東シナ海におけるサブメソスケール渦が海洋生態系に及ぼす影響の評価

• 研究領域: 海洋混合学の創設：物質循環・気候・生態系の維持と長周期変動の解明
• 研究課題/領域番号: 18H04917
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 吉江 直樹 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 講師 (50374640)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 海洋生態系 / フロント渦 / 栄養塩 / 植物プランクトン / 物質循環 / 栄養塩動態 / サブメソスケール現象

研究実績の概要

一般的に、東シナ海黒潮域は、表層の栄養塩濃度が極めて低い貧栄養海域であることから、生物生産性が低く餌不足のために、魚類の仔稚魚には不適な環境と考えられてきた。しかし、この海域はサバ・アジなどの多獲性魚類の世界有数の産卵場でもあるという矛盾が知られている(Saito, 2019)。
本研究では、東シナ海黒潮域において、未解明な部分の多い黒潮フロント渦や陸棚縁辺で励起された内部波などのサブメソスケール（数～数十km規模)の擾乱現象が、海洋生態系に及ぼす影響を明らかにし、先の矛盾の解明に繋がるメカニズムを探ることを目的とした。
具体的には、近年実用化された高応答性光学式生物センサーを用いて、これまで難しかった栄養塩・植物プランクトン群集組成の高頻度・高解像度観測を実施した。
その結果、サブメソスケール擾乱に起因して亜表層において比較的強い乱流混合が生じ、有光層以深から有光層へと十分な量の栄養塩が供給され、衛星には捉えられない亜表層において大型植物の褐色藻と中型植物の緑藻が迅速に応答し、低次生態系構造が貧栄養的なものから富栄養的なものへシフトさせ、生物生産を促進させていることが明らかとなった。このことから、東シナ海黒潮域では、表層は貧栄養・低生物生産ながらも、頻繁なサブメソスケール擾乱により栄養塩が亜表層へ供給され生物生産が高まるために仔稚魚に十分な餌が供給され、世界有数の魚類産卵場を形成されている可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Oregon State University(米国)
• [国際共同研究] University of Victoria/Institute of Ocean Sciences(カナダ)
• [国際共同研究] NMEMC/NMDIS(中国)
• [国際共同研究] KAIST/KIOST(韓国)
• [国際共同研究] POI(ロシア連邦)
• [雑誌論文] How a small reef in the Kuroshio cultivates the ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa D.、Matsuno T.、Tsutsumi E.、Senjyu T.、Endoh T.、Tanaka T.、Yoshie N.、Nakamura H.、Nishina A.、Kobari T.、Nagai T.、Guo X.
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1029/2020gl092063
  • NAID: 120007027029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phytoplankton growth and consumption by microzooplankton stimulated by turbulent nitrate flux suggest rapid trophic transfer in the oligotrophic Kuroshio (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobari Toru、Honma Taiga、Hasegawa Daisuke、Yoshie Naoki、Tsutsumi Eisuke、Matsuno Takeshi、Nagai Takeyoshi、Kanayama Takeru、Karu Fukutaro、Suzuki Koji、Tanaka Takahiro、Guo Xinyu、Kume Gen、Nishina Ayako、Nakamura Hirohiko
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 17 号: 9 ページ: 2441-2452
  • DOI: 10.5194/bg-17-2441-2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 生態系モデルを用いた環境変化に伴う生態系応答の理解と予測に向けて (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉江直樹
  • 雑誌名: 環境情報科学 巻: 49(1) ページ: 21-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trophic sources and linkages to support mesozooplankton community in the Kuroshio of the East China Sea (2020)
  • 著者名/発表者名: Karu Fukutaro、Kobari Toru、Honma Taiga、Kanayama Takeru、Suzuki Koji、Yoshie Naoki、Kume Gen
  • 雑誌名: Fisheries Oceanography 巻: 29 号: 5 ページ: 442-456
  • DOI: 10.1111/fog.12488
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of microzooplankton grazing on the phytoplankton community in the Kuroshio of the East China sea: A major trophic pathway of the Kuroshio ecosystem (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanayama Takeru、Kobari Toru、Suzuki Koji、Yoshie Naoki、Honma Taiga、Karu Fukutaro、Kume Gen
  • 雑誌名: Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 巻: 163 ページ: 103337-103337
  • DOI: 10.1016/j.dsr.2020.103337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How the Kuroshio Current delivers nutrients to sunlit layers on the continental shelves with aid of near-inertial waves and turbulence (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeyoshi Nagai, Gloria Silvana Duran, Diego Andre Otero, Yasutaka Mori, Naoki Yoshie, Kazuki Ohgi, Daisuke Hasegawa, Ayako Nishina, Toru Kobari
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: na 号: 12 ページ: 6726-6735
  • DOI: 10.1029/2019gl082680
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] トカラ海峡上流域から下流域におけるプランクトン群集組成 現存量および生産力の変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿部美穂子、小針統、本間大賀、金山健、加留福太郎、吉江直樹、長谷川大介、仁科文子、内山正樹、東隆文、中村啓彦
  • 雑誌名: 沿岸海洋研究 巻: 57(1) ページ: 65-72
  • NAID: 130007841837
  • 査読あり
• [雑誌論文] センサによる硝酸塩鉛直乱流拡散フラックスの計測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長谷川大介、田中雄大、松野健、千手智晴、堤英輔、中村啓彦、仁科文子、小針統、吉江直樹、郭新宇、長井健容、奥西武、安田一郎
  • 雑誌名: 沿岸海洋研究 巻: 57(1) ページ: 59-64
  • NAID: 130007841838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moon jellyfish aggregations observed by a scientific echo sounder and an underwater video camera and their relation to internal waves (2019)
  • 著者名/発表者名: Mano Takashi、Guo Xinyu、Fujii Naoki、Yoshie Naoki、Tsutsumi Eisuke、Saito Rui
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 75 号: 4 ページ: 359-374
  • DOI: 10.1007/s10872-019-00507-8
  • NAID: 40021950632
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Dimensional Turbulence-Ecosystem Model Reveals the Triggers of the Spring Bloom in Mesoscale Eddies (2018)
  • 著者名/発表者名: Marre E. R.、Ishizaka J.、Aiki H.、Mino Y.、Yoshie N.、Goes J. I.、Gomes H. R.、Tomita H.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 123 号: 9 ページ: 6841-6860
  • DOI: 10.1029/2018jc014089
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Blending source of turbulence, upwellednutrients and primary producers in the Kuroshio flowing through the Tokara Strait (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Nagai, G. S. D. Gomez, T. Kobari, and N. Yoshie
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of strong turbulent mixing on phytoplankton around the Tokara strait (2019)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshie, K. Ohgi, A. Kabe, T. Kobari, D. Hasegawa and J. Ishizaka
  • 学会等名: 3rd International Symposium “Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem”
  • 国際学会
• [学会発表] Very strong turbulent mixing over 30-km and 200-m lateral and vertical scales in the Kuroshio near the continental slope in Hyuganada Sea (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T., Duran, G. S., Otero, A. D., Mori, Y., Yoshie, N., Ohgi, K., Hasegawa, D., Nishina, A. and Kobari, T
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Mixing Processes in the Kuroshio region and their influence on the low-trophic ecosystem (2019)
  • 著者名/発表者名: X. Guo, T. Matsuno, T. Senju, K. Ichikawa, T. Endoh, E. Tsutsumi, A. Nishina, H. Nakamura, J. Zhang, D. Hasegawa, N. Yoshie and T. Kobari
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient and phytoplankton dynamics in the continental slope region of the East China Sea associated with the Kuroshio frontal eddy (2019)
  • 著者名/発表者名: N, Yoshie, A. Kabe, K. Ohgi, E. Tsutsumi, S. Takeda, J. Ishizaka and X. Guo
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Turbulent mixing and vertical nitrage flux in the Bungo Channel, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: E. Tsutsumi, N, Yoshie, T. Mano, T. Kanda, N. Fujii and X. Guo
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient and phytoplankton dynamics in the continental slope region of the East China Sea associated with the Kuroshio frontal eddy (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉江直樹、加部晏諒、大城一輝、堤英輔、武田重信、石坂丞二、郭新宇
  • 学会等名: 2019年度名古屋大学宇宙地球環境研究所研究集会「東シナ海の物質循環ならびに基礎生産に関わる物理・化学・生物過程」
• [学会発表] 東シナ海黒潮における微小動物プランクトンのエネルギー源と摂餌圧 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金山健、小針統、加留福太郎、鈴木光次、吉江直樹、久米元
  • 学会等名: 2019年度 日本海洋学会 秋季大会
• [学会発表] 東シナ海黒潮におけるメソ動物プランクトンのエネルギー源と摂餌圧 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加留福太郎、小針統、金山健、鈴木光次、吉江直樹、久米元
  • 学会等名: 2019年度 日本海洋学会 秋季大会
• [学会発表] トカラ海域から四国沖におけるプランクトン群集構造、現存量および生産力の変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 数野真、小針統、金山健、加留福太郎、吉江直樹、長谷川大介、中村啓彦
  • 学会等名: 2019年度 日本海洋学会 秋季大会
• [学会発表] How the Kuroshio enriches the southern coast of Japan and its downstream regions (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Nagai, S. Duran, D. Otero, N. Yoshie, K. Ohgi, D. Hasegawa, S. Clayton, Y. Uchiyama
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Development and observational examples of measuring vertical turbulent nitrate flux using sensors (2019)
  • 著者名/発表者名: D. Hasegawa, T. Tanaka, T. Matsuno, T. Senjyu, E. Tsutsumi, H. Nakamura, A. Nishina, T. Kobari, N. Yoshie, X. Guo, T. Nagai, T. Okunishi and I. Yasuda
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ffects of strong turbulent mixing onphytoplankton around the Tokara Strait (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Ohgi, N. Yoshie, A. Kabe, T. Kobari, D. Hasegawa and J. Ishizaka
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation of temperature of seaweed bed vegetation boundary in the Bungo Channel of the Wester Seto Inland Sea using satellite SST (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Kabe, N. Yoshie, H. Shimabukuro and G. Yoshida
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Trophic sources and feeding impacts of microzooplankton on phytoplankton community in the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Kanayama, T. Kobari, F. Karu, K. Suzuki, N. Yoshie and G. Kume
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Energy sources and feeding impacts of mesozooplankton community in the Kuroshio (2019)
  • 著者名/発表者名: F. Karu, T. Kobari, Kh. Suzuki, N. Yoshie, T. Honma, T. Kanayama and G. Kume
  • 学会等名: PICES 2019 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] トカラ海峡周辺海域における強い乱流混合が植物プランクトンに及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大城一輝, 吉江直樹, 加部晏諒, 小針統, 長谷川大介, 石坂丞二
  • 学会等名: 第5回沿岸生態系の評価・予測に関するワークショップ
  • 国際学会
• [学会発表] 東シナ海におけるサブメソスケール渦が海洋生態系に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉江直樹、大城一輝、加部晏諒、武田雄大、堤英輔、小針統、笹井義一、郭新宇
  • 学会等名: 2018年度名古屋大学宇宙地球環境研究所研究集会「東シナ海の物質循環ならびに基礎生産に関わる物理・化学・生物過程」
• [学会発表] Responses of lower-trophic level marine ecosystem to various perturbations around Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshie, N., M. Nakagawa, H. Mizuguchi, T. Kanda, E. Tsutsumi, T. Kobari, Y. Sasai and X. Guo
  • 学会等名: GEOTRACES-Japan International Workshop “BioGEOTRACES Japan begins”
  • 国際学会
• [学会発表] 貧栄養海域におけるフロント渦や乱流混合が海洋生態系に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉江直樹・大城一輝・加部晏諒・中川美和・水口隼人・武田雄大・堤英輔・小針統・笹井義一・郭新宇
  • 学会等名: OMIXサマースクール2018
  • 招待講演
• [学会発表] ffects of strong turbulent mixing on phytoplankton around the Tokara strait (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshie, N., M. Nakagawa, H. Mizuguchi, T. Kanda, L. Mutou, E. Tsutsumi, T. Kobari and X. Guo
  • 学会等名: PICES 2018 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of nutrient enrichment on lower-trophic level ecosystem in the Tokara Strait (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogi, K., N. Yoshie, A. Kabe, E. Tsutsumi, T. Kobari, T. Kanayama, F. Karu, and T. Honma
  • 学会等名: 2nd International Symposium “Ocean Mixing Processes: Impact on Biogeochemistry, Climate and Ecosystem”
  • 国際学会
• [備考] 愛媛大学教育研究者要覧
  • URL: http://yoran.office.ehime-u.ac.jp/profile/ja.ab4a92f1c65a0baa60392a0d922b9077.html