2017 Fiscal Year Annual Research Report
海洋「脱」酸性化：アマモ場の酸性化緩和機能の検証と生物群集・生態系機能変動予測
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16H01792
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
仲岡 雅裕 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (90260520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 晴子 琉球大学, 理学部, 助教 (40397568)
藤井 賢彦 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (60443925)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋酸性化 / アマモ場 / 緩和機能 / 操作実験 / 生態系モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アマモ場は光合成により二酸化炭素を吸収するため、海洋酸性化を緩和する機能がある。本研究では、アマモ場の海洋酸性化緩和機能の大きさと空間的な影響範囲を明らかにすると共に、その効果の海洋生物群集への影響を評価する。この目的を達成するため、(A) 北海道東部の環境条件の異なる複数のアマモ場でpH, CO2濃度の連続観測を実施し、(B) 生態系モデルにより緩和機能の影響範囲を評価する。また、(C) 現場のpH・CO2濃度の変動を再現したメソコズム実験により、緩和機能が生物群集に与える影響を検証し、(D)以上の結果を取り入れた統合解析により、アマモ場生物群集の動態に関する将来予測を行う。
2年目にあたる平成29年度は、前年台風により異常値が出た夏季を中心に厚岸湖および厚岸湾のpH, CO2濃度の連続観測を継続した。これらの観測から、アマモ場のpH, CO2濃度の変動パターンが年により大きく異なることが判明した。この原因を明らかにするために、昨年度に開発した流動・生態系構造を考慮した炭素循環予測モデルによる動態予測を行ったところ、淡水流入に伴うアマモの生物量の変化がpH, CO2濃度の変動に大きく関与している可能性が示唆された。
メソコズム実験においては、昨年度に引き続き、水温と二酸化炭素濃度を同時に操作する室内実験によりアマモ、付着藻類、植食性巻貝の相互作用の検証を進めた。その結果、水温上昇の効果に比べ、二酸化炭素分圧の変化が相互作用の変化に与える効果は不明瞭であった。また、上記で観測したpH, CO2濃度の時間変化も考慮した操作実験系の開発を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度までの厚岸湖での連続観測の結果、厚岸湖の二酸化炭素分圧とpHの長期変動が年により大きく異なることが判明し、そのため、野外での観測の強化および野外操作実験を主体とした研究を実施する必要が生じた。これに伴い、操作実験の開始が延期になったが、その代わりに、平成29年度の観測強化により、野外の二酸化炭素分圧とpHの変動にかかるより詳細で貴重なデータを得ることができ、アマモ場の海洋酸性化緩和機能の変動機構の理解が進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は厚岸湖で、pHの野外観測を継続し、異常気象時を含めた時間的変動について、長期データを集積するとともに、周辺環境条件の異なる道東の能取湖のアマモ場に新たな比較検証サイトとして設定し、季節的な観測を開始する。海水流動・生態系モデルについては、厚岸湖で作成されたモデルについて、試行シミュレーションを行い、上記海洋観測による精度検証を通じて、モデルの精度改良を行う。操作実験については、室内水槽およびメソコズムを用いてアマモ、付着藻類、無脊椎動物の３種系を用いた実験を継続する。また、野外において二酸化炭素分圧を操作する実験について、新たに開発された野外操作実験システムの試行運用を兼ねた予備実験を開始する。
令和元年度は、能取湖の観測成果に基づいた生態系モデルによる解析を行うとともに、厚岸湖と能取湖のアマモ場のpH, pCO2濃度の変動様式を日本の他の海域と比較することで、その一般性および特異性の検証を行う。また、アマモ、付着藻類、無脊椎動物の３種系を用いた室内実験および野外操作実験を継続する。
最終年度である令和2年度は、ここまでの海洋観測、生態系モデル解析、および室内・野外操作実験で得られたデータを統合的に解析することにより、環境条件の異なる複数のアマモ場において、気候変動から予測される海洋酸性化のシナリオ下での生物群集構造の変動を予測する。
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