| 研究課題/領域番号 |
16K16182
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
伊佐田 智規 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 助教 (80725359)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 植物プランクトン / ハイパースペクトル / 沿岸域 / 植物プランクトン機能分類 / リモートセンシング / 光吸収係数 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、海洋における4種類の植物プランクトン機能グループ（Phytoplankton Functional Types, PFT）を識別可能とする、ハイパースペクトル分光データを用いたマルチプルPFT識別モデルを開発する事が目的である。本研究によって開発されるモデルの完成により、衛星を含めたリモートセンシング技術からのPFT高精度推定、海洋の生物地球化学的循環の更なる理解、および水産業分野に貢献できる事が期待される。本研究では、これまで珪藻類の優占のみ識別可能であったモデルを、珪藻類とは進化的に異なるグループである藍藻類と緑藻類、および赤潮や貝毒など、水産資源への影響が危惧される渦鞭毛藻類をターゲットにさらに拡張させたモデルの完成を目指す。初年度は、モデル開発に必要となる現場観測データを集積するため、船舶による時系列観測を実施した。沿岸域においては、北海道大学厚岸臨海実験所の実習観測船みさご丸に乗船し、植物プランクトンの光吸収スペクトル、植物プランクトン色素濃度、顕微鏡観察による珪藻類などの植物プランクトン細胞数などの現場データを多数取得した。また、水産研究・教育機構―北海道区水産研究所が実施した親潮広域調査航海（A-Line観測線）にも参加し、親潮域および黒潮・親潮移行域など沿岸域以外の海域でもサンプリングを実施し、データを蓄積した。この外洋域での観測が加わる事により、モデルの開発および検証に必要となる幅広いダイナミックレンジ（濃度レンジ）を網羅する事が出来た。さらに、研究対象海域に出現する、藍藻類および緑藻類の単離培養株の光吸収係数のハイパースペクトルデータの測定にも成功し、着実に植物プランクトン培養株を用いた参照ハイパースペクトルデータベースの構築を進める事が出来た。
|
| 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
初年度は、（１）船舶観測による現場データの集積、および（２）植物プランクトン培養株を用いた参照ハイパースペクトルデータベースの構築、の2つを実施する研究計画を立て、おおむね計画通り進んでいると考えられる。
まず、船舶観測による現場データの集積では、北海道大学厚岸臨海実験所の実習調査船みさご丸にて、厚岸湾・沖の沿岸域を対象に2016年4月から11月にかけて、月1~2回程度の時系列観測を実施した。これら観測で、植物プランクトンの光吸収スペクトル、植物プランクトン色素濃度、サイズ別クロロフィルa濃度、顕微鏡による珪藻類などの植物プランクトン細胞数の計測のための採水と測定を行った。また、2016年10月に実施された水産研究・教育機構―北海道区水産研究所の漁業調査船北光丸による親潮広域調査（A-Line観測線航海）に参加し、親潮域および黒潮・親潮移行域でもサンプリングと測定を行った。一連の船舶観測により、沿岸域のみならず外洋域でもデータを取得する事で、モデルの開発・検証に欠かせないダイナミックレンジの拡大につなげる事が出来た。
2つ目の研究計画である、植物プランクトン培養株を用いた参照ハイパースペクトルデータベースの構築に関しても、研究対象海域に出現する数種の植物プランクトンの単離培養株を作成し、それらの光吸収係数スペクトルの測定を行った。測定を行った植物プランクトン種は、厚岸沖や寒冷な沿岸域に出現する藍藻類の一種であるSynechococcus Clade I（CC9311）、および比較的温暖な沿岸域および外洋域で出現するSynechococcus Clade II（CC9605）である。ともに厚岸湾・沖や親潮域で出現する藍藻類である。また、緑藻類1種（現在、遺伝解析中）の単離培養株の光吸収係数スペクトルの測定も実施し、着実に参照ハイパースペクトルデータベースの構築を進めている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
前年度に引き続き、北海道大学厚岸臨海実験所のみさご丸による厚岸湾・沖など沿岸域おける現場観測を実施し、現場観測データを集積する。また、2017年10月から11月に予定されている海洋研究開発機構（JAMSTEC）の白鳳丸航海に乗船し、西部北太平洋亜寒帯の釧路沖から亜熱帯域の小笠原諸島付近までを調査し、広範囲の水塊に対応できるモデル開発のためにサンプリングおよび測定を行う予定である。
また、得られた現場データと植物プランクトン単離培養株のデータベースを用い、ハイパースペクトルデータからのマルチプルPFT識別モデルの開発と検証に着手する。まずは珪藻類を識別可能な既存のモデルが研究対象海域にも適応可能かどうかの検証を行うと同時に、他の植物プランクトングループにも適応可能なモデルの開発に着手する。植物プランクトン単離培養株のスペクトルが測定できた藍藻類（シアノバクテリア）のモデル開発から開始し、モデルの完成を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
参照ハイパースペクトルデータベース構築のために、植物プランクトン単離培養株の培養・植え継ぎに必要な機材や器具、試薬を購入する必要があるため。また、得られた成果を国際学会で発表するためにの旅費が必要となるため、次年度使用額を計上した。
|
| 次年度使用額の使用計画 |
植物プランクトン単離培養株の培養液の作成や、植え継ぎに必要となるガラス器具を購入する。また、現場観測で得られた海水サンプルのろ過に必要な、ガラス繊維フィルターなどの消耗品もまた購入する予定である。研究成果を広く発信するために、2018年2月に米国オレゴン州で開催予定の国際学会2018 Ocean Science Meetingに参加する予定である。
|
