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闇から青へ-超閉鎖海域の貧酸素水塊発生と海洋生物のカーボンフローの劇的変化

研究課題

研究課題/領域番号 21K19151
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関熊本大学

研究代表者

嶋永 元裕  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (70345057)

研究分担者 和田 実  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (70292860)
山田 雄一郎  北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80458744)
森 郁晃  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 特別研究員(PD) (60849537)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード貧酸素 / ダークカーボン / 食物連鎖 / 生物群集構造 / 貧酸素水塊 / 超閉鎖海域 / ブルーカーボン / カーボンフロー
研究開始時の研究の概要

本研究は、閉鎖性の異なる九州の3つの内湾(大村湾・八代海・有明海)における季節的貧酸素発生前後での海洋生態系内の餌炭素源の入れ替わり(植物プランクトン由来の光合成有機物:ブルーカーボン⇔化学合成細菌由来の有機物:ダークカーボン)と高次消費者の経時的応答変化の定量化に、微小生物をも分析対象可能な同位体・脂肪酸分析を用いて挑戦し、懸念される海の貧酸素化を解消緩和するカギを探る。

研究成果の概要

3つの海域中最も閉鎖性の高い大村湾海底では、通年夏季貧酸素水塊発生時に細菌食性のセンチュウ類やカイアシ類群集が優占し、貧酸素下で無気呼吸を行う硫酸還元菌細菌が海底でのカーボンフローにおいて重要な役割を果たす一方、ダークカーボン固定を行う細菌は季節を問わず存在し、海底条件が変われば劇的にカーボンフローがブルーからダークに回転するが、閉鎖性の低い八代海などでは、海底下の酸素濃度が貧酸素の基準を下回らずカーボンフローの劇的な回転は局所的であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

閉鎖性の最も高い大村湾では、夏季貧酸素発生時に小型底生生物群集中の化学合成細菌を主たる餌とする種具の割合が劇的に変化するが、ダークカーボン固定を行う細菌は季節を問わず海底堆積物深層に常に存在するためカーボンフローの劇的な変化が起きることを示唆した点が、本研究の学術的意義である。今世紀末までに温暖化の影響により海全体の酸素濃度低下懸念されるが、この低下が沿岸域の水産業などに与える影響を考えると、大村湾に次いで閉鎖性が高いが夏季貧酸素化が深刻とは言えない八代海海底生態系に今後十年単位で生じる変化に注目する必要があるだろう。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 海底堆積物表層の微生物群集と貧酸素水塊の相互作用2023

    • 著者名/発表者名
      森 郁晃、和田 実
    • 学会等名
      日本海洋学会沿岸海洋研究会主催・沿岸海洋シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 貧酸素海域への酸素供給がもたらす海底堆積物表層の化学合成独立栄養微生物群集の応答2023

    • 著者名/発表者名
      森郁晃、 青柳智、 堀知行、 諸野祐樹、 和田実
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第36回浜松大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 大村湾の貧酸素水塊の発達と生物応答⑬ 大村湾における底生線虫のDNAバーコーディング2023

    • 著者名/発表者名
      川上裕生, 和田 実, 丸山裕豊, 眞角 聡, 内田 淳, 青島 隆, 広瀬美由紀, 松下吉樹, 鈴木利一,嶋永元裕
    • 学会等名
      日本水産学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Severe seasonal hypoxia effects on benthic copepod communities in the Omura Bay, a highly enclosed coastal sea in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Shimanaga, Takumi Miyano, Minoru Wada
    • 学会等名
      International Conference on Copepoda e-ICOC-2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 九州閉鎖系内湾の干潟・潮下帯の生態系と水棲生物群集2022

    • 著者名/発表者名
      嶋永 元裕
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第58回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 貧酸素海域への酸素供給がもたらす堆積物表層の微生物群集組成と呼吸活性の変化2022

    • 著者名/発表者名
      森 郁晃, 和田 実
    • 学会等名
      日本海洋学会 2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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