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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of ecosystem traceability techniques using multi-elements and molecular level isotope ratios

Research Project

Project/Area Number 16H02524
Research InstitutionResearch Institute for Humanity and Nature

Principal Investigator

陀安 一郎  総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 教授 (80353449)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中野 孝教  早稲田大学, 理工学術院, その他(非常勤講師) (20155782)
申 基チョル  総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
木庭 啓介  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (90311745)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords安定同位体 / Isoscape / 軽元素 / 重元素 / トレーサビリティー
Outline of Annual Research Achievements

陸上生態系に関しては、有機物のδ18Oを用いた研究を取りまとめた。本研究においては、種子に含まれる有機物のδ18Oを植物の生育標高の指標として利用し、動物による種子散布の効果について検討した。その結果、春~夏結実の種子に関しては動物の種子散布は温暖化適応に関して正の影響を与えるのに対し、夏~秋結実の種子に関しては逆の効果を持つことがわかった。陸水生態系に関しては、リン酸のδ18Oに関する集水域レベルの同位体地図(Isoscape)作成し、河川におけるリン酸態リンの起源における考察を行った。また、集水域の母岩(石灰岩)影響によるMg同位体比の違いを利用して、河川生態系研究における新しい同位体比の活用法について検討した。海洋生態系に関しては、脊椎骨椎体のコラーゲン成分に残された同位体比履歴を分析する方法を用いて、サケの北太平洋における移動履歴を推定した。本研究を進める上で、北太平洋域におけるδ15Nの同位体地図をバルク分析法とアミノ酸窒素同位体手法を用いて作成した。本データは、今後の同位体地図研究でも用いることができる。
また、亜硝酸イオンの滞留時間推定のために必須である亜硝酸イオンと水の酸素原子交換およびその際の同位体平衡分別係数について長期培養実験を行った。これまで1件だけ報告例があるこれらの測定値に近い値を得ることができ、現在その測定方を含めた論文を投稿準備中である。
カンボジアのトンレサップ湖の湖水と流入河川の多元素組成を統計解析した結果、雨季は湖水全体がメコン川によって置換されていることを実証した。都市型豪雨が生ずるプロセスを主要元素組成から明らかにした。日本を事例に、地下水、岩石、野菜のストロンチウムIsoscapeの関係と問題点をまとめた。
そのほか、多元素の安定同位体比を用いて、生態系に含まれる物質レベルの代謝・移動に関する研究を取りまとめ、共著論文として発表した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (41 results)

All 2020 2019

All Journal Article (19 results) (of which Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 4 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results)

  • [Journal Article] Some mycoheterotrophic orchids depend on carbon from dead wood: Novel evidence from a radiocarbon approach2020

    • Author(s)
      Suetsugu Kenji、Matsubayashi Jun、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/nph.16409

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for newly discovered albino mutants in a pyroloid: implication for the nutritional mode in the genus Pyrola2020

    • Author(s)
      Kohtaroh Shutoh, Yuko Tajima, Jun Matsubayashi, Ichiro Tayasu, Syou Kato, Takashi Shiga, Kenji Suetsugu
    • Journal Title

      American Journal of Botany

      Volume: 107 Pages: 650-657

    • DOI

      10.1002/ajb2.1462

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Factors characterizing phosphate oxygen isotope ratios in river water: an inter-watershed comparison approach2020

    • Author(s)
      Jun’ichiro Ide, Takuya Ishida, Abigail P. Cid-Andres, Ken’ichi Osaka, Tomoya Iwata, Takuya Hayashi, Masanori Akashi, Ichiro Tayasu, Adina Paytan & Noboru Okuda
    • Journal Title

      Limnology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s10201-020-00610-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tracking long-distance migration of marine fishes using compound-specific stable isotope analysis of amino acids2020

    • Author(s)
      Matsubayashi Jun、Osada Yutaka、Tadokoro Kazuaki、Abe Yoshiyuki、Yamaguchi Atsushi、Shirai Kotaro、Honda Kentaro、Yoshikawa Chisato、Ogawa Nanako O.、Ohkouchi Naohiko、Ishikawa Naoto F.、Nagata Toshi、Miyamoto Hiroomi、Nishino Shigeto、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      Ecology Letters

      Volume: 23 Pages: 881-890

    • DOI

      10.1111/ele.13496

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isotopic and molecular data support mixotrophy in Ophioglossum at the sporophytic stage2020

    • Author(s)
      Suetsugu Kenji、Taketomi Shintaro、Tanabe Akifumi S.、Haraguchi Takashi F.、Tayasu Ichiro、Toju Hirokazu
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/nph.16534

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Major and trace elements in the surface water of Tonle Sap Lake, Mekong River, and other tributary rivers, Cambodia2020

    • Author(s)
      Yoshikawa, T., Takagi, A., Ishikawa, S., Hori, M., Nakano, T., Shin, K-C, Sitha, H., Cheasan, E. and Limsong, S.
    • Journal Title

      Environmental Monitoring and Assessment.

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] アイソスケープを使った環境診断 : 石と水と野菜の産地のつながり2020

    • Author(s)
      中野孝教
    • Journal Title

      科学

      Volume: 3月号 Pages: 251-256

  • [Journal Article] 同位体環境学と同位体地図を用いた研究の展開2020

    • Author(s)
      陀安一郎
    • Journal Title

      海洋化学研究

      Volume: 33 Pages: 27-31

  • [Journal Article] Assessing alpha and beta diversities of benthic macroinvertebrates and their environmental drivers between watersheds with different levels of habitat transformation in Japan2019

    • Author(s)
      Ko Chia-Ying、Iwata Tomoya、Lee Jun-Yi、Murakami Aya、Okano Junichi、Ishikawa Naoto F.、Sakai Yoichiro、Tayasu Ichiro、Itoh Masayuki、Song Uhram、Togashi Hiroyuki、Nakano Shinich、Ohte Nobuhito、Okuda Noboru
    • Journal Title

      Marine and Freshwater Research

      Volume: 70 Pages: 504-512

    • DOI

      10.1071/MF18031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable and radio-isotopic signatures reveal how the feeding habits of ants respond to natural secondary succession in a cool-temperate forest2019

    • Author(s)
      Tanaka, H.O., Haraguchi, T.F., Tayasu, I. and Hyodo F.
    • Journal Title

      Insectes sociaux

      Volume: 66 Pages: 37-46

    • DOI

      10.1007/s00040-018-0665-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Using segmental isotope analysis of teleost fish vertebrae to estimate trophic discrimination factors of bone collagen2019

    • Author(s)
      Matsubayashi Jun、Umezawa Yu、Matsuyama Michiya、Kawabe Ryo、Mei Weiping、Wan Xin、Shimomae Atsushi、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      Limnology and Oceanography: Methods

      Volume: 17 Pages: 87-96

    • DOI

      10.1002/lom3.10298

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collagen turnover and isotopic records in cortical bone2019

    • Author(s)
      Matsubayashi Jun、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      Journal of Archaeological Science

      Volume: 106 Pages: 37-44

    • DOI

      10.1016/j.jas.2019.03.010

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of Phosphorus Sources in a Watershed Using a Phosphate Oxygen Isoscape Approach2019

    • Author(s)
      Ishida Takuya、Uehara Yoshitoshi、Iwata Tomoya、Cid-Andres Abigail P.、Asano Satoshi、Ikeya Tohru、Osaka Ken’ichi、Ide Jun’ichiro、Privaldos Osbert Leo A.、Jesus Irisse Bianca B. De、Peralta Elfritzson M.、Tri?o Ellis Mika C.、Ko Chia-Ying、Paytan Adina、Tayasu Ichiro、Okuda Noboru
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology

      Volume: 53 Pages: 4707-4716

    • DOI

      10.1021/acs.est.8b05837

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mass flowering of Fagus crenata does not depend on the amount of stored carbohydrates in trees2019

    • Author(s)
      Shuichi Igarashi, Mitsue Shibata, Takashi Masaki, Ichiro Tayasu & Tomoaki Ichie
    • Journal Title

      Trees

      Volume: 33 Pages: 1399-1408

    • DOI

      10.1007/s00468-019-01867-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnesium isotopes reveal bedrock impacts on stream organisms2019

    • Author(s)
      Nitzsche Kai Nils、Kato Yoshikazu、Shin Ki-Cheol、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 688 Pages: 243-252

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2019.06.209

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparative study of nutritional mode and mycorrhizal fungi in green and albino variants of Goodyera velutina, an orchid mainly utilizing saprotrophic rhizoctonia2019

    • Author(s)
      Suetsugu Kenji、Yamato Masahide、Matsubayashi Jun、Tayasu Ichiro
    • Journal Title

      Molecular Ecology

      Volume: 28 Pages: 4290-4299

    • DOI

      10.1111/mec.15213

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Downhill seed dispersal by temperate mammals: a potential threat to plant escape from global warming2019

    • Author(s)
      Naoe Shoji、Tayasu Ichiro、Sakai Yoichiro、Masaki Takashi、Kobayashi Kazuki、Nakajima Akiko、Sato Yoshikazu、Yamazaki Koji、Kiyokawa Hiroki、Koike Shinsuke
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 14932

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51376-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Siberian Permafrost Thawing Accelerated at the B?lling/Aller?d and Preboreal Warm Periods During the Last Deglaciation2019

    • Author(s)
      Katsuta Nagayoshi、Matsumoto Genki I.、Hase Yoshitaka、Tayasu Ichiro、Haraguchi Takashi F.、Tani Eriko、Shichi Koji、Murakami Takuma、Naito Sayuri、Nakagawa Mayuko、Hasegawa Hitoshi、Kawakami Shin‐ichi
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 46 Pages: 13961-13971

    • DOI

      10.1029/2019GL084726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of humic-like substances as atmospheric surfactants in the formation of summer-heavy rainfall in downtown Tokyo2019

    • Author(s)
      Sugo Toshiki、Okochi Hiroshi、Uchiyama Ryunosuke、Yamanokoshi Eri、Ogata Hiroko、Katsumi Naoya、Nakano Takanori
    • Journal Title

      City and Environment Interactions

      Volume: 3 Pages: 100022

    • DOI

      10.1016/j.cacint.2020.100022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 同位体地図(Isoscape)を用いた生態学的研究2020

    • Author(s)
      陀安一郎,SHIN Ki-Cheol, 中野孝教
    • Organizer
      令和2年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] Vertical seed dispersal of Japanese crowberry by Japanese black bears and birds: estimation using stable oxygen isotope ratios.2020

    • Author(s)
      Kazuaki Takahashi, Shoji Naoe, Kosuke Saeki, Yutaro Koide, Taiga Amari, Yoshihiro Tsunamoto, Ichiro Tayasu, Takashi F. Haraguchi, Kaori Takahashi
    • Organizer
      7th Frugivores and Seed Dispersal Symposium
  • [Presentation] 脊椎骨コラーゲンの安定同位体比が明らかにする仙台湾ヒラメの生息環境履歴2020

    • Author(s)
      加藤義和,冨樫博幸,栗田豊,長田穣,天野洋典,由水千景,鎌内宏光,陀安一郎
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] 腐生植物は存在するのか!? 大気圏内核実験由来の放射性炭素同位体を用いた新たな検証2020

    • Author(s)
      末次健司, 松林順, 陀安一郎
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] 兵庫県千種川流域における硝酸イオンおよび硫酸イオンの季節的動態の比較2020

    • Author(s)
      藤吉麗,陀安一郎,藪崎志穂,原口岳,由水千景,大串健一,古川文美子,伊藤真之,山本雄大 ,横山正,三橋弘宗
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] ホシガラスによるハイマツの標高方向の種子散布:岩手山周辺での事例2020

    • Author(s)
      綱本良啓, 陀安一郎, 原口岳, 直江将司
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] シカの耕作地における採食指標としての糞窒素安定同位体比の年変動2020

    • Author(s)
      原口岳, 幸田良介, 石塚 譲, 陀安 一郎
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] Rhizoctoniaと共生するラン科植物の栄養摂取様式の解明2020

    • Author(s)
      八木龍太,陀安一郎,末次健司
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] 砂浜海岸における小動物の栄養源の解明2020

    • Author(s)
      塩澤直人, 由水千景, 陀安一郎, 占部城太郎
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
  • [Presentation] 地球研における同位体環境学共同研究2019

    • Author(s)
      陀安一郎
    • Organizer
      第9回同位体環境学シンポジウム
  • [Presentation] Contribution of oceanic sulfur to coastal ecosystem using isotope ratio in lichens: formulating distance-decay and applying model selection approach2019

    • Author(s)
      Hiromitsu Kamauchi, Tamihisa Ohta, Takuya Ishida, Takashi F. Haraguchi, Ichiro Tayasu
    • Organizer
      2019 AGU Fall Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海洋アイソスケープを用いたサケの回遊履歴復元2019

    • Author(s)
      松林順,長田穣,陀安一郎,大河内直彦
    • Organizer
      2019年度日本魚類学会年会
  • [Presentation] 水圏溶存有機物におけるマイナーなD-アミノ酸の分布2019

    • Author(s)
      山口保彦,由水千景,陀安一郎,木庭啓介,早川和秀
    • Organizer
      第37回有機地球化学シンポジウム
  • [Presentation] Combining isoscapes and segmental isotope analysis of vertebrae to study the movement of fishes2019

    • Author(s)
      Tayasu, I., Kato, Y., Kamauchi, H., Yoshimizu, C., Matsubayashi, J., Osada, Y., Saitoh, Y., Shin, K., Nakano, T., Togashi, H. and Kurita, Y.
    • Organizer
      Goldschimidt 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射性炭素分析法を用いた熱帯二次林の形成年代特定技術の開発2019

    • Author(s)
      市栄智明,田村彩恵,高橋亜衣,松岡真如,五十嵐秀一,田中憲蔵,兵藤不二夫,陀安一郎,Mohd Effendi bin Wasli
    • Organizer
      第29回日本熱帯生態学会年次大会
  • [Presentation] Environmental traceability methodology by multi-isoscapes2019

    • Author(s)
      lchiro Tayasu, Lei Fujiyoshi, Shiho Yabusaki, Ki-Cheol Shin, Takanori Nakano, Makoto Taniguchi
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial distribution of nitrogen stable isotope ratio in deer feces in an agro environment, Osaka2019

    • Author(s)
      Takashi F Haraguchi, Ryosuke Koda, lchiro Tayasu
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The hydrogen and oxygen isotopic compositions of water in the Chikusa River2019

    • Author(s)
      Ken'ichi Ohkushi, Shiho Yabusaki, lchiro Tayasu, Lei Fujiyoshi, Takanori Nakano, Ki-Cheol Shin, Tadashi Yokoyama, Hiromune Mitsuhashi, Masayuki ltoh, Kazuki Yasugi
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamics of sulfate and nitrate inferred from stable isotope techniques in Chikusa river watershed, Hyogo Prefecture2019

    • Author(s)
      Lei Fujiyoshi, lchiro Tayasu, Shiho Yabusaki, Takashi F Haraguchi, Chikage Yoshimizu, Ken'ichi Ohkushi, Fumiko Furukawa, Masayuki ltoh, Yudai Yamamoto
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Do mountain-climbing mammals protect plants from global warming by their vertical seed dispersal?2019

    • Author(s)
      Shoji Naoe, lchiro Tayasu
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biodiversity increases integrated trophic position of macroinvertebrate communities in coastal food webs: Testing the vertical diversity hypothesis2019

    • Author(s)
      Noboru Okuda, Zin’ichi Karube, Yoichiro Sakai, Tomohiro Takeyama, Ichiro Tayasu, Chikage Yoshimizu, Toshi Nagata
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bacterial contribution to dissolved organic matter in a large monomictic lake (Lake Biwa) indicated by amino acids enantiomers2019

    • Author(s)
      Yasuhiko T. Yamaguchi, Chikage Yoshimizu, Ichiro Tayasu, Keisuke Koba, Kazuhide Hayakawa
    • Organizer
      JpGU meeting 2019
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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