2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of a new blue carbon ecosystem model to reveal carbon capture and storage function in urban coastal shallow waters
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18K04409
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
相馬 明郎 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80601096)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 炭素貯留 / 炭素隔離 / 生態系モデル / ブルーカーボン / 炭酸平衡系 / 浮遊系 / 底生系 / 沿岸海域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気候変動を緩和する機能として，浅海域による炭素の貯留・隔離機能：ブルーカーボンが期待されている．しかしながら，都市沿岸域のブルーカーボンは未解明な部分が多い．この未知なる機能の解明には，河口域－湾央域，大気－海水－堆積物を含めた広範な領域に渡って織り成される炭素動態と，それを駆動する生物・化学・物理過程の相互作用：生態系ネットワークを捉えることが有効である。したがって，本研究では「大気-海洋間のCO2ガス交換（海洋への炭素吸収）」→「吸収した溶存無機炭素の生物生産による有機物・炭酸カルシウムへの固定（炭素固定）」→「固定化された炭素の堆積物への埋没（炭素貯留）」という，一連の炭素の吸収・固定・貯留プロセスに関連する生物・化学・物理過程とその相互作用を網羅的に組込んだブルーカーボン生態系モデル（底生系－浮遊系結合モデル）を開発し，炭素吸収・固定・貯留の鍵となるメカニズムの推定，評価を行い，都市沿岸域の持つ気候変動緩和機能の理解と評価手法の基礎を確立することを目的としている．
当該年度は，昨年度までに開発したブルーカーボン生態系モデルを活用し，炭素吸収，固定，貯留能の支配的要因の抽出を試みた．特に炭素吸収の支配的要因の分析では，大気-海洋間CO2ガス交換フラックスを1時間から１年に渡る時間スケールで分析し，各時間スケールにおける，物理過程（潮汐，吹送流，鉛直混合），生物化学過程（植物プランクトンの光合成，硝化，有機物の無機化，炭酸カルシウム生成等）の影響を評価した．また，底生系と浮遊系それぞれの生物化学過程が，大気-海洋間CO2ガス交換に与える影響についても解析した．さらに，炭素吸収・固定・貯留機能の現状並びに将来について予測・評価を行った．
本研究で得られたブルーカーボン生態系の評価技術（生態系モデル化技術）を亜熱帯海域にも適用/拡張し，和文論文を１編発表した．
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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
当初目標としていた，(1)ブルーカーボン生態系モデルの開発・適用・検証を概ね終えた．また，検証を終えたモデルを活用し，(2)炭素吸収，固定，貯留の３機能の時空間分布の解析，(3)３機能に対する物理，生物，化学過程の寄与の感度解析についても，解析結果が得られ，その解釈が進みつつある．これら進捗は当初計画通りである．
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| Strategy for Future Research Activity |
ブルーカーボン生態系モデルを活用し，都市沿岸域（東京湾）での炭素吸収，固定，貯留の３機能を構成する生物・化学フラックスに関する感度解析を引き続き実施し，３機能の支配的要因を定量的に明らかにする．
特に今年度は炭素吸収機能に焦点をあて，生物化学過程の寄与について解析を実施し，吸収機能に対する支配的なメカニズムを定量的に解析し，その成果をとりまとめて論文等を執筆し公表する．
ブルーカーボン生態系モデルの計算スキームを高度化し，計算速度の向上，数値誤差の低減を図る．
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| Causes of Carryover |
Covid19の影響により、参加を予定していた国際会議・シンポジウムが延期となった．データ解析・分析を外注せず，学生教育にて実施した．また，プログラムコンパイラ購入を見送った．今後は，ワークステーション購入，データ解析補助，国際会議，論文投稿に予算を活用する予定である．
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