| 研究課題/領域番号 |
19K12355
|
|---|
| 研究機関 | 静岡大学 |
|---|
研究代表者 |
宗林 留美 (福田留美) 静岡大学, 理学部, 准教授 (00343195)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 駿河湾 / 富士山 / 海水 / 地下水 / 栄養塩 / 微量金属 |
|---|
| 研究実績の概要 |
富士山系地下水の柿田川と駿河湾で化学成分による一次生産への影響を調査した。柿田川は狩野川と合流したのち駿河湾に流入する。
柿田川湧水は、狩野川中流域より主要栄養塩が多い一方、鉄とマンガンが顕著に少なく、一次生産が潜在的に鉄とマンガンの共制限を受けている(研究代表者先行研究)。しかし、柿田川湧水が加わることによる狩野川の一次生産への影響は不明である。そこで、増水時と平水時に(1)柿田川湧水点、(2)狩野川の柿田川との合流点の上流側、(3)同下流側で採水し、(3)の環境条件で試水の培養実験を行った。その結果、平水時の植物プランクトンの成長速度は、(2) <（1）+ (2)、(3)となり、柿田川からの主要栄養塩の供給が狩野川下流域の一次生産を高めていることが示された。しかし、増水時は(2)、(1) + (2) < (3)となり、増水による下流側河床からの主要栄養塩の供給が柿田川からの供給を上回り、一次生産に寄与することを示唆した。
駿河湾沖合域の表層で、主要栄養塩の窒素とリンの濃度比(N:P比)が顕著に春に上昇、夏に低下し、季節により一次生産の制限元素が異なることを示唆した。そこで、その内的要因の解明を目指して、4月、6月、8月、11月に表層水と中層水を採取し、暗条件または明暗周期条件下で試水の培養実験を行った。その結果、表層水では暗条件でアンモニウム塩とリン酸塩の再生が確認されたものの、明暗周期条件ではどの月も植物プランクトン量が減少し、再生栄養塩では一次生産に不足なことがわかった。中層水を加えると、どの月も植物プランクトン量が増加したが、N:P比が4月に対数増殖期終了直後に上昇し、その後、低下に転じたのに対し、他の月は直後からN:P比が低下した。4月は対数増殖期直後に珪藻の休眠胞子が増加しており、休眠胞子形成に伴うリン酸塩の活発な消費がN:P比に大きく影響することを示唆した。
|
| 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
柿田川による狩野川の一次生産への影響を明らかにしたが、狩野川は柿田川と合流したのち駿河湾に流入する前に黄瀬川と合流する。柿田川と黄瀬川の流入量は、狩野川中流の流量の、それぞれ約1/4、約1/5であり、黄瀬川の影響も無視できない。また、黄瀬川には、富士山系地下水の湧水だけでなく、箱根山の堰止湖である芦ノ湖の湖水も「深良川」の名称で用水として流入しており、黄瀬川の水質は柿田川と異なる可能性が高い。そこで、柿田川、黄瀬川、狩野川で採水し、主要栄養塩と微量金属元素の濃度を測定した。その結果、黄瀬川は柿田川と比べてリン酸塩濃度が同程度に高いのに対して、窒素の栄養塩と、鉄、マンガン、亜鉛が豊富なことがわかった。黄瀬川の亜鉛濃度は、源流付近や深良川流入点よりも最下流域で高かった。黄瀬川は、柿田川湧水の帯水層である三島溶岩流の上を流れており、涵養源・経路が異なる多様な地下水が流入していることから、帯水層の違いが微量金属の濃度に影響している可能性が考えられた。しかし、黄瀬川の最下流域は都市部であることから、人為起源の亜鉛の付加が顕著である可能性もある。この観点から考えると、狩野川河口で、狩野川中流、柿田川、黄瀬川、深良川よりも、鉄、マンガン、銅の濃度が高かったことから、駿河湾への影響を考えるうえで都市部の人間活動も考慮する必要があることがわかった。また、柿田川湧水が狩野川水系の他の水とくらべてバナジウムとケイ酸の濃度が抜きんでて高いことが示され、極めて特徴的な水質であることがわかった。
一方、駿河湾ではその主要部である外洋域の主要栄養塩動態について調査を行ったものの、富士山系地下水の影響を直接受ける沿岸域の調査に手が回らなかった。従って、申請時の計画よりも進捗状況が若干遅れているが、狩野川水系と駿河湾の両方で予想を上回る成果を上げられたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今年度に行った研究により、成層期を通して、駿河湾の多くを占める沖合域の一次生産が湾内の再生栄養塩では不足であり、特に春に珪藻のブルーム崩壊によりリン酸塩不足に陥ることが明らかになったことから、今後は沿岸域の研究に着手する。もしも、沿岸域でも潜在的に春にN:P比が低下するようなら、駿河湾内に流入する狩野川で柿田川と黄瀬川のリン酸塩濃度が高いことが示されたことから、リン不足の緩和にこれらの湧水が寄与していることを想定できる。
また、今年度の調査から、狩野川水系が多様な水質を有することが明らかになった。そこで、今後は富士山系地下水の指標となる化学成分を測定することで富士山系地下水量を半定量的に推定する手法の開発に着手する。そのために、まず、柿田川湧水以外の富士山系地下水を複数採取し、富士山系地下水の化学指標としてのバナジウムとケイ酸の有用性を明らかにする。その上で、現地で富士山系地下水の判別ができることを目指し、LED光源を使った簡易分光光度計を主体とした現場型バナジウム計や現場型ケイ酸計の開発を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
申請時に購入する計画であった備品が為替変動により値上がりして購入できなかったことから、当該備品はレンタルで使用することとし、その差額を現場型観測計の開発に追加計上する。
|
