2018 Fiscal Year Annual Research Report
Unified understanding of carbon cycling by coupled CO2 gas exchanges and food web structures in shallow coastal ecosystems
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18H04156
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
桑江 朝比呂 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (40359229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 謙太 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究官 (20725618)
所 立樹 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 客員研究員 (70543859)
堀 正和 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, 主任研究員 (50443370)
吉田 吾郎 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 瀬戸内海区水産研究所, グループ長 (40371968)
梅澤 有 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50442538)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / 一次生産者 / 植食動物 / 生態系サービス / トップダウン効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
浅海生態系では，水温，栄養塩濃度，光量などの外部環境が海草藻類や植物プランクトンといった一次生産者の現存量や生産速度を決定するとともに（ボトムアップ効果），植食動物による植食（トップダウン効果）にも強く影響を受ける．すなわち，大気－浅海生態系間のCO2ガス交換は，ボトムアップ効果とともに植食者を鍵とする食物網構造によっても決定づけられると考えられる．したがって本研究では，一次生産者の現存量と生産速度に影響を与える因子として植食動物に焦点を当て，現地調査と操作実験により食物網構造とCO2ガス交換過程の関連性を実証する．そして，浅海域における望ましい炭素循環像に迫るため，「炭素のストックとフロー」という共通の過程から食物網構造とCO2ガス交換過程を統一的に理解すること目的とする．
当該年度は，生態系純生産量に影響を与える一次生産や植食者に焦点を当て，比較研究が可能な現地調査場所や時期を選定し，炭素，栄養塩といった流入負荷物質や，温度，光環境などを勘案したうえで食物網構造の影響が検討できる砂泥性海草藻場と岩礁性大型海藻場において，現地観測を実施した．植生の空間分布とバイオマスの変化を三次元的に捉えるため，現場実測，ドローン空撮，GIS解析などの手法を適用した．また，同位体比測定用のサンプルを採取するとともに，バルク法やチャンバー法を用いて，炭素動態把握のためのデータを収集した．
海草の地下部から供給される有機物が堆積物中の炭素貯留に与える影響，渦相関法によるガス交換速度測定の解析手法，内湾スケールのガス交換過程を含む炭素循環モデル，干潟生態系における炭素貯留機能を含む生態系サービスの定量化，海面上昇が堆積物中の炭素貯留に与える影響，炭酸カルシウムの堆積がガス交換に与える影響など，英文査読付き論文を6編公表するとともに，ブルーカーボンに関する英文著書を編集し出版した．
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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
研究目標達成の鍵となる現地調査について，場所，時期，そして手法を選定して実施し，翌年度以降の研究計画に目途をつけることができたため．また，論文や書籍等の研究成果を公表することができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
生態系純生産量に影響を与える一次生産や植食者に焦点を当て，炭素，栄養塩といった流入負荷物質や，温度，光環境などを勘案したうえで食物網構造の影響が検討できるよう配慮しつつ現地観測を実施する．海草や海藻の卓越時期や植食者が来襲する時期を勘案し，現地において植食動物の囲い込み実験を実施する．被食前後の植生の空間分布とバイオマスの変化を三次元的に捉えるため，現場実測，リモートセンシング，ドローン空撮，GIS解析などの手法を適用する．炭素循環や食物網構造解析のための水底質や生物サンプルを採取し分析するととともに，CO2ガス交換速度に与える影響について解析する．成果をとりまとめ，論文等を執筆し公表する．
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