2019 Fiscal Year Annual Research Report
栄養塩負荷量と漁業生産の関係：水質総量規制は漁業生産の減少要因か？
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18H03961
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
伴 修平 滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (50238234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸尾 雅啓 滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (80275156)
後藤 直成 滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (40336722)
尾坂 兼一 滋賀県立大学, 環境科学部, 講師 (30455266)
齋藤 光代 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (20512718)
小野寺 真一 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (50304366)
奥田 昇 総合地球環境学研究所, 研究部, 准教授 (30380281)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 漁業生産 / 貧栄養化 / 栄養塩負荷量 / リン酸酸素安定同位体比 / リン酸ナノモル測定 / 動物プランクトン生産量 / 琵琶湖北湖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）21河川において、リン酸濃度は平水時も降雨時も同じ傾向を示したが、降雨時の方がより土地利用の影響を受けていた。PP濃度は平水時に農地や市街地で高く、降雨時に流域面積が大きい河川で高くなった。琵琶湖北湖を対象に、気象衛星を用いたクロロフィル量の観測を行い、広範囲における空間分布を捉えることに成功し、また春期と秋期にミクロ植物プランクトンのブルームが捉えられた。そして、これらのブルームがパルス的な栄養塩供給と鉛直混合によってもたらされたことを示唆することができた。
2）ラドントレーサー法で見積もった琵琶湖への浅層地下水湧出量は、従来の観測に基づく推定結果とほぼ一致した。さらに、湖岸近傍の地形が急峻な彦根エリアでは、深層地下水の湧出が浅層地下水の湧出の3倍程度の量になると推定された。
3）2019年3月～12月の期間、琵琶湖北湖の定点K4にて、クロロフィルa量および栄養塩濃度の時空間分布は概ね2018年のそれらに類似したが、正リン酸濃度は、2018年には7月まで30m以浅で30nMを上回ることはなかったが、2019年には5-6月に10m近傍に50nM以上の中層極大を捉えた。同時に行った岸から沖への定線観測でも、5月初旬に沿岸付近で同様のリン酸中層極大を認めた。
4）琵琶湖盆へ流入する地下水中のリン動態を明らかにするため、滋賀県立大学内に掘削した観測用井戸から地下水試料とボーリングコア試料を採取し、リン酸-酸素同位体比（δ18Op）を測定した。地下水とボーリングコアでは異なるδ18Op値を示し、地上からのリン供給、地下水中における生物的なプロセスの存在が示唆された。
5）動物プランクトン生産量を見積もるための現場実験にて、Daphniaでは、TPと水温に明瞭な相関関係を見出したが、EodiaptomusとCyclopoidaでは有意な関係は認められなかった。
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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
研究は概ね順調に進んでいるが、やはりリン酸酸素安定同位体比の測定にやや苦戦している。方法論がようやく確立してきたので、最終年度に向け、再度挑戦する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
S1）河川から流入する懸濁態リンの動態解析：選定した21河川について、琵琶湖へ流入する懸濁態リンの動態を明らかにするため、それらの集水域の土地利用と河川水中のリンの動態を解析する。今年はこれに水文環境を加え、河川から流出する懸濁態リンの生物利用可能性について分析する。また、北湖湖心部に係留系を設置し，植物プランクトンの日間一次生産速度を連続的に測定する。衛星観測により北湖全域におけるクロロフィルa濃度を推定する。
S2）琵琶湖への地下水流入量およびリン負荷量の定量：昨年、新たに掘削した井戸から得た深層被圧地下水の試料を分析し、琵琶湖西岸も合わせて、深層地下水の琵琶湖内での流出量を推定し、深層地下水を含む地下水湧出量の空間分布を評価する。
S3）ナノモル測定による湖内の正リン酸イオンの分布および生物利用可能性：一昨年および昨年の調査によって、湖内のリン酸の時空間分布と植物プランクトン利用可能性については理解がすすんだ。本年は、琵琶湖中央に設置された水資源機構管理の観測ブイにて5mと20mの湖水の連続採取（毎日）を試みる。これによって、沿岸からスパイク状に沖帯へ輸送されてくるであろうリン酸の動態を把握する予定である。
S4）リン酸酸素安定同位体技術を用いたリンの動態解析：昨年採取した試料について追加測定を試みる。また、別途採取している堆積物試料より採取したリン酸についても解析し、琵琶湖の深度20m付近に湧出している地下水の起源推定を試みる。
S5）植物プランクトンから動物プランクトンへのエネルギー転換効率の推定：現場実験によって、ミジンコの生産量と環境要因（水温、TP、個体数密度）との関係について追加実験を行う。この経験式を用いて過去40年間の琵琶湖における動物プランクトンの年間生産量を求め、一次生産からの転換効率を計算する。
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