Isoscape mapping of particulate organic carbon and nitrogen in the Japan Sea
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19K06198
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
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| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
児玉 武稔 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 研究員 (20735899)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井桁 庸介 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(新潟), 主幹研究員 (50444138)
木暮 陽一 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(新潟), 主幹研究員 (90371905)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 日本海 / 安定同位体比 / 懸濁態有機物 / 基礎生産 / 安定同位体 / 黒潮 / 植物プランクトン / 動物プランクトン / 対馬暖流 / 窒素 / 炭素 / 物質循環 / 食物網構造 |
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| Outline of Research at the Start |
海水中の食物連鎖は，植物プランクトンから始まり魚に結びつくため，漁業に直接影響を与えており，その構造を見ようとするときに，有機物中の炭素・窒素安定同位体比を利用することが有用である．日本海では食物連鎖の出発点となる海水中のプランクトンの安定同位体比がほとんど測定されていないため，食物連鎖を推定する上で出発点が定まってない状態にある．そこで，本研究はその出発点を定めるべく，日本海のプランクトンの安定同位体比を四季に渡って測り，変動の様子と要因を明らかにするとともの，最終的には地図（アイソスケープ）を作成することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本海で取得した懸濁態有機物の炭素・窒素安定同位体比の分析および結果の統計解析について進めた。安定同位体比の分析については、442試料の分析を終わらせ、季節的に均質ではないものの、統計解析には十分な分析結果を得ることができた。この結果について、統計解析をしたところ、日本海の安定同位体比については多峯性を示しており、ガウス混合モデルから4つのグループ（i-iv）に分類された。ほとんどの試料はグループii（n = 442）に分類され，そのグループのδ13CPOMとδ15NPOMの平均±標準偏差（sd）はそれぞれ-23.7 ± 1.2‰ と 3.1 ± 1.2‰ であった。グループiは低δ15NPOM (-2.1 ± 0.8‰, n = 11)、グループiiiは低δ13CPOM (-27.1 ± 1.0‰, n = 22)、グループivは高δ13CPOM (-20.7 ± 0.8‰, n = 34)が特徴であった。一般化線形モデル（GLM）を用いると、水温とクロロフィルa濃度がδ13CPOMに正の影響を与え、活発な光合成と植物プランクトンの増殖がδ13CPOMを上昇させることが支持された。サンプリング深度、緯度、塩分、硝酸塩濃度もGLMではδ13CPOMに有意な影響を与えたが、クラス間の差は有意なままであった。δ15NPOMの平均値は、日本海では主に硝酸塩を起点とした基礎生産が生じていることを示唆したが、GLMではδ15NPOMの変動は水温と塩分によって説明され、多くの海域で説明要因となる硝酸塩濃度は説明変数とならなかった。これは、長江、黒潮、大気など様々な硝酸塩起源が日本海の一次生産に重要であるためと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は当初の計画では、分析を終え、解析を開始する予定であった。しかし、機械のランニングタイムが空いていたことや新型コロナの影響により出張が限られたことなどにより、分析についてほぼ全て終了し、さらに解析をほぼ終了することができた。また、年度末に論文化をすすめる時間が確保できたため、現在、解析結果は投稿目前である。このことは当初の計画よりも進展していると見なすことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果を取りまとめ、論文を投稿し、今年度中の受理を目指す。また、動物プランクトンの測定結果と合わせて解析することで、生態系内の安定同位体比のさらなる知見を得ることを目指す。一方で、統計モデルを利用したIsoscapeについては、得られたデータの解析から、日本海の窒素源がかなり複雑で説明しにくく、モデルの説明力も低いことから、海洋大循環モデルを利用した投影については科学的な意味づけが乏しいため見送る予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
