2011 Fiscal Year Annual Research Report
貧酸素化が進行する閉鎖性内湾の環境修復:大村湾をシミュレーターとした検証実験
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22248022
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中田 英昭 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科, 教授 (60114584)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 數充 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科, 教授 (00047416)
和田 実 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科, 准教授 (70292860)
梅澤 有 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科, 助教 (50442538)
笠井 亮秀 京都大学, 農学研究科, 准教授 (80263127)
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| Keywords | 水圏環境 / 保全 / 環境修復 |
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| Research Abstract |
本年度は、底層水の貧酸素化が進行する6月から9月まで、大村湾中央部を横断する形で海底に設置した散気管(全長およそ7km)の稼働試験を実施するとともに、貧酸素化の進行過程、栄養環境、植物プランクトンや微生物群集の動態等に関するモニタリングを継続した。研究の進捗状況および成果の要点は以下の通りである。
(1)2011年夏季も、2010年とほぼ同様に大村湾の底層で貧酸素化が進行する様子が観測されたが、散気管からの送気を連続的に稼働させた海域の近傍では、散気による酸素の供給に加えて緩やかな上昇流が発生し、水温や溶存酸素、クロロフィル濃度等の鉛直分布を変化させていることが確認された。
(2)有害赤潮の原因種である有殻渦鞭毛藻Heterocapsa circularisquamaやラフィド藻Heterosigma akashiwoが、貧酸素化の進行に伴い海底泥から溶出する栄養塩類を利用して増殖している可能性があることが分かった。
(3)ARISA法を用いた解析により、高水温期に貧酸素化が進行する湾中央部の海底に優占する特定の細菌種の存在が示唆された。また、貧酸素水塊形成時期の細菌群集構造の変化パターンを把握することができた。
(4)魚類の炭素・窒素安定同位体比を測定した結果、植物プランクトンから大型魚類につながる食物網が存在すること、カタクチイワシ仔稚魚が多くの魚類の餌料として重要であることが示唆された。生態系におけるカタクチイワシの重要性は、漁獲量データの解析でも確認された。
(5)GISを用いて流域の土地利用解析を行い、陸起源栄養負荷の変遷状況を推定した。1970年代以降、都市域面積が増加していること、窒素負荷削減には畜産や畑起源の排水の処理能力を高めることが必要であること、さらに地下水由来の栄養負荷にも注意が必要であることが分かった。
(6)貝類養殖と散気を組み合わせた環境修復の可能性を検討するため、カキ養殖の現場で小規模の散気実験を行い、散気による鉛直方向の海水循環がカキの肥満度を有意に高める効果を持つことが示唆された。
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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
大村湾中央部を横断する形で海底に空気を送り込むための散気管(全長およそ7km)の設置を完了し23年6月～9月に予定通り、貧酸素化する海底への酸素の供給実験を開始することができた。これまでの各分担課題に関する研究結果から、貧酸素化の進行過程や貧酸素化に関連する植物プランクトンや微生物の動態が把握されており、今後は貧酸素環境の改善効果に関する比較解析に重点を移す予定である。安定同位体比等を用いた生態系のエネルギーフローについても分析試料の採取は概ね順調に進んでいる。貝類養殖や海底動物(ナマコ等)、海藻類の生物機能を活用した環境改善についても幾つか副次的な知見が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
23年度に6月から9月まで連続的に散気実験を行うことができたので、24年度は送気量をさらに増やして散気による貧酸素環境の改善効果に関する本格的な検証実験を進めることにしている。とくに貧酸素状態の改善に伴う生物群集や生態系の変化過程を明らかにすることに重点を置く。陸起源負荷の適切な管理の在り方や生物機能を活用した環境改善についてもそれぞれ方向性は見えてきているので、それらを上記の散気による環境改善(メインシステム)と組み合わせた環境修復の全体像を提示できるようにしたい。学会等で研究発表を行うとともに、研究成果を論文として発表することに力を入れる。現時点では研究計画の変更等は必要ない。
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