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海洋酸性化に伴う微生物起源温室効果気体の生成過程の量的および質的変化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01851
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関東京工業大学

研究代表者

豊田 栄  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30313357)

研究分担者 吉川 知里  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 技術研究員 (40435839)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
キーワード一酸化二窒素 / 安定同位体 / 海洋酸性化 / 硝化 / 生成過程 / 地球温暖化
研究成果の概要

微生物起源温室効果気体のうちCO2およびメタンに次いで重要な一酸化二窒素(N2O)に着目し,その放出量や生成・消滅過程が海洋酸性化に対して示す応答を明らかにすることを目的として,微生物純粋培養実験および現場海水培養実験を行った。
海洋性硝化細菌をpH=8.3, 8.0, 7.7の3条件で培養したところ,酸性化に伴ってN2O生成速度は増加した。N2Oの同位体比は,生成過程自体は不変で同位体効果がpHによって変化する可能性を示唆した。
15N標識試薬添加による現場海水培養実験を西部北太平洋および東部インド洋で行ったところ,前者では酸性化でN2O生成速度が増加することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気中CO2濃度の増加による海洋酸性化が海洋生物へ影響を及ぼす影響は広く知られるようになってきたが、微生物の窒素代謝反応,とりわけN2Oの生成過程への影響については研究例が未だに乏しい状況にある。2011年に米国の研究者らによって海洋酸性化によってN2O生成は弱まるとの仮説が発表されていたが,本研究では少なくとも西部北太平洋においては,この仮説とは逆にN2O放出量が増加する可能性を明らかにした。これはCO2の増加が間接的に別の温室効果気体を増加させる,正のフィードバックが起きうることを示しており地球環境化学の分野だけでなく,温暖化防止のための政策決定においても重要な意義をもつ。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Response of N2O production rate to ocean acidification in the western North Pacific2019

    • 著者名/発表者名
      Breider F., Yoshikawa C., Makabe A., Toyoda S., Wakita M., Matsui Y., Kawagucci S., Fujiki T., Harada N., Yoshida N.
    • 雑誌名

      Nature Climate Change

      巻: 9 号: 12 ページ: 954-958

    • DOI

      10.1038/s41558-019-0605-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海洋性硝化細菌によるN2O生成の酸性化への応答2019

    • 著者名/発表者名
      豊田栄, 松井智哉, 藤原健智, 吉田尚弘
    • 学会等名
      2019年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Isotopomer and Isotopologue Abundance of Nitrous Oxide in Mid and Deep Oceans for its Source and Sink Indicator2018

    • 著者名/発表者名
      Naohiro YOSHIDA, Sakae TOYODA, Osamu YOSHIDA, Shuichi WATANABE
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 2018(AOGS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin of nitrous oxide dissolved in deep ocean water deduced from concentration and isotopocule analyses2018

    • 著者名/発表者名
      Sakae Toyoda, Osamu Yoshida, Hiroaki Yamagishi, Ayako Fujii, Naohiro Yoshida, Syuichi Watanabe
    • 学会等名
      9th International Symposium on Isotopomers (ISI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硝化菌による一酸化二窒素生成過程に海洋酸性化が及ぼす影響の解明2018

    • 著者名/発表者名
      松井智哉 、豊田栄、藤原健智、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 2019.11.12 東工大ニュース 「海洋酸性化により北西太平洋の一酸化二窒素放出量が増加」

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2019/045452.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 豊田研究室 ホームページ 研究内容紹介

    • URL

      http://nylab.chemenv.titech.ac.jp/~stoyoda/project.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 豊田研究室 研究テーマ

    • URL

      http://nylab.chemenv.titech.ac.jp/~stoyoda/project.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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