2019 Fiscal Year Annual Research Report
貧酸素による内湾の酸性化：微生物呼吸によるCO2生成の実態と水産生物への影響
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17H03854
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
和田 実 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (70292860)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石松 惇 長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 名誉教授 (00184565)
鈴木 利一 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (20284713)
松下 吉樹 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (30372072)
嶋永 元裕 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 准教授 (70345057)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 貧酸素 / 酸性化 / 閉鎖性内湾 / 微生物呼吸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に続いて大村湾内における貧酸素と酸性化状況の定量観測を実施し、特にLAHWの連続的な形成過程を明らかにするため，St. Cの海底から1m上の深度になるようにデータロガー係留した。その結果7月下旬から8月上旬までの短期間にDOとpHが同時に急激に低下して，貧酸素化と酸性化が同調した (DO=0, pH=7.73)．8月中旬に一時的にDOとpHが回復したのち．再びDOが減少する中でpH低下は緩やかに進むことが確かめられ、昨年度と同様に顕著なDO低下にもかかわらずpHが下がらない水塊（LAHW）形成されることを確認した．また、大村湾の縁辺部においてDOとpHを連続観測したところ、中央部でのDOとpHの低下から約３週間ほど遅れて、両者が低下する傾向が認められた。
各観測時に採水試料を培養し、酸素消費量に対する二酸化炭素生成量の比率（RQ）を測定したところ、貧酸素期には１以上となり，LAHW形成期には著しく低い値を示し（約0.5）、 LAHW形成期に二酸化炭素の生成が抑制されていることが示された。全細菌群集組成を調べたところ，LAHW形成期にはアンモニア酸化古細菌のThaumarchaeotaと硫黄酸化細菌の一種、SUP05の2種類の存在割合が高くなることも確かめられた．これらの結果はDO低下と酸性化が同調しないLAHW水塊の生成には酸素と二酸化炭素を同時に消費する化学合成独立栄養細菌が関わっている可能性を強く示唆している。Thaumarcheaeotaのアンモニア酸化活性は水中の光強度が強いと阻害を受けることが知られているが、LAHW形成期に海底付近の光量子は貧酸素期の中で最も低く、Thaumarcheaeotaに対する阻害は他の時期と比べて抑制されていると考えられた。
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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
大村湾の底層水において夏季に貧酸素化と酸性化が同時進行することはこれまでの定量観測によって確実となり、微生物呼吸がその主要因であることを示せた。一方、顕著な酸素濃度の低下にもかかわらずpHが下がらない水塊（LAHW）が貧酸素期の後半に生じていることも突き止め、その原因として化学合成独立栄養細菌の一種であるアンモニア古細菌が関与している可能性を示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
予備的に取り入れた環境DNA解析手法を積極的に用いて、貧酸素期の水産植物、動物の行動・分布状況を推定し、貧酸素と酸性化による多重ストレスに関する調査・検討を加速する。
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