2018 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。
平成30年度は、春季から秋季にかけての厚岸湖および厚岸湾のpH, CO2濃度の長期連続観測を実施したが、夏季に例年にない雨量不足に伴い、河川水の影響を評価するデータが得られなかったため、令和元年度まで引き続き観測を実施した。これらの観測で得られたアマモ場のpH, CO2濃度の変動パターンの解析より、アマモ場の海洋酸性化緩和効果は、春季から夏季にかけて高い一方、夏季から秋季にかけては低くなることが明らかになった。この原因として、夏季から秋季にはアマモの枯死体および付着物が増加するため、分解による酸素消費が上がる可能性が示唆された。
上記のデータを取り入れた流動・生態系モデルにおいて、アマモ場の海洋酸性化緩和効果を予測するために、アマモ場を仮想的に除去したモデルとの比較解析を行ったところ、アマモ場があることで夏季のpHが比較的高く保たれることが判明した。この結果をもとに、現場のアマモ場の緩和効果を考慮に入れたメソコズム実験の条件設定を完了した。
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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
これまでの厚岸湖・厚岸湾でのpH, CO2濃度の長期連続観測をもとに、精度および再現性の高い流動・生態系モデルを構築することができた。また、アマモ場を仮想的に操作したモデルの解析により、アマモ場の海洋酸性化緩和効果の時間的および空間的変動を定量的に評価することが可能になった。栄養段階の異なる多種系を用いた操作実験についても、モデル予測に基づくpH, CO2濃度の変動を再現できる実験系を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度は厚岸湖・厚岸湾で、pH, CO2濃度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し、流動・生態系モデルを用いた予測の精度向上を進める。また周辺環境条件の異なる他海域のアマモ場と比較することで、海洋酸性化緩和効果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種系を用いたメソコズム実験について、現場のpH, CO2濃度の時空間的変動を再現した実験を開始する。
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、およびメソコズム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、海洋酸性化緩和効果の変異の形成機構を解明するとともに、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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