南極海における海氷の生態学的意義―マイクロハビタット発現に関する実験的研究－

• 研究課題/領域番号: 17K20050
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 環境解析評価およびその関連分野
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 小達 恒夫 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (60224250)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 海洋生態 / Antarctic Ocean / Sea ice biota / Micro habitats / Alternative pathway / Altarnative passway / Alternative passway

研究成果の概要

南極海で海氷が生成される主要な場所は、大陸氷床上から吹く極めて寒冷な風（カタバ風）にさらされる大陸沿岸海域と考えられている。カタバ風の強度は、沿岸海洋における混合強度に影響を与える。本研究では、混合強度を変えて、海氷生成実験を行った。なお、実験に用いたろ過海水には南極海季節海氷域で優占する植物プランクトン株を添加した。生成された海氷中のクロロフィルa濃度を測定したところ、混合強度が強いほど海氷中に取り込まれる植物プランクトン量が高くなる傾向があった。この結果は、南極海の現場においても、カタバ風の強い海域ほど大量の植物プランクトンが生成される海氷に取り込まれている可能性を示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、今後の南極海における炭素循環や食物連鎖の研究に新たな道筋を提案することができた。冬季に南極大陸沿岸で生成した海氷は、数か月かけて沖合の低緯度側へ運ばれ、夏を迎えると融解する。そこで海氷内のマイクロハビタットは崩壊し、生物相は海洋表層へ放出されることになる。一般に海洋生態系における一次有機物は、現場の植物プランクトンの光合成によって生産されると考えられている。南極海季節海氷域においては、現場の一次生産に加え、海氷によって輸送される有機物の放出が、食物連鎖に加わっているものと推察される。今後の研究では、こうした別経路の有機物供給の貢献度を明らかにする必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Physical and chemical oceanographic data during Umitaka-maru cruise of the 58th Japanese Antarctic Research Expedition in January 2017 (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimada K, Makabe R, Takao S & Odate T
  • 雑誌名: Polar Data Journal 巻: 4 ページ: 1-29
  • DOI: 10.20575/00000010
  • NAID: 120006779136
  • ISSN: 2432-6771
  • URL: http://id.nii.ac.jp/1434/00000010/
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] New series of animal specimens from polar regions: resin-embedded specimens of marine plankton for the promotion of marine education (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakurai H, Sano M, Takahashi KT, Makabe R & Odate T
  • 雑誌名: Bulletin of the Plankton Society of Japan 巻: 67 ページ: 19-23
  • NAID: 130007803083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zooplankton monitoring using a twin NORPAC net during the 58th Japanese Antarctic Research Expedition in austral summer 2016–2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi KT, Makabe R & Odate T
  • 雑誌名: Polar Data Journal 巻: 3 ページ: 12-21
  • DOI: 10.20575/00000007
  • NAID: 120006558698
  • ISSN: 2432-6771
  • URL: http://id.nii.ac.jp/1434/00000007/
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chlorophyll a and macro-nutrient concentrations and photosynthetically active radiation during the training vessel Umitaka-maru cruises of the 58th Japanese Antarctic Research Expedition in January 2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Makabe R, Takao S & Odate T
  • 雑誌名: Polar Data Journal 巻: 3 ページ: 46-58
  • DOI: 10.20575/00000009
  • NAID: 120006734113
  • ISSN: 2432-6771
  • URL: http://id.nii.ac.jp/1434/00000009/
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 極域で採集された動物プランクトンネット試料を用いた樹脂封入標本の試作報告 (2019)
  • 著者名/発表者名: 櫻井久惠, 佐野雅美, 小達恒夫
  • 雑誌名: 南極資料 巻: 63 ページ: 1-8
  • NAID: 120006595195
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Plankton samplings by the training vessel Umitaka-maru in the Indian Sector of the Southern Ocean in the austral summer of 2019 (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakurai H, Moteki M Shimada K, Nosaka A, Yamamoto A, Matsushita J, Takahashi K, Hasegawa T, Nirazuka S, Tachibana A, Kobayashi M, Kagesawa A, Sano M, Takahashi KT, Makabe R & Odate T
  • 雑誌名: JARE DATA REPORTS 巻: 365 ページ: 1-9
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Ecosystem studies in the Indian Ocean sector of the Southern Ocean undertaken by the training vessel Umitaka-maru (2017)
  • 著者名/発表者名: Moteki M, Odate T, Hosie GW, Takahashi KT, Swadling KM & Atsushi Tanimura A
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 12 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.polar.2017.04.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Variability of the fauna within drifting sea ice floes in the seasonal ice zone of the Southern Ocean during the austral summer (2017)
  • 著者名/発表者名: Ojima, M., Takahashi, K.T., Iida, T., Moteki, M., Miyazaki, N., Tanimura, A., Odate, T.
  • 雑誌名: Polar Science 巻: 印刷中 ページ: 19-24
  • DOI: 10.1016/j.polar.2017.02.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Effects of lugol’s fixtation on preservation of samples for carbon and nitrogen stable isotope and molecular analyses (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐野雅美, 真壁竜介, 山本あゆ, 黒沢則夫, 茂木正人, 小達恒夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 南大洋の季節海氷域における亜表層クロロフィル極大の時系列観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 影沢歩友子, 佐野雅美, 高尾信太郎, 真壁竜介, 溝端浩平, 黒沢則夫, 茂木正人, 小達恒夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] Eukaryotic community structure in sinking particles in the seasonal sea ice zone of the Southern Ocean (2019)
  • 著者名/発表者名: Okano S, Kagesawa A, Takao S, Makabe R, Moteki M, Odate T & Kurosawa N
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Temporal changes in export flux and physicochemical factors during sea ice melting season (2019)
  • 著者名/発表者名: Kagesawa A, Takao S, Makabe R, Kurosawa N, Moteki M & Odate T
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] The annual variability in abundance and sell size of the pteropods Limacina spp. in the seasonal ice zone of the Southern Ocean (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi KT, Umeda H & Odate T
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Meridional changes of zooplankton community and copepods population along 110°E transect in the Indian sector of the Southern Ocean during austral summer (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugioka R, Matsuno K, Makabe R, Takahashi K, Moteki M, Odate T & Yamaguchi A
  • 学会等名: The 10th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Diversity and community structure of protists in the floating sea ice of Southern Ocean revealed by 18S rDNA amplicon sequencing (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa N, Nakamura E, Takahashi K, Makabe R, Takao S, Odate T & Moteki M
  • 学会等名: Marine Ecosystem Assessment of the Southern Ocean Conference (MEASO2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Ice-associated copepods in sea ice floes and the water column in the Antarctic seasonal ice zone in summer (2018)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa T, Makabe R, Takao S, Moteki M & Odate T
  • 学会等名: Marine Ecosystem Assessment of the Southern Ocean Conference (MEASO2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Increased ice algae in the water column after melting of sea ice off Vincennes Bay, East Antarctica, during the austral summer (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Makabe R, Takao S, Miyazaki N, Moteki M & Odate T
  • 学会等名: Marine Ecosystem Assessment of the Southern Ocean Conference (MEASO2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Release of microalgae from annual sea ice into the water column during the austral summer off Vincennes Bay (Indian sector, Southern Ocean) (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., R. Makabe, S. Takao, N. Miyazaki, M. Moteki, T. Odate
  • 学会等名: The 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Variability of sea ice fauna in the sea ice floes and water column in the Antarctic seasonal ice zone (2017)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, T., R. Makabe, S. Takao, M. Moteki, T. Odate
  • 学会等名: The 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Drifter experiment to observe the pelagic ecosystem and material flow during sea ice melting season (2017)
  • 著者名/発表者名: Makabe, R., S. Takao, K. Mizobata, M. Moteki, T. Odate
  • 学会等名: The 8th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] 東南極海氷縁域における浮氷中および周辺水柱中の動物群集組成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川拓海, 真壁竜介, 高尾信太郎, 茂木正人, 小達恒夫
  • 学会等名: 日本海洋学会2017年度秋季大会