2018 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation of the contribution of Submarine Groundwater Discharge (SGD) to biological production of coastal fisheries resources by using stable isotope ratio recorded in the algae and the shell
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17K07889
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
富永 修 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 教授 (90264689)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 海底湧水 / マガキ / 炭素安定同位体 / アオサ / 窒素安定同位体 / DIC / 酸素安定同位体 / 3ソースベイズミキシングモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2ソースモデルを用いてイワガキのδ13CSHELLから推定した地下水寄与率は、地下水の指標となる222Rn濃度の高い釜磯高湧出域、女鹿でそれぞれ24.9、31.1%であった。222Rn濃度の低い鳥崎の地下水寄与率は7.9%と低かった。環境水のδ13CDICから推定した地下水寄与率はイワガキから推定した地下水寄与率と符合した。そのため、イワガキのδ13CSHELは環境水のδ13CDICを反映し、地下水環境を評価する指標として有効であると示唆された。西浜では222Rn濃度が低かったが、地下水寄与率は22.2%と高かった。西浜は月光川河口に位置するため、河川水の影響を強く受けると考えられる。3ソースモデルから推定した西浜の地下水、上流河川水の寄与率はそれぞれ19.8%、7.8%となり、地下水が河川水を介して寄与することが示された。また、宮城県舞根湾ではアサリのδ13CSHELから推定した地下水寄与率もマガキと同様の結果を示したことから、他の二枚貝種を用いた地下水環境評価も可能である。
つぎに、一次生産者のアオサから地下水規律を検討した。SGD由来の栄養塩のδ15Nは低い値をとるため、SGDの寄与が大きいほどSGD由来の栄養塩を利用するアナアオサのδ15Nは低下する。遊佐のSGD高湧出地点(ラドン濃度427～22000Bq/m3)で採取したアナアオサはδ15Naveが2.1～3.6、低湧出地点(ラドン濃度38.1～210.6Bq/m3)で採取したアナアオサはδ15Naveが5.4～6.9であった。SGDのδ15NNO3は1.4～1.6‰、沖合水のδ15NNO3は11‰だった。アナアオサのδ15N値は利用する硝酸態窒素の安定同位体比を反映することから、遊佐ではアナアオサの生産にSGD由来の栄養塩が寄与していることが示唆された。
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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
今年度の測定では、山形県遊佐町沿岸、宮城県舞根湾、鳥取県大山町沿岸、福井県小浜湾で採集した水サンプル、二枚貝殻の炭素・酸素安定同位体比を測定した。二枚貝殻から環境水の安定同位体比を推定して、海水と地下水の安定同位体比を端成分とする2ソースモデルを用いることで、二枚貝殻に寄与する地下水を定量化できた。昨年度に分析した山形県遊佐町沿岸、宮城県舞根湾、岩手県大槌湾、広島県竹原市沿岸のサンプルと組み合わせて、全国的な地下水環境の評価ができた。
一方で、地下水と海水の2ソースモデル式を用いた地下水寄与の定量化では、もう一つの陸域供給源である河川水の寄与を区別できなかった。しかしながら、今年度の測定結果を組み合わせて、地下水、河川水、海水の3ソースモデル式を用いることで、二枚貝殻に対する、河川水と区別した地下水の寄与を定量化できた。今後、他海域にて追加測定(河川水の炭素・酸素安定同位体比)を行うことで、河川水と区別した地下水の寄与を全国的に定量化していくことが可能となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度に引き続き、水産資源生物と海底湧水の連関が指摘されている北海道沿岸2か所、2018年実施の山形県遊佐、福井県和田浜(砂浜域)および小浜湾の各海域で複数の定点を設定し、以下の課題を設定する１）2018年度に構築した3ソースミキシングモデルにより、一次生産者と一次消費者への地下水寄与率を推定。特に、小浜湾では季節別調査を実施し地下水寄与率の季節変化を検証する。２）ラドン分析による海底湧水マッピング。３）海底湧水の栄養塩、無機炭素、無機窒素、水の安定同位体、一次生産速度などの環境特性。４）調査海域に分布する海藻と貝殻中の地下水シグナルの代替指標として炭素、窒素、酸素安定同位体、成長速度などを分析する。これらの情報を相互に検証して、対象生物に記録された地下水シグナルから沿岸域の生物生産への海底湧水の寄与を定量化する。
本研究は、研究代表者の福井県立大学の富永と杉本（環境水中の地下水シグナルの分析）および大学院生とび4年次学生が分担して実施する。このうち、環境水中の無機炭素および酸素安定同位体比分析および貝殻中の炭素および酸素安定同位体比を総合地球環境学研究所との共同研究で分析することを希望している。調査海域の中に5カ所の定点を設置して環境水とカキ類、イガイ類を採集あるいは購入する。福井県小浜湾において毎月5点（養殖いかだ）で調査を実施し標本採集する。
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| Causes of Carryover |
H30年度の外注の同位体分析経費（約80万円）が海外と分析の遅れでH31年度（令和元年度）に持ち越されたことが大きい。昨年度、北海道地震のため北海道での調査ができなかった。今年度に実施するため、学生の旅費を含め約40万円が平成31年度（令和元年度）に持ち越された。
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