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2020 Fiscal Year Research-status Report

海底湧水が創出する生物生産ホットスポット:気候帯レベルでの比較

Research Project

Project/Area Number 18KK0428
Research InstitutionFukui Prefectural University

Principal Investigator

杉本 亮  福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (00533316)

Project Period (FY) 2018 – 2021
Keywords海底湧水 / 植物プランクトン / 浅海域 / 栄養塩 / 炭素 / 生物生産 / ラドン / ラジウム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、山形県釜磯海岸での調査①に加え、気仙沼舞根湾での調査②を追加的に実施し、海底湧水に対する植物プランクトン(PHY)の応答を評価した。
①対象海域に6測点を設け,6時間ごとに4回のサンプリングを行った。ラドン・ラジウム同位体に基づく物質収支モデルを構築し、地下水流入量および栄養塩輸送量を定量した。また、地下水湧出に対する植物プランクトンの応答を評価するために、明暗瓶を用いた24時間培養実験を行い、栄養塩の取り込み速度も推定した。モデルから推定された淡水性地下水(FGW)の流入量は248m3/d、再循環性地下水(RGW)の流入量は2881m3/dであった。地下水RGWFGW+RGW)による栄養塩輸送量は、窒素で25.0mol/d、リンで1.4mol/d、ケイ素で642.0mol/dであった。このうち、リンとケイ素のそれぞれ62%と78%をRGWが占めていたのに対し、窒素の49%はFGW由来であった。一方、PHYの純一次生産量は一日当たり0.35mgC/Lであった。レッドフィールド比をもとに推定される栄養塩同化量は、窒素で27.6mol/d、リンで1.7mol/d、ケイ素で25.9mol/dであり、窒素とリンの輸送量が同化量の約70%に相当していた。このことから、釜磯海岸の生物生産の大部分が、地下水が供給する栄養塩をベースに成り立っている可能性が強く示唆された。
②舞根湾では、陸起源栄養塩の負荷に対するPHYの応答を評価するために、表層海水を採取し栄養塩およびそれぞれの陸水(河川水・FGW・RGW)を添加した。窒素を含む添加液や湾外水と比べて窒素を多量に含む陸水の添加区では対象区と比較し有意に高いChl-a濃度(3日培養後)を示した。このことは舞根湾へ支配的に流入する湾外水へ窒素を豊富に含む陸水が追加的に負荷されることで効率的に一次生産が生じていることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

COVID-19の影響により、オーストラリアでの調査がまったくできず、国内調査も山形県と宮城県で実施したものを除き、当初予定していたものはほぼ実施することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

海外調査を実施することは現状難しいため、国内の調査地点を新たに設けて、研究課題の目的を達成できるように努める。

  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Editorial: Submarine Groundwater Discharge: Impacts on Coastal Ecosystem by Hidden Water and Dissolved Materials2021

    • Author(s)
      Dulai Henrietta、Santos Isaac R.、Taniguchi Makoto、Sugimoto Ryo、Shoji Jun、Mukherjee Abhijit
    • Journal Title

      Frontiers in Environmental Science

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fenvs.2020.629509

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Submarine groundwater discharge impacts on coastal nutrient biogeochemistry2021

    • Author(s)
      Santos Isaac R.、Chen Xiaogang、Lecher Alanna L.、Sawyer Audrey H.、Moosdorf Nils、Rodellas Valent?、Tamborski Joseph、Cho Hyung-Mi、Dimova Natasha、Sugimoto Ryo、Bonaglia Stefano、Li Hailong、Hajati Mithra-Christin、Li Ling
    • Journal Title

      Nature Reviews Earth & Environment

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1038/s43017-021-00152-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Submarine groundwater discharge: A previously undocumented source of contaminants of emerging concern to the coastal ocean (Sydney, Australia)2020

    • Author(s)
      McKenzie Trista、Holloway Ceylena、Dulai Henrietta、Tucker James P.、Sugimoto Ryo、Nakajima Toshimi、Harada Kana、Santos Isaac R.
    • Journal Title

      Marine Pollution Bulletin

      Volume: 160 Pages: 111519~111519

    • DOI

      10.1016/j.marpolbul.2020.111519

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 火山性砂浜域における淡水性地下水湧出が植物プランクトンの一次生産速度に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      原田佳奈、杉本 亮、中島 壽視、富永 修
    • Organizer
      日本惑星地球科学連合2021年大会
  • [Presentation] 火山性砂浜域における地下水による栄養塩輸送量と植物プランクトンによる栄養塩同化量の定量2021

    • Author(s)
      杉本 亮、八木 亮磨、中島 壽視、石田 健大、山田 誠
    • Organizer
      日本惑星地球科学連合2021年大会
  • [Presentation] 若狭湾内の砂浜域における地下水湧出と食物網構造2020

    • Author(s)
      杉本 亮、角野 悠太、中島 壽視、富永 修
    • Organizer
      日本惑星地球科学連合2020年大会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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