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海氷から放出された藻類の生死は氷縁ブルームの時空間不均一性を説明するか?

研究課題

研究課題/領域番号 21J14914
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
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関創価大学 (2022)
総合研究大学院大学 (2021)

研究代表者

高橋 啓伍 (2021)  総合研究大学院大学, 複合科学研究科, 特別研究員(DC2)

特別研究員 高橋 啓伍 (2022)  創価大学, 理工学部, 特別研究員(PD)
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード氷縁ブルーム / 細胞生死 / アイスアルジー / 海氷融解 / 結氷 / 播種効果 / Fragilariopsis / 播種 / 新成氷 / 南大洋
研究開始時の研究の概要

極域では海氷融解とともに植物プランクトンの大発生(ブルーム)が発生する。南大洋では海氷融解水による成層化、鉄の供給、アイスアルジーの海水中での増殖(Seeding)によってブルームが発生するとされるが、その分布は海氷縁の後退に対して時空間的に不均一である。そのため海氷縁辺域における基礎生産量の精確な評価と、環境変動に対する物質循環の応答を把握するためにブルーム発生メカニズムを解明する必要がある。本研究は南大洋における氷縁ブルームの発生パターンを、アイスアルジーの放出量と増殖の有無によって分類し、各パターンが発生するメカニズム解明を目指す。

研究実績の概要

令和5年度は2019~2022年度実施の海鷹丸・しらせ・白鳳丸南大洋観測で採取された海氷・海水試料の分析と衛星データの解析を進めた。海氷の塩分、クロロフィルa濃度、栄養塩濃度、アイスアルジー組成、海氷物理構造を分析し、南大洋の海氷融解期(2月)における珪藻Fragilariopsis curtaの海氷中におけるブルーム形成プロセスと、海氷融解後に水中でブルームを起こす「タネ」としての可能性について論文を公開した(Takahashi et al. 2023, Diatom)。アイスアルジーの「タネ」としての寄与をより詳細に評価するため、2019年、2023年に実施した現場培養実験の分析も行った。大型珪藻が海氷融解時の塩分低下にともない生存率が大幅に低下するため海氷融解後の植物プランクトンブルーム(氷縁ブルーム)に貢献しないことが明らかとなり、この内容で口頭発表を行った(日本海洋学会2023年度秋季大会)。また海氷生成期に採取した新成氷・海水のデータを用いて、海氷の断面構造から推測する結氷過程とその時海氷に取り込まれる植物プランクトン・粒状珪素の関係および、昨冬以前に生成した海氷から放出された藻類が再び海面での結氷によって新成氷へ取り込まれるプロセスを明らかにした。衛星データ解析では、海氷縁辺域におけるクロロフィルa濃度(氷縁ブルームの有無など)と海氷生成場所の関係について考察した。海氷生成にともなう植物プランクトン・粒状珪素の取込みに関する研究成果は国際誌に投稿し、他の研究についても順次論文を執筆中である。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 12件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Australian Antarctic Division/University of Tasmania(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] First Institute of Oceanography(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Australian Antarctic Division(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of the filter-transfer-freeze technique to permanent slide preparation2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke
    • 雑誌名

      Diatom

      巻: 39 号: 0 ページ: 21-24

    • DOI

      10.11464/diatom.39.21

    • ISSN
      0911-9310, 2186-8565
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Summer ice-algal blooms by the diatom <b><i>Fragilariopsis curta</i></b> (Van Heurck) Hustedt off Cape Darnley, Southern Ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keigo D.、Ito Masato、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Yamamoto-Kawai Michiyo、Ohshima Kay I.
    • 雑誌名

      Diatom

      巻: 39 号: 0 ページ: 12-20

    • DOI

      10.11464/diatom.39.12

    • ISSN
      0911-9310, 2186-8565
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biogeochemical characteristics of brash sea ice and icebergs during summer and autumn in the Indian sector of the Southern Ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Nomura Daiki、Sahashi Reishi、Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke、Ito Masato、Tozawa Manami、Wongpan Pat、Matsuda Ryo、Sano Masayoshi、Yamamoto-Kawai Michiyo、Nojiro Natsumi、Tachibana Aiko、Kurosawa Norio、Moteki Masato、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru、Murase Hiroto
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 214 ページ: 103023-103023

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2023.103023

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phytoplankton and ice-algal communities in the seasonal ice zone during January (Southern Ocean, Indian sector)2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke、Takao Shintaro、Kashiwase Haruhiko、Moteki Masato
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 78 号: 5 ページ: 409-424

    • DOI

      10.1007/s10872-022-00649-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impacts of basal melting of the Totten Ice Shelf and biological productivity on marine biogeochemical components in Sabrina Coast, East Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      Tamura Tetsuya P.、Nomura Daiki、Hirano Daisuke、Tamura Takeshi、Kiuchi Masaaki、Hashida Gen、Makabe Ryosuke、Ono Kazuya、Ushio Shuki、Yamazaki Kaihe、Nakayama Yoshihiro、Takahashi Keigo D.、Sasaki Hiroko、Murase Hiroto、Aoki Shigeru
    • 雑誌名

      Global Biogeochemical Cycles

      巻: in press 号: 9

    • DOI

      10.1029/2022gb007510

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] North-south changes of zooplankton community and copepods population along the 110°E line in the Indian sector of the Southern Ocean during the austral summer2021

    • 著者名/発表者名
      Sugioka Rikuto, Matsuno Kohei, Takahashi Keigo D, Makabe Ryosuke, Takahashi Kunio, Moteki Masato, Odate Tsuneo, Yamaguchi Atsushi
    • 雑誌名

      北海道大学水産科学研究彙報

      巻: 71 号: 1 ページ: 39-50

    • DOI

      10.14943/bull.fish.71.1.39

    • NAID

      120007126037

    • ISSN
      2435-3353
    • 年月日
      2021-08-03
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Contrasting phytoplankton communities between Cape Darnley and Dalton Polynyas, off East Antarctica, during sea-ice melting and forming seasons2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke、Yamamoto-Kawai Michiyo、Tamura Takeshi、Moteki Masato
    • 学会等名
      Southern Ocean Observing System (SOOS) Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 南大洋流氷に出現する大型珪藻の生死と海氷融解後の播種2023

    • 著者名/発表者名
      高橋啓伍、土屋千歩、高尾信太郎、佐野雅美、真壁竜介、茂木正人
    • 学会等名
      2023年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 南大洋に生息するGyrodinium属渦鞭毛虫の定量的評価:形態観察と分子生物学的手法によるアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      松田亮、高橋啓伍、土屋千歩、佐野雅美、真壁竜介、高尾信太郎、黒沢則夫、茂木正人
    • 学会等名
      2023年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The occurrence of Gyrodinium species (Dinophyceae) in the Indian sector of the Southern Ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Ryo、Takahashi Keigo D.、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Takao Shintaro、Moteki Masato、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on the Okhotsk Sea and Polar Oceans
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eukaryotic community structure in sea ice and sinking particles during summer off Wilkes Land, East Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Ryo、Takahashi Keigo D.、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Takao Shintaro、Moteki Masato、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Population density and genetic diversity of sympagic copepods in the Southern Ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Narusawa Miku、Takahashi Keigo D.、Matsuda Ryo、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Moteki Masato、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prokaryotic and eukaryotic community structures in surface sediments of the East Antractic coastal region2023

    • 著者名/発表者名
      Ochi Hideaki、Matsuda Ryo、Takahashi Keigo D.、Makabe Ryosuke、Itaki Takuya、Sugiyama Shin、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      The 14th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 南大洋インド洋区の季節海氷域における原生生物沈降フラックスの季節変化2023

    • 著者名/発表者名
      土屋千歩、高橋啓伍、松田亮、佐野雅美、高尾信太郎、真壁竜介、黒沢則夫、茂木正人
    • 学会等名
      2023年度日本海洋学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 南大洋流氷中のカイアシ類の個体数密度と遺伝的多様性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      成澤美紅、高橋啓伍、松田亮、佐野雅美、真壁竜介、茂木正人、黒沢則夫
    • 学会等名
      2023年度極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Diversity and communities of eukaryotic organisms in sea ice revealed by high through-put DNA sequencing (Southern Ocean, Indian sector)2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Ryo、Takahashi Keigo D.、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Takao Shintaro、Moteki Masato、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      Southern Ocean Observing System (SOOS) Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Use of a drifter array for observing temporal variability of pelagic ecosystems and material cycling in seasonal ice zone2023

    • 著者名/発表者名
      Makabe Ryosuke、Takahashi Keigo D.、Tsuchiya Chiho、Sano Masayoshi、Ito Masato、Matsuda Ryo、Takao Shintaro、Kurosawa Norio、Moteki Masato
    • 学会等名
      Southern Ocean Observing System (SOOS) Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Zooplankton vertical distribution during sea ice melting season in the Southern Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Makabe Ryouke、Ito Masato、Tsuchiya Chiho、Takahashi Keigo D.、Shimada Keishi、Takao Shintaro、Sano Masayoshi、Mizobata Kohei、Kurosawa Norio、Moteki Masato
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 南大洋ケープダンレー沖夏季の流氷における珪藻Fragilariopsis curtaのブルーム2022

    • 著者名/発表者名
      高橋啓伍、伊藤優人、真壁竜介、佐野雅美、大島慶一郎
    • 学会等名
      日本珪藻学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Incorporation of phytoplankton into newly-formed sea ice in Dalton Polynya and off Totten Ice Shelf (Southern Ocean) during late summer2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Keigo D.、Ito Masato、Nojiro Natsumi、Nomura Daiki、Wongpan Pat、Sano Masayoshi、Williams Guy D.、Makabe Ryosuke、Yamamoto-Kawai Michiyo、Tamura Takeshi、Aoki Shigeru、Moteki Masato
    • 学会等名
      The 10th SCAR Open Science Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Particulate organic matters in sea ice floe in the Indian sector of the Southern Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Makabe Ryosuke、Sano Masayoshi、Takahashi Keigo D.、Takao Shintaro、Matsuda Ryo、Ito Masato、Yamamoto-Kawai Michiyo、Nomura Daiki、Kurosawa Norio、Moteki Masato
    • 学会等名
      The Thirteenth Symposium on Polar Science, Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The occurrence of a dinoflagellate species Gyrodinium rubrum in sea ice in the Indian sector of the Southern Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Ryo、Sano Masayoshi、Takahashi Keigo D.、Takao Shintaro、Makabe Ryosuke、Yamamoto-Kawai Michiyo、Moteki Masato、Kurosawa Norio
    • 学会等名
      The Thirteenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal changes in protist fluxes during sea ice melt off Wilkes land, East Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Chiho、Sano Masayoshi、Makabe Ryosuke、Takao Shintaro、Moteki Masato
    • 学会等名
      The Thirteenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of pelagic system using a drifter off Wilkes land during sea ice melting season2021

    • 著者名/発表者名
      Makabe Ryosuke、Takahashi Keigo D.、Takao Shintaro、Matsuda Ryo、Sano Masayoshi、Mizobata Kohei、Kurosawa Norio、Moteki Masato、Odate Tsuneo
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Silica concentrations of seawater and sea-ice in the coastal regions of the Southern Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Nojiro Natsumi、Yamamoto-Kawai Michiyo、Makabe Ryosuke、Takahashi Keigo D.
    • 学会等名
      The Twelveth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 海氷と生態系・物質循環(GRAntarctic成果報告書)

    • URL

      http://grantarctic.jp/products/newsLetter.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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