食物網構造とＣＯ２ガス交換のカップリングによる浅海域における炭素循環の統一的理解

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04156
• 研究機関: 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
• 研究代表者: 桑江 朝比呂 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 領域長 (40359229)
• 研究分担者: 渡辺 謙太 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (20725618) ; 梅澤 有 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50442538) ; 堀 正和 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), グループ長 (50443370) ; 所 立樹 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 特別研究員 (70543859)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 二酸化炭素 / 一次生産者 / 植食動物 / 生態系サービス / トップダウン効果

研究実績の概要

浅海生態系では，水温，栄養塩濃度，光量などの外部環境が海草藻類や植物プランクトンといった一次生産者の現存量や生産速度を決定するとともに（ボトムアップ効果），植食動物による植食（トップダウン効果）にも強く影響を受ける．すなわち，大気－浅海生態系間のCO2ガス交換は，ボトムアップ効果とともに植食者を鍵とする食物網構造によっても決定づけられると考えられる．したがって本研究では，一次生産者の現存量と生産速度に影響を与える因子として植食動物に焦点を当て，現地調査と操作実験により食物網構造とCO2ガス交換過程の関連性を実証する．そして，浅海域における望ましい炭素循環像に迫るため，「炭素のストックとフロー」という共通の過程から食物網構造とCO2ガス交換過程を統一的に理解すること目的とする．

生態系純生産量に影響を与える一次生産や植食者に焦点を当て，炭素，栄養塩といった流入負荷物質や，温度，光環境などを勘案したうえで食物網構造の影響が検討できる砂泥性海草藻場と岩礁性大型海藻場において，現地観測や実験を実施した．具体的には，複数の海域で通年にわたる植生や炭素動態の実測や，植食動物の現地enclosure実験などを実施した．また，過年度と同様，植食動物による植食（トップダウン効果）による，大気－浅海生態系間のCO2ガス交換速度への影響を定量的に検証するため，難分解性物質や忌避物質における生産速度や残存率に関するデータを取得し解析した．

英文誌に論文を6編公表した．

現在までの達成度 (段落)

令和4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4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] Jadavpur University(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: Jadavpur University
• [国際共同研究] Edith Cowan University(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Edith Cowan University
• [国際共同研究] CSIC(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: CSIC
• [雑誌論文] Using stable isotope (δ13C, δ15N) values from feces and breath to infer shorebird diets (2022)
  • 著者名/発表者名: Kuwae, T., J. Hosoya, K. Ichimi, K. Watanabe, T. Moriya, R. W. Elner, M. C. Drever, and K. A. Hobson
  • 雑誌名: Oecologia 巻: 200 ページ: 23-35
  • DOI: 10.1007/s00442-022-05257-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biofilm and invertebrate consumption by western sandpipers (Calidris mauri) and dunlin (Calidris alpina) during spring migratory stopover: insights from tissue and breath CO2 isotopic (<i>δ</i>13C, <i>δ</i>15N) analyses (2022)
  • 著者名/発表者名: Hobson, K. A., T. Kuwae, M. C. Drever, W. Easton, and R. W. Elner
  • 雑誌名: Conservation Physiology 巻: 10 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1093/conphys/coac006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] New possibilities for climate change countermeasures in ports: The creation of blue carbon ecosystems and dredged soil containment countermeasures through port development projects in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugimura, Y, T. Okada, T. Kuwae, Y. Mito, R. Naito, Y. Nakagawa
  • 雑誌名: Marine Policy 巻: 141 ページ: 105072-105072
  • DOI: 10.1016/j.marpol.2022.105072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Air-water CO2 and water-sediment O2 exchanges over a tidal flat in Tokyo Bay (2022)
  • 著者名/発表者名: Tokoro, T. and T. Kuwae
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 9 ページ: 989270-989270
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.989270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drivers of inorganic carbon dynamics and air-water CO2 fluxes in two large tropical estuaries: insights from coupled radon (222Rn) and pCO2 surveys (2022)
  • 著者名/発表者名: Akhand, A., A. Chanda, K. Watanabe, S. Das, T. Tokoro, S. Hazra, T. Kuwae
  • 雑誌名: Limnology and Oceanography 巻: 67 ページ: S118-S132
  • DOI: 10.1002/lno.12075
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Species traits and geomorphic setting as drivers of global soil carbon stocks in seagrass meadows (2022)
  • 著者名/発表者名: Kennedy, H., Pages, J. F., Lagomasino, D., Arias-Ortiz, A., Colarusso, P., Fourqurean, J. W., et al.
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 36 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1029/2022GB007481
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [図書] Chapter 22. Implementation of Japanese Blue Carbon Offset Crediting Projects, pp. 353-377, In Nakamura F. (ed) Green Infrastructure and Climate Change Adaptation: Function, Implementation and Governance (2022)
  • 著者名/発表者名: T. Kuwae, Yoshihara, S., Suehiro F., Sugimura, Y.
  • 総ページ数: 506
  • 出版者: Springer Japan
  • ISBN: 978-981-16-6790-9
• [備考] 沿岸環境研究グループ
  • URL: https://www.pari.go.jp/unit/ekanky/member/kuwae/
• [備考] Coastal and Estuarine Environment Research Group
  • URL: https://www.pari.go.jp/unit/ekanky/en/member/kuwae