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2015 年度 実績報告書

炭素・窒素循環におけるキープロセスの解明

計画研究

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 24121005
研究機関東京大学

研究代表者

小川 浩史  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50260518)

研究分担者 高橋 一生  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00301581)
古谷 研  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30143548)
研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワード生物地球化学 / 物質循環 / 生元素動態 / 海洋生態学 / 環境変動
研究実績の概要

本研究課題では、新生産・再生生産の再評価に関わる炭素・窒素循環の素過程をキープロセスと位置づけ、特に、窒素固定(古谷)、動物プランクトン(高橋)、溶存有機物(Dissolved Organic Matter: DOM)-従属栄養細菌群集(小川・福田)に関わるプロセスに着目し研究を進めている。
まず、窒素固定に関しては、TrichodesmiumやCrocosphaeraが優占する海域では生物ポンプの効率は低下し、UCYN-Aが優占する海域では生物ポンプの効率は増加することが明らかとなり、亜熱帯貧栄養域の生物ポンプの効率が窒素固定生物群集によって変わることを示した。次に動物プランクトンが関与するプロセスに着目した研究として、高感度測定法を用いた動物プランクトンのアンモニア排泄速度測定法を確立し、本州東方亜熱帯海域において、鉛直移動性カイアシ類Pleuromamma属群集の物質輸送に果たす寄与を定量的に見積もることに成功した。また、中央太平洋海域における食物網構造を炭素・窒素安定同位体比の観点から解析し、太平洋外洋域では、海域に関わらず基礎生産者から高次捕食者に至るまで、物質転送過程が一定であることが示された。また窒素固定が活発な貧栄養海域では、生物的に固定された窒素が生食連鎖により高次生産に寄与していることを明らかにした。易分解性DOMと従属栄養細菌群集によるその利用過程に焦点を当てた研究では、易分解性DOMの代表として溶存遊離態アミノ酸(DFAA)に着目し、超高速液体クロマトグラフィー(UHPLC)を導入した海水中での微量濃度レベルの測定技術を確立し、16種類のアミノ酸からなるDFAAに対し、中部北太平洋表層における南北断面分布図を初めて明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

学術研究船白鳳丸による共同観測において得られた窒素固定や細菌群集による溶存態有機物の利用のプロセスに対するフラックスデータに加え、窒素固定生物の種組成、利用される溶存有機物の化学組成(溶存遊離態アミノ酸)の分析データが加わり、より重厚な解析が進んだ。また、これまでの航海で得られた懸濁物やプランクトン試料に対し、炭素・窒素安定同位体比の分析が進み、太平洋における食物網に関する知見が飛躍的に増えた。

今後の研究の推進方策

小笠原沖の亜熱帯海域で行われた定点時系列観測におけるフラックスデータの解析やプランクトン・有機物試料の分析を進め、これらのデータを統合し、亜熱帯海域における基礎生産の維持メカニズム、特に栄養塩の調達のしくみについて結論を導き出す。2017年8-10月に予定されている白鳳丸航海に参加し、これまでの調査で残されていた太平洋の最後の空白域である東部北太平洋のデータを中心に観測を進め、各生物プロセスによる炭素・窒素フラックスに対す太平洋の3次元マッピングを完成させる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of ethanol-preservation on stable carbon and nitrogen isotopic signatures in marine consumers2015

    • 著者名/発表者名
      Horii, S., K. Takahashi, K. Furuya
    • 雑誌名

      Plankton and Benthos Research

      巻: 10 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3800/pbr.10.91

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Degradation of discarded house by oncaeid copepod2015

    • 著者名/発表者名
      Nishibe, Y., K. Takahashi, T. Ichikawa, K. Hidaka, H. Kurogi, K. Segawa, H. Saito
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 60 ページ: 967-976

    • DOI

      10.1002/lno.10061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ observations of a doliolid bloom in a warm water filament using a video plankton recorder: bloom development, fate, and effect on biogeochemical cycles and planktonic food webs2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, K., T. Ichikawa, C. Fukugama,, M. Yamane, S. Kakehi, Y. Okazaki
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography

      巻: 60 ページ: 1763-1780

    • DOI

      10.1002/lno.10133

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Diel colour changes in male Sapphirna nigromaculata (Cyclopoida, Copepoda)2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, K., T. Ichikawa, K. Tadokoro
    • 雑誌名

      Journal of Plankton Research

      巻: 37 ページ: 1181-1189

    • DOI

      10.1093/plankt/fbv088

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Distribution and speciation of dissolved zinc in the western North Pacific and its adjacent seas2015

    • 著者名/発表者名
      Kim T., H. Obata, Y. Kondo, H. Ogawa, T. Gamo
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 173 ページ: 330-341

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2014.10.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of a in situ fluorometer to determine the distribution of fluorescent dissolved organic matter in the open ocean2015

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., C.-J. Lu, H. Ogawa, J. Nishioka, H. Obata, H. Saito
    • 雑誌名

      Marine Chemistry

      巻: 177 ページ: 298-305

    • DOI

      10.1016/j.marchem.2015.06.025

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of temperature-elevation and glucose-addition on prokaryotic production and respiration in the mesopelagic layer of the western North Pacific2015

    • 著者名/発表者名
      Uchimiya, M., H. Ogawa, T. Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 72 ページ: 419-426

    • DOI

      10.1007/s10872-015-0294-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Improvement of photochemical extraction system for radiocarbon study of dissolved organic carbon in the central Pacific Ocean2016

    • 著者名/発表者名
      Jeon H., S. Otosaka, Y. Yamashita and H. Ogawa
    • 学会等名
      7th CJK IMBER Symposium
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 北太平洋170°Wにおけるフォスフォモノエステラーゼ・ジエステラーゼ活性の南北分布2016

    • 著者名/発表者名
      山口珠葉・佐藤光秀・橋濱史典・塩崎拓平・高橋一生・古谷 研
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都港区)
    • 年月日
      2016-03-17 – 2016-03-17
  • [学会発表] GLYCINE AS A POTENTIALLY SPECIFIC BIOMOLECULE OF SEMI-LABILE DISSOLVED ORGANIC MATTER IN THE OCEAN2016

    • 著者名/発表者名
      Ogawa H., N. Saotome, A. Sakai, M. Uchimiya, H. Fukuda
    • 学会等名
      2016 Ocean Science Meeting
    • 発表場所
      ニューオリンズ(米国)
    • 年月日
      2016-02-26 – 2016-02-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 趣旨説明および最近5年間の白鳳丸による南北断面観測航海の概要2016

    • 著者名/発表者名
      小川浩史
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「太平洋南北断面観測による生物地球化学・生態系の統合研究」
    • 発表場所
      東京大学大気海洋研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2016-02-18 – 2016-02-19
  • [学会発表] 太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究2015

    • 著者名/発表者名
      小川浩史
    • 学会等名
      生命を育む地球環境の変動予測と適応─我が国におけるIGBP25年間の歩み
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区)
    • 年月日
      2015-11-15 – 2015-11-15
  • [学会発表] 北太平洋170°Wにおけるリン酸エステルの南北分布2015

    • 著者名/発表者名
      山口珠葉・佐藤光秀・橋濱史典・江濵誠・塩崎拓平・高橋一生・古谷 研
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] オルトフェニルフェノール(OPP)試薬を用いたナノモルレベルアンモニウム塩の長光路吸光光度分析2015

    • 著者名/発表者名
      橋濱史典・神田穣太・田内亜美・児玉武稔・齊藤宏明・古谷 研
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] 外洋域での乱流鉛直混合に伴う物質輸送に関する観測的研究2015

    • 著者名/発表者名
      田中雄大・安田一郎・西岡 純・鈴木光次・小川浩史
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] カイアシ類Sapphirina nigromaculata 雄における体色の日周変化2015

    • 著者名/発表者名
      高橋一生・市川忠史・田所和明
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-26
  • [学会発表] 海の恵みの将来2015

    • 著者名/発表者名
      古谷 研
    • 学会等名
      Friends of UTokyo, Inc(Nihon Club)
    • 発表場所
      ニューヨーク(米国)
    • 年月日
      2015-09-19 – 2015-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Cyanobacterial and non-cyanobacterial nitrogen fixation play a different role on marine primary production2015

    • 著者名/発表者名
      SHIOZAKI T.., KODAMA T., HASHIHAMA F., HAMASAKI K., FURUYA, K.
    • 学会等名
      2015年度日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 新海洋像:その機能と持続的利用

    • URL

      http://ocean.fs.a.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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