Application of X-ray computed tomography on coral skeletal climatology

• Project/Area Number: 18H03366
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 鈴木 淳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60344199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千徳 明日香 琉球大学, 理学部, 助教 (00722802) ; 新垣 誠司 九州大学, 理学研究院, 准教授 (10452963) ; 林 正裕 公益財団法人海洋生物環境研究所, 海生研実証試験場, 研究員 (20444870) ; 天野 敦子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (20467848) ; 垣田 浩孝 日本大学, 文理学部, 教授 (40356754) ; 井口 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (50547502) ; 石村 豊穂 京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012) ; 岩崎 晋弥 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 特別研究員(PD) (70751006) ; 大野 良和 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 助教 (30814298)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 石灰化 / 地球温暖化 / 海洋酸性化 / 年輪 / サンゴ礁 / 生物硬化作用 / 生物鉱化作用

Outline of Annual Research Achievements

研究計画3年目に相当する期間については、サンゴ骨格成長量についての3次元計測の実現に向けた検討を継続した。X線CTスキャン画像によるハマサンゴ年輪の三次元構造の把握を目的とした。同一成長輪を追跡・対比して、1年分の成長量を群体全体で積分すれば、1年間の成長量が計測できる。さらに、密度情報を付加することができれば、群体全体での石灰化量（例えば1群体あたりのgCaCO3 y-1）を求めることができる。これにより、現在進行中の海洋酸性化トレンドに対応したサンゴの石灰化量の変化を検討することが本研究課題の目的の一つである。琉球大学熱帯生物圏研究センター瀬底研究施設（沖縄県本部町）及び海洋生物環境研究所実証試験場（新潟県柏崎市）にて、高精度二酸化炭素濃度調整海水生成装置（いわゆるAICAL装置）を用いた海洋酸性化実験を実施してきた。これら過年度の各種環境制御飼育実験によって得られた各種のサンゴ群体について、X線CT分析データの蓄積を進めた。群体表面が部分的に斃死したと判定される部分については、サンゴ白化現象により、ポリプが斃死し骨格成長が停止した可能性があるため、注意して観察を実施した。また、琉球列島及びフィリピン（ルソン島南東端部）、インドネシア（ジャワ島北西部セリブ諸島）から採取された100年間以上の長尺試料について、酸素同位体比及びSr/Ca比の分析を進め、今後サンゴ骨格成長量についての3次元計測の対象となる試料の拡充を図った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2020年2月頃より新型コロナウイルス感染症の対策強化に伴い、サンゴ飼育実験を実施している新潟県柏崎市の公益財団法人海洋生物環境研究所への出張が不可能になるなどの影響が生じ、これは2020年度研究費を、2021年度に繰越して研究の実施を試みた。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は、当初は平成30年度（2018年度）~令和3年度（2021年度）の４年間の計画であったが、令和3年度予算の一部を令和4年度（2022年度）に繰り越すことにより、全体で５年計画とし、途中段階での進捗の遅れを最終的には回復することを目指す。

Research Products

• [Journal Article] Calcification responses of subtropical corals to ocean acidification: a case study from Sesoko Island, Okinawa, Japan (2022)
  • Author(s): Bell Tomoko、Manullang Cristiana、Kumagai Naoki H.、Sakai Kazuhiko、Suzuki Atsushi、Iguchi Akira
  • Journal Title: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies Volume: 24 Issue: 1 Pages: 51-61
  • DOI: 10.3755/galaxea.g2020_s2o 10.3755/galaxea.G2020_S2O
  • NAID: 130008149233
  • ISSN: 1883-0838, 1883-3969
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Near-future levels of <i>p</i>CO₂ impact skeletal weights of coral primary polyps (<i>Acropora digitifera</i>) (2022)
  • Author(s): Bell Tomoko、Manullang Cristiana、Sakai Kazuhiko、Suzuki Atsushi、Iguchi Akira
  • Journal Title: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies Volume: 24 Issue: 1 Pages: 63-68
  • DOI: 10.3755/galaxea.g2020_s1n 10.3755/galaxea.G2020_S1N
  • NAID: 130008149232
  • ISSN: 1883-0838, 1883-3969
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Decrease in volume and density of foraminiferal shells with progressing ocean acidification (2021)
  • Author(s): Kuroyanagi Azumi、Irie Takahiro、Kinoshita Shunichi、Kawahata Hodaka、Suzuki Atsushi、Nishi Hiroshi、Sasaki Osamu、Takashima Reishi、Fujita Kazuhiko
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Pages: 19988-19988
  • DOI: 10.1038/s41598-021-99427-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel reverse radioisotope labelling experiment reveals carbon assimilation of marine calcifiers under ocean acidification conditions (2020)
  • Author(s): 8.Nishida, K., Chew, Y. C., Miyairi, Y., Hirabayashi, S., Suzuki, A., Hayashi, M., Yamamoto, Y., Sato, M., Nojiri, Y., Yokoyama , Y.
  • Journal Title: Methods in Ecology and Evolution Volume: － Pages: 739-750
  • DOI: 10.1111/2041-210x.13396
  • NAID: 120007132526
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Local marine reservoir age variability at Luzon Strait in the South China Sea during the Holocene (2019)
  • Author(s): Hirabayashi Shoko、Yokoyama Yusuke、Suzuki Atsushi、Esat Tezer、Miyairi Yosuke、Aze Takahiro、Siringan Fernando、Maeda Yasuo
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms Volume: 印刷中 Pages: 171-177
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2018.12.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Insight into Western Pacific Circulation from South China Sea Coral Skeletal Radiocarbon. (2019)
  • Author(s): Hirabayashi, S., Yokoyama, Y., Suzuki, A., Miyairi, Y., Aze, T., Siringan, F., & Maeda, Y.
  • Journal Title: Radiocarbon Volume: 61(6) Pages: 1923-1937
  • DOI: 10.1017/rdc.2019.145
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 褐虫藻の多様性はサンゴ石灰化速度に影響するか (2022)
  • Author(s): 池内絵里（産総研・地質情報、宮大・農）・儀武滉大（産総研・地質情報）・中村崇（琉大・理）・鈴木淳（産総研・地質情報）・井口亮（産総研・地質情報、産総研・E-code）・ 安田仁奈（宮大・農）．
  • Organizer: 第69回日本生態学会大会
• [Presentation] サンゴ稚ポリプに対する CO2+リン酸塩の複合ストレス実験 (2021)
  • Author(s): 安元剛（北里大・海洋生命）・飯島真理子（産総研・地質情報）・井口亮（産総研・地質情報）・鈴木淳（産総研・地質情報）・安元純（琉大・農）・中村崇（琉大・理）・酒井一彦（琉大熱生研）・廣瀬美奈（トロピカルテクノプラス）・天野春菜・水澤奈々美・神保充・渡部終五（北里大・海洋生命）
  • Organizer: 第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
• [Presentation] 蓄積型栄養塩の地域間比較と稚サンゴの骨格形成への影響 (2021)
  • Author(s): 飯島真理子（産総研・地質情報）・安元剛（北里大・海洋生命）・安元純（琉大・農）・井口亮（産総研・地質情報）・中村崇（琉大・理）・酒井一彦（琉大熱生研）・廣瀬美奈（トロピカルテクノプラス）・水澤奈々美（北里大・海洋生命）・鈴木淳（産総研・地質情報）・神保充・渡部終五（北里大・海洋生命）
  • Organizer: 第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
• [Presentation] 沿岸域の底質に吸着したリン酸塩はサンゴ稚ポリプの骨格形成を阻害する (2021)
  • Author(s): 飯島真理子（北里大・海洋生命）・安元純（琉大・農）・井口亮（産総研・地質情報）・中村崇（琉大理・琉大熱生研）・酒井一彦（琉大熱生研）・廣瀬美奈（トロピカルテクノプラス）・安元加奈未（東京理科・薬）・水澤奈々美（北里大・海洋生命）・鈴木淳（産総研・地質情報）・天野春菜・神保充・渡部終五・安元剛（北里大・海洋生命）
  • Organizer: 2021年度日本地球惑星連合大会
• [Presentation] 造礁サンゴにおける褐虫藻の多様性とサンゴ石灰化速度の関係 (2021)
  • Author(s): 儀武滉大（筑波大）・池内絵里（産総研・地質情報）・中村崇（琉大・理）・鈴木淳（産総研・地質情報）・井口亮（産総研・地質情報）
  • Organizer: 2021年度日本サンゴ礁学会大会第24回大会
• [Presentation] 海洋炭酸系の基礎と海洋酸性化 (2018)
  • Author(s): 鈴木 淳，井口 亮
  • Organizer: 2018年度地球環境史学会年会
  • Invited