / 土壌 / 鉄 / 河川 / 海水 / 腐植物質 / 生物利用性

Outline of Annual Research Achievements

前年度に重要性が示された流下過程での変化に着目し，陸域から河川・海域への有機物と鉄の供給に関する一連の研究を行った。
平成27年度に引き続いての宮城県志津川湾流域における調査では，藻類による鉄の摂取効率の重要な因子である鉄の酸化反応について，森林等の土壌から供給されるような腐植様の有機物が鉄の酸化を促進する働きがあることが示された。
また，森林土壌からの有機物溶出液と海水の混合実験を行い，河口域において生じる塩濃度上昇に伴う森林由来の有機物の不溶化に関する質的・量的な変化を調べた。その結果，共存する鉄の量が少ないうちは腐植様の有機物が不溶化し，鉄の量が多くなると腐植様の有機物の不溶化が抑制される一方でタンパク質様の有機物が不溶化するようになることが示された。この実験では，山形大学附属上名川演習林のスギ林土壌からの有機物溶出液を用い，溶存有機炭素（DOC）が示す有機物の減少率は 3.1から11.1%であった。但し，河口域における有機物濃度減少に関する他の研究では，これより高い有機物の減少率（e.g., 82%）を示唆しているものもある。これらのことから，河口域における有機物の不溶化は，河川水中における有機物の構成及び鉄濃度に依存すると考えられる。
この他に，河川流下時の変化に関して，熊本県白河の中流域から沿岸域までを調査した。流下していく中でDOC濃度には増減が見られ，その変化の一部は農地等の人為起源からの流入の影響を示唆するものであった。
これらのことは，藻類利用可能な鉄と有機物の沿岸域への供給に関して，森からの供給のみではなく人為起源からの供給の影響も考慮しながら河口付近における状況を把握することも重要であることを示唆している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成２８年度に予定していた研究内容はおおむね終了した。

Strategy for Future Research Activity

平成２９年度は最終年度のため，３年間の成果を総括する視点も忘れずに研究を推進する。また，研究成果の発表にも注力したい。

Causes of Carryover

昨年度の終盤に研究分担者の異動があったために，新しい研究体制に慣れるのに手間取ったことで，サンプルの分析やデータ解析などで若干の遅れが生じたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は博士研究員を雇用して，昨年度に遅れたサンプルの分析とデータ解析を集中的に実施する。次年度使用額はそのために支出する。

Research Products

• [Journal Article] Impact of closed sabo dams on manganese concentration change in mountainous streams (2017)
  • Author(s): Susan Praise, Toru Watanabe, Kazuya Watanabe, Hiroaki Ito, Hiroshi Okubo
  • Journal Title: International Journal of River Basin Management Volume: 15(1) Pages: 61-68
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1080/15715124.2016.1209510
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Importance of allochthonous and autochthonous dissolved organic matter in Fe(II) oxidation: A case study in Shizugawa Bay watershed, Japan (2017)
  • Author(s): Lee,Y. P., Fujii, M., Kikuchi, T., Natsuike, M., Ito, H., Watanabe, T., Yoshimura, C.
  • Journal Title: Chemosphere Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 自然水中における鉄の化学種と生物利用性－鉄と有機物の動態からみる森・川・海のつながり－ (2016)
  • Author(s): 夏池真史，菊地哲郎，Lee Ying Ping，伊藤紘晃，藤井学，吉村千洋，渡部徹
  • Journal Title: 水環境学会誌 Volume: 36(6) Pages: 197-210
  • DOI: http://doi.org/10.2965/jswe.39.197
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 熊本県内の一流域における地下水中硝酸性窒素濃度の現状 (2017)
  • Author(s): 伊藤紘晃，吉田拡充，末永雄一，濱武英，川越保徳
  • Organizer: 第51回水環境学会年会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本県・熊本市）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-15
• [Presentation] 森林土壌に由来する溶存有機物の塩分濃度上昇による量的・質的変化 (2017)
  • Author(s): 市橋永吉，伊藤紘晃，浦剣，渡部徹
  • Organizer: 平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • Place of Presentation: 東北工業大学（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-04 – 2017-03-04
• [Presentation] 河口域で予想される森林由来土壌有機物の量的・質的変化 (2017)
  • Author(s): 市橋永吉，伊藤紘晃，浦剣，梶原晶彦，渡部徹
  • Organizer: 第22回庄内・社会基盤技術フォーラム
  • Place of Presentation: 東北公益文科大学（山形県・酒田市）
  • Year and Date: 2017-01-25 – 2017-01-25
• [Presentation] Manganese concentration and dissolved organic matter composition changes in surface water of mountainous streams with sabo dams (2016)
  • Author(s): Praise, S., Ito, H., Watanabe, K., Jian, P., Watanabe, T.
  • Organizer: ASLO 2016 Summer Meeting
  • Place of Presentation: Santa Fe Community Convention Center (Santa Fe, New Mexico, USA)
  • Year and Date: 2016-06-05 – 2016-06-10
  • Int'l Joint Research