2019 Fiscal Year Research-status Report
Construction of ecosystem stoichiometry concept based on bio-geological coupling
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18K19367
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| Research Institution | Research Institute for Humanity and Nature |
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Principal Investigator |
陀安 一郎 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 教授 (80353449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
申 基チョル 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 安定同位体 / 生態系ストイキオメトリー / 非伝統的同位体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においては、昨年度に分析方法が確立した、各元素に関する実際の生態系試料の分析を行った。まず、石灰岩河川と非石灰岩河川においてMg とCaの濃度およびδ26Mg値を比較したところ、明瞭な違いがあった。この結果は、母岩がこれらの値を決めていることを示している。δ26Mg値においては、石灰岩河川では-1.96 ‰ ～ -1.22 ‰であったのに対し、非石灰岩河川では-0.95 ‰ ～ -0.60 ‰の値を持っていた。また、琵琶湖集水域における3つの石灰岩河川に生息する水生生物のδ26Mg値は、3つの非石灰岩河川に生息する水生生物のδ26Mg値よりも低く、石灰岩からの影響が水生生物に見られることがわかった。しかしながら、摂食機能群別のδ26Mg値はそれぞれ異なっており、餌源の違いが影響を与える可能性が示唆された。一方、ハゼ科魚類のδ26Mg値は、河川水中のδ26Mg値に近似しており、Mgが直接河川水から得られた可能性が見られた。現在、魚類の移動研究には、耳石のストロンチウム同位体比（87Sr/86Sr）がよく使われている。しかし、この指標だけでは河川を分けれない場合もあり、その場合にδ26Mg値を用いた研究を行う意義があることがわかった。これらの結果について原著論文として発表した。
続いて、一方、δ66Zn値に関してみると、野洲川では河川水の値と付着藻類の値は同様であったが、安曇川では付着藻類の方が少し高い値を示した。比較して、陸上植物の落葉のδ66Zn値は河川水の値よりも低かった。ヒゲナガカワトビケラでは、δ66Zn値が高くなっており、同位体分別が起こっている可能性がある。
さらに、河川生態系におけるδ44Caおよびδ88Srに関しては、水生生物における分析自体が一般的でないため、手法開発も含め検討を行った。
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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
すでに野外調査は完了しており、マグネシウム同位体比および亜鉛同位体比の分析に関しても終了している。カルシウム同位体分析に関しては、表面電離型質量分析装置（TIMS）を利用した、42Ca-43Caダブルスパイクを用いた精密Ca同位体分析法の開発に取り込んでいる。国際標準試料（NIST SRM 915bおよびOSIL sea water）にダブルスパイクを混ぜ、その混合物を測定することでダブルスパイクの同位体比を決定するところまでできた。その結果はNIST 915bでδ44/40Ca=0.00±0.14（2sd, n=29）、OSIL海水ではδ44/40Ca=1.14±0.27（2sd, n=12）であった。この値は真値としては報告されている値とは矛盾しないが精度が悪くて安定的な測定には至っていない。特に測定するCaの量によって測定された同位体比に変化をもたらしていることからより正確は測定量の制御やダブルスパイクに影響を与えやすいブランク状況のコントロールについても再検討が必要であり、これからは精度を上げるために色々工夫が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
非伝統的な同位体は、試料の分析に関する前処理、カラム分離、同位体分析、いずれの過程においても困難がつきまとうので、処理数を確保するのが難しい。本研究においては、新たな研究領域を開拓するために、少ない分析数であっても新たな観点を提示したいと考えている。地質特徴が違う複数の河川流域を対象として、生態系での各種同位体の挙動の差異にについて研究を遂行する。δ88Sr分析に関しては、JAMSTEC高知コアセンターとの共同研究を継続する。次年度は最終年度なので、論文取りまとめを行いたい。
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| Causes of Carryover |
非伝統的同位体比の分析には、地球研における共通機器利用費が必要であるが、分析に要する単価が高いため、少しの分析スケジュール変更によって大きな誤差として見えている。最終年度には、分析を終了するとともに論文出版につなげている予定である。論文出版に対しては、出来るだけオープンアクセスも検討する。
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