2014 Fiscal Year Research-status Report
サンゴ礁における酸素動態把握のための培養実験及びモデリング研究
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25340004
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邉 敦 東京工業大学, 情報理工学研究科, 助教 (00378001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 理 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (00293720)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 酸素動態 / 気泡 / 溶存酸素同位体比 / サンゴ / 飼育実験 / モデル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サンゴ礁では日中、しばしば酸素が過飽和になり気泡化する現象が見られるが、その発生量や元素・同位体組成に関しては未知な部分が多い。また夜間のサンゴ類による呼吸は、拡散律速により形状に依存した同位体分別を引き起こすと考えられるが、このサンゴ形状と同位体分別の関係も知見に乏しい。そこで本研究では様々な形状の造礁サンゴを用いた培養実験を行うことで、明条件での過飽和気泡の組成・量の把握、暗条件での呼吸時の酸素同位体分別効果を測定する。また得られた結果を既存のサンゴ礁物質循環モデルに同位体を含めた酸素コンパートメントとして加え観測データと同化することにより、礁スケールでの酸素動態の定量評価を目指す。
本年度は昨年度に引き続き、枝状ミドリイシや枝状ハマサンゴ、板状アオサンゴの造礁サンゴ類に加え、大型海藻類（褐藻、緑藻、紅藻）、海草類の飼育実験を実施し、日中の気泡形成過程を確認した。また気泡形成に必要な海水と生物量のバランスや、実験に使用可能な生物種を把握した。実験後に使用する生物に関し、表面積、表面積当たりのクロロフィル含量、炭素・窒素・リン含量、タンパク質量といった基本的パラメータの分析を行う体制を整えた。
現地観測では石垣島白保サンゴ礁を対象に、ロガー型センサーを用いた溶存酸素の観測、複数地点での酸素安定同位体比の時系列試料採取を実施した。
並行して酸素同位体比を含む酸素動態モデルの開発を行った。白保サンゴ礁では、酸素の時空間変動を再現できるようになった。また酸素同位体比については、既存の研究例を基に、モデル化を検討した。来年度、実験で酸素同位体比に関する成果が挙げ、モデルを高精度化する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
飼育実験に適した造礁サンゴ類や生物種の選定、適当な海水／生物量の検討等は現在までに実施できた。しかし純粋に生物が生成した気泡を、大気のコンタミネーション無くサンプリングする方法の確立が大幅に遅れている。また現場での酸素動態観測もデータ数が不足している為、来年度の夏季に集中的に取得する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは来年度の初期に、大気のコンタミネーション無く発生した気泡をサンプリングする方法を確立する。うまくサンプリングが出来る様になれば、分析手法は確立しているのでサンプルを正確な分析にかける。ここで有意な同位体分別や夜間の呼吸に伴う同位体分別が観測できれば、その結果をモデルに取込み、酸素および同位体比の時空間変動を再現する。再現した結果を現地で取得した時系列変化、空間変化の結果と比較し、モデルの検証を実施する。
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| Causes of Carryover |
今年度までの研究で気泡を発生しやすい造礁サンゴ種や海草、大型藻類や飼育実験に適した条件は検討をおこなえた。しかし実際に気泡を大気のコンタミネーション無くサンプリングする手法確立に難航し、確実な方法を見いだせていない。故に今年度までに使用を予定していた実験系の構築や現場での実験が遅れ、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年度の夏季までに集中的に手法の確立に取り組み、夏季に現場実験を実施することで、遅れを取り戻し残額を有効利用する予定である。
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