海洋生元素地理の高精度観測からの新海洋区系

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 新海洋像：その機能と持続的利用
• 研究課題/領域番号: 24121003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 齊藤 宏明 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (30371793)
• 研究分担者: 山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224) ; 石井 雅男 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 室長 (70354553) ; 橋濱 史典 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (80535807)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: 生元素 / 太平洋 / 生態系 / 生物地球科学 / 新海洋像 / 地理学

研究実績の概要

生物生産に不可欠な炭素、窒素、リン等生元素の分布様式は、生態系サービスの量と機能を決定する主要素であり、海洋区系の基盤となる。本研究では、太平洋を横断・縦断する航海により、生元素の分布様式を従来より高感度・高解像度で把握し、新たな海洋区系を確立することを目的として行った。
栄養塩、粒状生元素、溶存態有機窒素・リンは、本研究で開発した長光路分光分析法により従来よりも1桁以上高感度で把握することが可能となった。特に従来は3桁の範囲でしか記述できなかった栄養塩濃度に関し、その濃度範囲が5桁（硝酸塩では3～4.4x10^5 nM)に及ぶことを明らかにした。栄養塩濃度をログスケールで表す分布図は、従来の栄養塩分布に関する印象を大きく変えるものであり、画期的な成果である。また、現場型蛍光センサーと3次元蛍光スペクトルの測定により、溶存腐植様物質の高解像度分布の評価が可能となった。炭酸系については、観測に加えてデータべース解析により、二酸化炭素濃度、pH, アルカリ度、大気海洋間の二酸化炭素収支等の全球分布とその季節変化を把握した。また、温暖化や酸性化に伴う経年変化特性を明らかにした。
本研究で新たに得られたデータを用い、生元素とその化学形態毎に太平洋をいくつかの区系に分けた新たな海洋区系の提案を行った。本研究による生元素分布図は、ログスケール栄養塩分布や溶存腐植様物質分布等世界で初めて記述可能となったものが多い。ただし、調査航海空白域も多く存在するため、一般化加法モデル（GAM)を用いて太平洋全域の分布を再現した。さらに、得られたデータに他課題で得られた海洋物理データ等を加え、GAMによってキハダマグロの分布等、様々な海洋生態系サービスに関するパラメータの分布を得ることが可能であることを示した。この手法は、今後の海洋ガバナンスに必要な様々な情報の推定に利用可能であると期待できる。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamics and Origin of transparent expolymer particles in the Oyashio region of the western subarctic Pacific during the spring diatom bloom (2017)
  • 著者名/発表者名: NOSAKA, Y., Y. YAMASHITA, and K. SUZUKI
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2017.00079
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Production and reutilization of fluorescent dissolved organic matter by a marine bacterial strain, Alteromonas macleodii (2017)
  • 著者名/発表者名: GOTO, S., Y. TADA, K. SUZUKI, and Y. YAMASHITA
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.00507
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Factors controlling the geographical distribution of fluorescent dissolved organic matter in the surface waters of the Pacific Ocean. (2017)
  • 著者名/発表者名: YAMASHITA, Y., F. HASHIHAMA, H. SAITO, H. FUKUDA, and H. OGAWA
  • 雑誌名: Limnology and Oceanography 巻: 62 ページ: -
  • DOI: 10.1002/lno.10570
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phytoplankton community structure, as derived from pigment signatures, in the Kuroshio Extension and adjacent regions in winter and spring (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishibe, Y., Takahashi, K., Sato, M., Kodama, T., Kakehi, S., Saito, H., Furuya,
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 73 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10872-017-0415-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Liquid waveguide spectrophotometric measurements of arsenate and particulate arsenic, as well as phosphate and particulate phosphorus, in seawater (2017)
  • 著者名/発表者名: HASHIHAMA, F., S. SUWA and J. KANDA
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 73 ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10872-017-0412-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The formation of the ocean’s anthropogenic carbon reservoir (2016)
  • 著者名/発表者名: IUDICONE, D., K. B. RODGERS, Y. PLANCHEREL, O. AUMONT, T. ITO, R. M. KEY, G. MADEC, and M. ISHII
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep35473
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The conservative behavior of dissolved organic carbon in surface waters of the southern Chukchi Sea, Arctic Ocean, during early summer (2016)
  • 著者名/発表者名: TANAKA, K., N. TAKESUE, J. NISHIOKA, Y. KONDO, A. OOKI, K. KUMA, T., HIRAWAKE, and Y. YAMASHITA
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep34123
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sources and transformations of dissolved lignin phenols and chromophoric dissolved organic matter in Otsuchi Bay, Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: LU, C.-J., R. BENNER, C.G. FICHOT, H. FUKUDA, Y. YAMASHITA, and H. OGAWA
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 3 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fmars.2016.00085
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A new global interior ocean mapped climatology: the 1°x1° GLODAP version 2 (2016)
  • 著者名/発表者名: LAUVSET, S. K., R. M. KEY, A. OLSEN, S. VAN HEUVEN, A. VELO, X. LIN, C. SCHIRNICK, A. KOZYR, T. TANHUA, M. HOPPEMA, S. JUTTERSTOM, R. STEINFELDT, E. JEANSSON, M. ISHII, F. F. PEREZ, T. SUZUKI, and S. WATELET
  • 雑誌名: Earth System Science Data 巻: 8 ページ: 325-340
  • DOI: 10.5194/essd-8-325-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Global Ocean Data Analysis Project version 2 (GLODAPv2) an internally consistent data product for the world ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: OLSEN, A., R. M. KEY, S. van HEUVEN, S. K. LAUVSET, A. VELO, X. LIN, C. SCHIRNICK, A. KOZYR, T. TANHUA, M. HOPPEMA, S. JUTTERSTROM, R. STEINFELDT, E. JEANSSON, M. ISHII, F. F. PEREZ, and T. SUZUKI
  • 雑誌名: Earth System Science Data 巻: 8 ページ: 297-323
  • DOI: 10.5194/essd-8-297-2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Local and regional experiences with assessing and fostering ocean health (2016)
  • 著者名/発表者名: Blasiak, R, Pacheco, E., Furuya, K., Golden, C. D., Jauharee, A. R., Natori, Y., Saito, H., Sinan, H., Tanaka, T., Yagi, N., Yiu, E
  • 雑誌名: Marine Policy 巻: 71 ページ: 54-59
  • DOI: 10.1016/j.marpol.2016.05.011
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sensitive determination of total particulate phosphorus and particulate inorganic phosphorus in seawater using liquid waveguide spectrophotometry (2016)
  • 著者名/発表者名: EHAMA, M., F. HASHIHAMA, S. KINOUCHI, J. KANDA and H. SAITO
  • 雑誌名: Talanta 巻: 153 ページ: 66-70
  • DOI: 10.1016/j.talanta.2016.02.058
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 黒潮域における植物プランクトンへの鉄供給 (2017)
  • 著者名/発表者名: 1.牧 和幸・西岡 純・小畑 元・近藤 能子・安田 一郎、齊藤 宏明
  • 学会等名: 日本海洋学会海洋生物学研究会シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大（東京都港区）
  • 年月日: 2017-03-21 – 2017-03-21
• [学会発表] Geography of biogenic elements in the North Pacific Ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito, H., Umezaya, Y., Nozaki, R, Hashihama, F, Fukuda, H. Ogawa, H., Obata, H.
  • 学会等名: ASLO Ocean Science Meeting
  • 発表場所: Honolulu(米国）
  • 年月日: 2017-02-27 – 2017-02-27
  • 国際学会
• [学会発表] Progress of ocean acidification in the western North Pacific (2017)
  • 著者名/発表者名: M.Ishii
  • 学会等名: 温暖化・海洋酸性化の研究と対策に関する国際会議～西太平洋におけるネットワーク構築に向けて～
  • 発表場所: The Ocean Policy Research Institute(東京都港区）
  • 年月日: 2017-01-18 – 2017-01-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Trend of ocean acidification for the past three decades in the western North Pacific subtropical zone and in the western equatorial Pacific warm pool (2017)
  • 著者名/発表者名: M.Ishii
  • 学会等名: GEOSS Asia-Pacific Symposium
  • 発表場所: Tokyo International Exchange Center(東京都江東区）
  • 年月日: 2017-01-12 – 2017-01-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Re-emergence of anthropogenic carbon through shallow overturning pathways (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyama, K., K. B. Rodgers, B. Blanke, M. Ishii
  • 学会等名: CLIVAR Open Science Conference
  • 発表場所: Qingdao(中国）
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-22
• [学会発表] 白鳳丸KH-16-3航海における亜熱帯亜寒帯混合域でのアルカリ度連続観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小杉如央, 笹野大輔, 石井雅男, 岡英太郎
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-14
• [学会発表] 黒潮域の生元素動態とプランクトン生物量の特徴 －亜寒帯域および亜熱帯域との比較－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 齊藤宏明, 橋濱史典, 福田秀樹, 小川浩史
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-14 – 2016-09-14
• [学会発表] 太平洋表層におけるアンモニア・亜硝酸・硝酸の季節変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安中さやか・橋岡豪人・吉川知里・脇田昌英・村田昌彦・千葉早苗・内田裕・野尻幸宏・中岡慎一郎・笹野大輔・青山道夫・児玉武稔・橋濱史典・古谷研
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-13
• [学会発表] 西部北太平洋亜熱帯域における溶存リンの季節変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 羽住彩花・橋濱史典・石井雅男
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-13
• [学会発表] 西部北太平洋における溶存酸素の長期減少および周期変動とその広がり (2016)
  • 著者名/発表者名: 笹野大輔, 石井雅男, 小杉如央, 緑川貴, 髙谷祐介, 中野俊也
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-13
• [学会発表] 三陸沖から西部北太平洋亜寒帯域における表面海水の酸性化傾向 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯田洋介, 延与和敬, 増田真次, 小嶋惇, 中野俊也, 石井雅男
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-13 – 2016-09-13
• [学会発表] 太平洋における動物プランクトンと窒素固定菌の共存 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Md Azimuddin・平井惇也・鈴木翔太郎・Md. N. Haider・立花愛子・渡辺敬吾・喜多村稔・橋濱史典・高橋一生・浜崎恒二
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-12
• [学会発表] 長光路吸光光度分析法を用いたヒ酸塩、リン酸塩および粒状ヒ素、粒状リンの高感度計測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋濱史典・諏訪修平・神田穣太
  • 学会等名: 日本海洋学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2016-09-12 – 2016-09-12
• [学会発表] Quantitative and qualitative distribution of fluorescent dissolvedorganic matter in the Pacific surface waters (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamashita, F. Hashihama, H. Saito, H. Fukuda, and H. Ogawa
  • 学会等名: 18th International Conference of International Humic Substances Society
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-11 – 2016-09-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Linking chemical and fluorescence properties of soil humic acids (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Maie, A. Watanabe, F. Yamamoto, Y. Yamashita, and E. Shima
  • 学会等名: 18th International Conference of International Humic Substances Society
  • 発表場所: 金沢大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-09-11 – 2016-09-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Distribution of mixotrophic phytoplankton along the latitudinal transect of the central North Pacific, Ocean Biogeochemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Shiozaki, F. Hashihama
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Hong Kong（中国）
  • 年月日: 2016-06-13 – 2016-06-15
  • 国際学会
• [学会発表] The ocean acidification trend in the western equatorial Pacific for the past three decades (2016)
  • 著者名/発表者名: M.Ishii, D. Sasano, N. Kosugi, K. Toyama, H. Nakano, H. Y. Inoue, K. B. Rodgers
  • 学会等名: JpGU-AGU joint meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-23 – 2016-05-23
• [学会発表] Geography of biogenic elements in the super oligotrophic subtropical Pacific Ocean: What form is most important? (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito, H., Hashihama, F, Ehama, M., Shiozakki, T.
  • 学会等名: JpGU-AGU joint meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-23 – 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] Trends of oxygen with bidecadal oscillations in the Oyashio region and its propagation to the western North Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Sasano, Y. Takatani, N. Kosugi, T. Midorikawa, T. Nakano, M. Ishii
  • 学会等名: JpGU-AGU joint meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-05-22 – 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Latitudinal distributions of stable nitrogen and carbon isotopes in the epipelagic ecosystem in the Pacific Ocean: Contribution of nitrogen fixation to grazing food webs (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Horii, K. Takahashi, T. Shiozaki, F. Hashihama, K. Furuya
  • 学会等名: IsoEcol 2016
  • 発表場所: The University of Tokyo(東京都文京区）
  • 年月日: 2016-04-04 – 2016-04-05
  • 国際学会
• [図書] Guideline of Ocean Observations (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito, H.
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 日本海洋学会
• [図書] 極域海洋の非生物態有機物動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下洋平
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] 海洋生元素地理の高精度観測からの新海洋区系
  • URL: http://ocean.fs.a.u-tokyo.ac.jp/forpublic2.html