窒素固定ホットスポットにおける生物多様性とその要因

• 研究課題/領域番号: 13J07341
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塩崎 拓平 東京大学, 大気海洋研究所, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 窒素固定 / 次世代シーケンサー / nifH / 生物ポンプ / 島効果 / Trichodesmium / Trichodesmium属

研究実績の概要

平成27年1-3月にコペンハーゲン大学のLasse Riemann教授の下で次世代シーケンサーを用いた窒素固定生物群集組成解析法を学んだ。本年度はここで分析されたデータを解析することにより、南太平洋の東西亜熱帯海域の窒素固定生物群集組成を明らかにした。同時に観測されたセジメントトラップで得られた沈降粒子と基礎生産の結果から、窒素固定生物群集組成が貧栄養海域の生物ポンプ(生物を介した深海への炭素輸送)の効率を決定していることがことが示唆された。自由生活者であるTrichodesmiumやCrocosphaeraが主要な水塊では溶存有機物の濃度が高く、窒素固定生物以外の植物プランクトン(特にProchlorococcus)の現存量が増加していたが、生物ポンプの効率は周辺の水塊に比べて減少していた。TrichodesmiumやCrocosphaeraは固定した窒素の大部分を排出することが知られており、そのために再生生産が高まっていたと考えられた。一方、共生性のUCYN-Aが優占する海域では生物ポンプの効率は増加していた。UCYN-Aが固定した窒素はそのホストに効率よく使われることが知られているが、この生物ポンプ効率の増加はそのような窒素の使われ方が関わっていたと考えられた。窒素固定生物群集は貧栄養海域内でも環境によって大きく異なることが知られている。地球上での貧栄養海域の大きさを考慮すると、将来的な窒素固定生物群集の変化は全球の炭素循環を変えてしまう可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Nitrification and its influence on biogeochemical cycles from the equatorial Pacific to the Arctic Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuhei Shiozaki, Minoru Ijichi, Kazuo Isobe, Fuminori Hashihama, Ken-ichi Nakamura, Makoto Ehama, Ken-ichi Hayashizaki, Kazutaka Takahashi, Koji Hamasaki, Ken Furuya
  • 雑誌名: The ISME Journal 巻: - 号: 9 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ismej.2016.18
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Why is Trichodesmium abundant in the Kuroshio? (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., S. Takeda, S. Itoh, T. Kodama, X. Liu, F. Hashihama, K. Furuya
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 12 号: 23 ページ: 6931-6943
  • DOI: 10.5194/bg-12-6931-2015
  • NAID: 120006986819
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrogen fixation and the diazotroph community in the temperate coastal region of the northwestern North Pacific (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Nagata, M. Ijichi, K. Furuya
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 12 号: 15 ページ: 4751-4764
  • DOI: 10.5194/bg-12-4751-2015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nitrogen isotope ratios of nitrate and N* anomalies in the subtropical South Pacific (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, C., A. Makabe, T. Shiozaki, S. Toyoda, O. Yoshida, K. Furuya, N. Yoshida
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 16 号: 5 ページ: 1439-1448
  • DOI: 10.1002/2014gc005678
  • NAID: 120006311880
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Size-fractionated primary production in the Kuroshio Extension and adjacent regions in spring. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishibe, Y., K. Takahashi, T. Shiozaki, S. Kakehi, H. Saito, and K. Furuya
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 71 号: 1 ページ: 27-40
  • DOI: 10.1007/s10872-014-0258-0
  • NAID: 40020352253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal dynamics of nitrogen fixation and the diazotroph community in the temperate coastal region of the northwestern North Pacific (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Nagata, M. Ijichi, K. Furuya
  • 雑誌名: Biogeosciences Discussions 巻: 12 ページ: 865-889
  • DOI: 10.5194/bgd-12-865-2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Seasonal variations of unicellular diazotroph groups A and B, and Trichodesmium in the northern South China Sea and neighboring upstream Kuroshio Current (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., Y.-L. L. Chen, Y.-H. Lin, Y. Taniuchi, D.-S. Sheu, K. Furuya, H.-Y. Chen
  • 雑誌名: Continental Shelf Research 巻: 80 ページ: 20-31
  • DOI: 10.1016/j.csr.2014.02.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-scale impact of the island mass effect through nitrogen fixation in the western South Pacific Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Kodama, K. Furuya
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 41 号: 8 ページ: 2907-2913
  • DOI: 10.1002/2014gl059835
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heterotrophic bacteria as major nitrogen fixers in the euphotic zone of the Indian Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., M. Ijichi, T. Kodama, S. Takeda, K. Furuya
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 28 号: 10 ページ: 1096-1110
  • DOI: 10.1002/2014gb004886
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 植物プランクトンブルーム研究の新展開 -海洋生物生産への地球温暖化の影響予測に関わるキープロセス- (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平
  • 雑誌名: 遺伝 巻: 68(6) ページ: 509-513
• [雑誌論文] Large-scale impact of the island mass effect through nitrogen fixation in the western South Pacific Ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Kodama, K. Furuya
  • 雑誌名: GeoPhysical Research Letters
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regional variability of factors controlling the onset timing and magnitude of spring algal blooms in the northwestern North Pacific. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T, . S. -l. Ito, K. Takahashi H. Salio. T. Nagata, K. Furuya
  • 雑誌名: Journal of Geo Physical Research 巻: 119 号: 1 ページ: 253-265
  • DOI: 10.1002/2013jc009187
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different mechonisms controlling interanoual phytoplankton variatlon in the South China Sea and the western North Pacific Subtropical gyre : A satelliite study (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., Y. -L. L. Chen
  • 雑誌名: Advances in Space Rsearch 巻: 52 号: 4 ページ: 668-676
  • DOI: 10.1016/j.asr.2013.05.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variability in nitrogen sources for new Production in the vicinity of the shelf edge of the East China Sea in summer (2013)
  • 著者名/発表者名: Liu, X., K. Furuya, T. Shiezaki, T. Masuda, T. Kodama, M. Sato, H. Kaneko, M. Nagasawa, I. Yasuda
  • 雑誌名: Continental Shelf Research 巻: 61-62 ページ: 23-30
  • DOI: 10.1016/j.csr.2013.04.014
  • 査読あり
• [学会発表] 窒素固定生物群集組成によって決定される貧栄養海域の生物ポンプ効率 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, Lasse Riemann, Deniz Bombar, 齊藤宏明, 佐藤光秀, 児玉武稔, 橋濱史典, 浜崎恒二, 古谷研
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] 北太平洋赤道域から北極海における硝化とその生物地球化学的循環への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, 伊知地稔, 磯部一夫, 橋濱史典, 中村賢一, 江濱誠, 林崎健一, 高橋一生, 浜崎恒二, 古谷研
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「太平洋南北断面観測による生物地球化学・生態系の統合研究」
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所(千葉県柏市)
  • 年月日: 2016-02-19
• [学会発表] New perspectives on nitrogen cycling in the Arctic Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T.
  • 学会等名: Workshop "Biogeochemical studies in the Siberian Shelf Seas"
  • 発表場所: GEOMAR (Kiel, Germany)
  • 年月日: 2016-01-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] New ocean provinces characterized by island mass effect through nitrogen fixation (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Kodama, S. Takeda, S. Itoh, X. Liu, F. Hashihama, K. Furuya
  • 学会等名: International symposium "Developing New Ocean Provinces on Their Biogeochemistry and Ecosystems"
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2015-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] 北太平洋の新生産における硝化の影響とアンモニア酸化細菌・古細菌の動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, 伊知地稔, 磯部一夫, 橋濱史典, 中村賢一, 江濱誠, 林崎健一, 高橋一生, 浜崎恒二, 古谷研
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京都, 東京海洋大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-25
• [学会発表] Why does Trichodesmium become abundant in the Kuroshio? (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., S. Takeda, S. Itoh, T. Kodama, X. Liu, F. Hashihama, K. Furuya
  • 学会等名: ASLO Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2015-02-22 – 2015-02-27
• [学会発表] 窒素固定による島効果と海盆スケールの物質循環への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, 古谷研
  • 学会等名: 日本海洋学会秋季大会
  • 発表場所: 長崎県, 長崎大学
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-17
• [学会発表] Heterotrophic bacteria as major nit rogen-fixers in the western Indian Ocean douring northeast monsoon period (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., M. Ijichi, T, Kodama. S, Takeda, K, Furuya
  • 学会等名: Ocean Science Meeting
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-02-24
• [学会発表] 中部インド洋表層における従属栄養性バクテリアによる窒素固定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, 伊知地稔, 児玉武稔, 武田重信, 古谷研
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学品川キャンパス, 東京
• [学会発表] Nitrogen fixation hotspots in the South Pacific Ocean (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiozaki, T., T. Kodama, K. Furuya
  • 学会等名: SOLAS Symposium
  • 発表場所: つくば国際会議場, 筑波
  • 年月日: 2013-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] 島効果と窒素固定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩崎拓平, 古谷研
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ, 千葉
  • 年月日: 2013-05-23
  • 招待講演
• [備考] 海の砂漠にオアシスが形成されるメカニズム
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2014/20140430-1.html