温暖化～成層強化による東シナ海外部陸棚域の低栄養化・貧酸素化と生態系への影響評価

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H04319
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 張 勁 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (20301822)
• 研究分担者: 郭 新宇 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (10322273) ; 遠藤 貴洋 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10422362)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 東シナ海

研究実績の概要

最終年度の2022年は、7月11-19日に長崎大学水産学部練習船「長崎丸」を用いて2年ぶりに東シナ海陸棚外縁域での観測を行った。CTD観測、乱流微細構造、潮汐流、溶存酸素濃度の時系列観測を実施した結果、外部陸棚で低酸素水塊の分布を捉えた。海水の区分を希土類元素、硫黄同位体、天然放射性元素Ra同位体など複数の化学トレーサーを用いて解析した結果、低酸素水は６～８割が黒潮亜表層水（KSSW）で、１～2割が東シナ海内部・中央陸棚由来の低酸素水が寄与していることが分かった。また、堆積物中間隙水の影響を把握するため、船内で富山大式ドライチャンバーにRAD7 Big Bottle Systemを連結して222Rnを計測し、海底直上0.3mの海水中の222Rn濃度が海底上5mの海水に比べて1桁高いことを明らかにした。更に、137Csの分析結果から、東シナ海陸棚外縁中央部における低酸素水塊が等密度面に沿って黒潮域に流れ、周辺の海水と混合しながらも7割程度を保ったまま下流域の対馬海峡を通過して日本海に流入することが示された（張）。
一方、物理観測からは、海底近傍の溶存酸素濃度は半日周潮がもたらす乱流強度の1/4日周期変動と同期して変動するだけでなく、水平移流効果による半日毎の一時的な低下が明らかとなった（遠藤）。また、生態系モデルを用いたシミュレーションでは、1951～2006年のWorld Ocean Database2018に基づいて、貧酸素水塊が出現する夏と秋を中心に、東シナ海の代表的な水深における溶存酸素濃度（DO）の経年変動について解析を行った。その結果、夏から秋にかけて10m水深ではDOが増加する傾向が見られる、30m、50m、75m、100m水深ではDOが減少する傾向が見られた。特に、夏の30m水深と秋の50m水深でDOの減少率が最も大きくなることが明らかとなった（郭）。

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] Ocean University of China(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Ocean University of China
• [国際共同研究] University of Rajshahi(バングラデシュ)
  • 国名: バングラデシュ
  • 外国機関名: University of Rajshahi
• [国際共同研究] Institute for Geological and Mining(カメルーン)
  • 国名: カメルーン
  • 外国機関名: Institute for Geological and Mining
• [国際共同研究] Jenderal Soedirman University(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: Jenderal Soedirman University
• [国際共同研究] Seoul National University(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Seoul National University
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 1
• [雑誌論文] Selenium in the liver facilitates the biodilution of mercury in the muscle of Planiliza haematocheilus in the Jiaozhou Bay, China (2023)
  • 著者名/発表者名: Xiangyu Kong, Jing Zhang, Yanbin Li, Shinpei Otsuka, Qian Liu, Qian He
  • 雑誌名: Ecotoxicology and Environmental Safety 巻: 258 ページ: 無
  • DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.114981
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Quantifying the Water Contribution of Subtropical Mode Water and Related Isopycnal/Diapycnal Water Mixing in the Western Pacific Boundary Current Area Using Radiocesium: A Significant Nutrient Contribution From Subtropical Pacific Gyre to the Marginal Region (2023)
  • 著者名/発表者名: Zhu Siteng Justin、Zhang Jing、Matsuno Takeshi、Tsutsumi Eisuke、Kambayashi Shota、Horikawa Keiji、Takayama Katsumi、Inoue Mutsuo、Nagao Seiya
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 128 ページ: 無
  • DOI: 10.1029/2022JC018975
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dissolved Lead (Pb) Concentrations and Pb Isotope Ratios Along the East China Sea and Kuroshio Transect?Evidence for Isopycnal Transport and Particle Exchange (2023)
  • 著者名/発表者名: Chen Mengli、Boyle Edward A.、Jiang Shuo、Liu Qian、Zhang Jing、Wang Xianfeng、Zhou Kuanbo
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Oceans 巻: 128 ページ: 無
  • DOI: 10.1029/2022JC019423
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dissolved rare earth elements in the Northwest Pacific: Sources, water mass tracing, and cross‐shelf fluxes (2023)
  • 著者名/発表者名: Cao Axiang、Zhang Jing、Zhang Honghai、Chen Zhaohui、Cui Guanghao、Liu Zhensong、Li Yanbin、Liu Qian
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 10 ページ: 無
  • DOI: 10.3389/fmars.2023.1135113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-yield sample introduction using nebulized film dielectric barrier discharge assisted chelate vapor generation for trace rare earth elements determination by inductively coupled plasma mass spectrometry (2022)
  • 著者名/発表者名: He Qian、Qiao Yifan、Zhao Minggang、Zhang Jing
  • 雑誌名: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 巻: 191 ページ: 106396～106396
  • DOI: 10.1016/j.sab.2022.106396
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Vapor generation of mercury and methylmercury in aqueous microdroplets produced by pneumatic nebulization (2022)
  • 著者名/発表者名: He Qian、Zhang Ningxin、Qiao Yifan、Li Chenchen、Zhang Jing
  • 雑誌名: Journal of Analytical Atomic Spectrometry 巻: 37 ページ: 1894～1901
  • DOI: 10.1039/D2JA00137C
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Sensitive determination of chromium by inductively coupled plasma mass spectrometry using chelate-enhanced nebulized film dielectric barrier discharge vapor generation (2022)
  • 著者名/発表者名: He Qian、Li Chenchen、Kong Xiangyu、Zhao Minggang、Zhang Jing
  • 雑誌名: Journal of Analytical Atomic Spectrometry 巻: 37 ページ: 1876～1882
  • DOI: 10.1039/D2JA00235C
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phytoplankton Distributions in the Kuroshio-Oyashio Region of the Northwest Pacific Ocean: Implications for Marine Ecology and Carbon Cycle (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang Yaoyao、Bi Rong、Zhang Jing、Gao Jiawei、Takeda Shigenobu、Kondo Yoshiko、Chen Fajin、Jin Gui’e、Sachs Julian P.、Zhao Meixun
  • 雑誌名: Frontiers in Marine Science 巻: 9 ページ: 無
  • DOI: 10.3389/fmars.2022.865142
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A driving factor for harmful algal blooms in the East China Sea coastal marine ecosystems ? Implications of Kuroshio subsurface water invasion (2022)
  • 著者名/発表者名: Che Hong、Zhang Jing、Liu Qian、Zhao Meixun
  • 雑誌名: Marine Pollution Bulletin 巻: 181 ページ: 113871～113871
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2022.113871
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Refining the contribution of riverine particulate release to the global marine Nd budget (2022)
  • 著者名/発表者名: Che Hong、Zhang Jing、Liu Qian、He Huijun、Zhao Zhi-Qi
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 9 ページ: 無
  • DOI: 10.1186/s40645-022-00479-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Quantifying Water/Nutrient Contribution Influenced by Eddies in the Upper North Pacific Subtropical Gyre using Rare Earth Elements (2023)
  • 著者名/発表者名: Siteng Zhu, Jing Zhang, Qian Liu, Alan M. Shiller, Zhimian Cao, Xianghui Guo, Yihua Cai, Xin Liu
  • 学会等名: GEOTRACES Japan symposium
• [学会発表] Low-oxygen bottom waters on the outer shelf of the East China Sea: Water mass analysis, nutrient transport, and tidal influence using multi-chemical tracers (2023)
  • 著者名/発表者名: Wenjie Deng, Jing Zhang, Siteng Zhu , Saki Katazakai, Keiji Horikawa, Takahiro Endoh, Takeshi Matsuno, Yoshiko Kondo
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所研究集会
• [学会発表] Hypoxia research in the East China Sea using multiple chemical tracers (2023)
  • 著者名/発表者名: Wenjie Deng, Jing Zhang, Siteng Zhu, Shinpei Otsuka, Saki Katazakai
  • 学会等名: Wenjie Deng, Jing Zhang, Siteng Zhu, Shinpei Otsuka, Saki Katazakai
• [学会発表] Quantifying Water/Nutrient Contribution Influenced by Eddies in the Shallow North Pacific Subtropical Gyre using Rare Earth Elements (2022)
  • 著者名/発表者名: Siteng Zhu, Jing Zhang, Qian Liu, Zhimian Cao, Xianghui Guo, Yihua Cai, Xin Liu, Ruifeng Zhang
  • 学会等名: Carbon-FE 2022 Academic Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 海底混合層内における鉛直渦粘性・渦拡散係数のパラメタリゼーションの検証 (2022)
  • 著者名/発表者名: 遠藤 貴洋, 廣岡 拓也, 和方 吉信
  • 学会等名: 北海道大学低温科学研究所共同利用研究集会「環オホーツク陸海結合システムの冠動脈：対馬暖流系の物質循環」
• [学会発表] World Ocean Databaseに基づく東シナ海中層および外層における酸素欠乏の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 李 子琳， 郭 新宇
  • 学会等名: 九大応力研研究集会「東アジア縁辺海の物質循環と生物物理化学過程」
• [学会・シンポジウム開催] International Brainstorming Workshop on Healthy & Sustainable Terrestrial and Coastal Waters (2022)