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2020 年度 実績報告書

暗黒の海の生物生産が海洋炭素循環に与える影響の解明:観測とモデルによるアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 19H04246
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

重光 雅仁  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), 研究員 (20511695)

研究分担者 横川 太一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (00402751)
山本 彬友  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 特任研究員 (30794680)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードDIC固定速度 / 細菌生産量 / 溶存有機物
研究実績の概要

今年度は主として、1)海洋炭素循環モデルの開発を行うとともに、2)モデルのキャリブレーションに必要となる溶存有機物データを蓄積するため西部北太平洋における観測を2回実施した。

1)のモデル開発では、昨年度作成したモデルのプロトタイプをもとに開発を進めた。モデル中に、微生物に利用可能な易分解性溶存有機物および難分解性溶存有機物をモデルコンパートメントとして組み込んだ。さらに易分解性溶存有機物を利用できるバクテリア、易分解性溶存有機物の供給源となるアーキアを組み込むとともに、様々なパラメータスタディを行い、モデルの妥当性を検証した。

2)の観測では、コロナ禍にもかかわらず西部北太平洋における2航海を実施することができた。開発したモデルの結果を観測データと比較・検証する際に重要となる難分解性溶存有機物の指標として蛍光性溶存有機物(FDOM)および微生物のDNA観測を実施した。実施した航海は、KM20-08航海(2020年9月)およびMR21-01航海(2021年2ー3月)である。当初は、DIC固定速度および従属栄養細菌生産速度の測定も実施する予定であった。これらの測定に必要となるRIを船上で使用する場合、放射線取扱主任有資格者の乗船が必須となる。しかし、コロナウイルス感染対策として2020年度航海計画が、年度当初予定から大きく変更され、放射線取扱主任有資格者の乗船を準備できなかった。そこで、放射性同位元素を使用するDIC固定速度と従属栄養細菌生産速度の測定を実施する代わりに、FDOMおよびDNA試料の採取頻度を高め、難分解性溶存有機物および化学栄養/従属栄養に関わる機能遺伝子の空間分布パターンの高解像度解析を目指した。

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

以下の理由から順調に進展していると判断する。

これまでDIC固定速度のデータがなかったインド洋、南大洋、また西部北太平洋においてDIC固定速度、従属栄養細菌生産速度および微生物量を測定することができた。また、従属栄養微生物および独立栄養微生物を考慮した海洋炭素循環モデルにおいて、重要となる溶存有機物に関するパラメータもインド洋、南大洋、および西部北太平洋において取得することができた。さらに、従属栄養微生物および独立栄養微生物を考慮した海洋炭素循環モデルはほぼ完成され、これまでのデータを再現できるようパラメータ調整をしているところである。

今後の研究の推進方策

最終年度は、これまで取得した微生物や溶存有機物に係るパラメータをまとめて解析するとともに、開発した海洋炭素循環モデルのパラメーターをチューニングを実施し、今年度前半で上記データを定量的に解析する。さらに、このモデルを用いて温暖化実験を実施することで、温暖化が微生物にどのように影響し、その結果どのように溶存有機物が影響され、最終的に海洋炭素循環がどう変動するかを明らかにする。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Determining the distribution of fluorescent organic matter in the Indian Ocean using in situ fluorometry2020

    • 著者名/発表者名
      M.Shigemitsu, H. Uchida, T. Yokokawa, K. Arulananthan, and A. Murata
    • 雑誌名

      Frontiers in microbiology

      巻: 11 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.589262

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CDOMセンサーを用いた外洋域への応用について2021

    • 著者名/発表者名
      重光雅仁
    • 学会等名
      令和2年度三官庁海洋業務連絡会海洋測器専門委員会
  • [学会発表] Hydrigraphic section along 57°E in the South Indian Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      K. Katsumata, Y. Kumamoto, H. Uchida, S. Kouketsu, M. Shigemitsu, K. Sasaoka, and M. Hamana
    • 学会等名
      The 11th symposium on polar science
    • 国際学会
  • [学会発表] 「みらい」インド洋・南大洋航海MR19-042020

    • 著者名/発表者名
      勝又勝郎、熊本雄一郎、内田裕、纐纈慎也、重光雅仁、笹岡晃征、濱名 実
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム2020
  • [学会発表] 伊豆・小笠原海溝の蛍光性溶存有機物とDIC固定速度2020

    • 著者名/発表者名
      重光雅仁、横川太一、内田裕、川口慎介、村田昌彦
    • 学会等名
      日本海洋学会2020年度秋季大会

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公開日: 2021-12-27  

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