画像処理技術と生物光学を融合した新型海洋一次生産者別基礎生産算出アルゴリズム

• 研究課題/領域番号: 15K00513
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 平田 貴文 北海道大学, 地球環境科学研究院, 特任准教授 (80576231)
• 研究協力者: 村上 浩
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: リモートセンシング / 海色 / 植物プランクトン / 一次生産 / 生物光学 / 基礎生産 / 群集別

研究成果の概要

本研究では、地球海洋に生息する植物プランクトンの光合成速度を、地球観測衛星を用いて推定する新たな技術を開発した。この技術は、生物学と光学と画像処理技術を組み合わせた、これまでにない新たな技術である。この技術を利用して、実際の地球観測衛星のデータを10年間分解析すると、光合成速度やその変動の要因は植物プランクトンの分類群ごとに異っていた。特に、珪藻と呼ばれる植物プランクトンでは、その生物量の変化が光合成速度の変動に重要であるが、藍藻では光生理が重要であると考えられた。ハプト藻は、いわばその中間で、生物量と光生理の両方の影響が見られる結果を得た。このような知見は今までになく、本研究の成果である。

研究成果

• [国際共同研究] Plymouth Marine Laboratory(英国)
• [国際共同研究] Alfred-Wegener Institute/University of Bremen(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Richmond(米国)
• [雑誌論文] Seasonal effects of photophysiology and chlorophyll a abundance on phytoplankton group-specific primary production in the Kuroshio region as revealed by SeaStar/SeaWiFS (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirata, T and K. Suzuki
  • 雑誌名: Biogeosciences Discussion 巻: なし
  • DOI: 10.5194/bg-2017-164
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A synthesis of the North and South Atlantic Sub-Tropical Gyres and their response to environmental change during two decades of AMT (2017)
  • 著者名/発表者名: Aiken, J., R.J.W., Brewin, F. Dufois, L. Polimene, N. Hardman-Mountford, T. Jackson, B. Loveday, S. Hoya, G. Dall’Olmo, J. Stephens, T. Hirata
  • 雑誌名: Progress in Oceanography 巻: 158 ページ: 236-254
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2016.08.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Obtaining Phytoplankton Diversity from Ocean Color, Frontiers in Marine Science (2017)
  • 著者名/発表者名: Bracher, A., H. Bouman, R. J. W. Brewin, A. Bricaud, V. Brotas, A. M. Ciotti, L. Clementson, E. Devred, A. Di Cicco, S. Dutkiewicz, N. Hardman-Mountford, A. E. Hickman, M. Hieronymi, T. Hirata, S. N. Losa, C. B. Mouw, E. Organelli, D. E. Raitsos, j. Uitz, M. Vogt, A. Wolanin
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 4
  • DOI: 10.3389/fmars.2017.00055
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inter-comparison of phytoplankton functional type phenology metrics derived from ocean color algorithms and Earth System Models (2017)
  • 著者名/発表者名: Kostadinov, T. S., A. Cabre;, H. Vedantham, I. Marinov, A. Bracher, R.J.W. Brewin, A. Bricaud, T. Hirata, T. Hirawake, N. J. Hardman-Mountford, C. Mouw, S. Roy, J. Uitz
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 190 ページ: 162-177
  • DOI: 10.1016/j.rse.2016.11.014
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Phytoplankton group-specific size structure and primary production in the Kuroshio waters by satellite observation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirata, T. and K. Suzuki
  • 学会等名: Japan Geoscience Union 2017 meeting
• [学会発表] Development of new ocean colour products: moving toward estimation of phytoplankton photphysiology (2016)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hirata and Koji Suzuki
  • 学会等名: Japan Geoscience Union
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] 気候変動観測ミッション多波長光学放射計のための海洋生物・生物地球化学変数の衛星観測技術開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平田貴文
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-03-15
• [学会発表] Remote sensing of taxon-specific primary productivity and quantum yield of photosynthesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Hirata, Koji Suzuki
  • 学会等名: The 3rd Asian Workshop on Ocean Color
  • 発表場所: 海洋研究開発機構（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会