| 研究課題/領域番号 |
21K12219
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
芳村 毅 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (20371536)
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| 研究分担者 |
工藤 勲 北海道大学, 水産科学研究院, 教授 (00195455)
今井 圭理 北海道大学, 水産学部, 助教 (40725983)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 有機物粒子 / サイズ分画 / 元素組成比 / レッドフィールド比 / 生元素 / 精密分析 / 物質循環 / プランクトン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋の主たる基礎生産者である植物プランクトンによる炭素と栄養素の利用比率として，全海洋を平均的に示したレッドフィールド比（C:N:P:Si=106:16:1:16）が知られています。この値は気候予測のシミュレーションモデルにおいても使用される基準値です。しかし，実際には4元素を同時に分析した実測データは十分ではありません。また，この値は多様なサイズのプランクトン群集をひとまとめで示した値です。海洋環境が変わりつつある中で，固定値であるレッドフィールド比を使い続けることは，将来の海洋物質循環および気候を予測するうえで不十分です。サイズ別の元素組成比を実測することで，この課題を解決します。
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| 研究成果の概要 |
海洋物質循環の諸過程を考慮する際に必要となるプランクトンの元素組成比をサイズ別で考慮するための手法を世界に先駆けて検討した。その結果，孔径の異なるポリカーボネート製メンブレンフィルターを用いた逐次ろ過方式によって，プランクトン粒子をピコ・ナノ・マイクロサイズに分画して，炭素・窒素・リン・ケイ素を化学分析できる手法を構築した。北海道沿岸海域で調査した結果，4元素組成比はサイズ間の違いを明確に示し，これまでのサイズを考慮しない一纏め（バルク）では見逃されていた知見を得ることに成功した。今後はデータを蓄積して変動要因を理解し，動的な化学量論モデルに発展させることで，物質循環に新たな概念を導入する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プランクトンの元素組成比は海洋での生物生産に伴う物質の挙動を考える際の基準であり，将来の気候変化を予測するためのシミュレーションモデルにおいても使われる値であるが，現状ではレッドフィールド比と呼ばれる固定値が用いられている。プランクトン生物は広範なサイズ分布を示し，サイズ毎に生態系内で異なるプロセスに関与しているが，それらを分離して考えることができなかった。本研究は物質の挙動を考慮するプロセスを細分化するための基盤データを取得する新たな手法を構築した。沿岸海水を分析した結果，元素組成比はサイズ毎に時空間変化を示したことから，これらを考慮した物質循環像を構築する必要性が示された。
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