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2021 年度 実施状況報告書

堆積物を用いた沿岸域の基礎生産者の時系列変化とその要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K04089
研究機関早稲田大学

研究代表者

廣瀬 孝太郎  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (60596427)

研究分担者 松岡 數充  地方独立行政法人大阪市博物館機構(大阪市立美術館、大阪市立自然史博物館、大阪市立東洋陶磁美術館、大阪, 大阪市立自然史博物館, 外来研究員 (00047416)
中村 英人  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任講師 (00785123)
瀬戸 浩二  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (60252897)
入月 俊明  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (60262937)
辻本 彰  島根大学, 学術研究院教育学系, 講師 (60570554)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード沿岸域 / 生態系 / 古環境 / 微化石 / バイオマーカー / 人為的環境改変 / 堆積物 / マルチプロキシ
研究実績の概要

堆積物コアの年代モデルに基づき,無機・有機化学組成,および貝形虫群集組成を進めた.近代以降の中海湖底堆積物の重金属元素濃度は,鉱業活動や金属の国内需要の歴史的変化と極めて明瞭な一致を示した.人為負荷によるCuの挙動は,18世紀 後半から20世紀初頭に意宇川上流で操業していた宝満山銅山の操業開始や最盛期に,Moの3つの明瞭はピークは,20世紀初頭から中頃を中心に斐伊川上流で操業していた大東鉱山の生産量の生産量の変化と対応することが明らかになった.また,中海における重金属汚染(Cu,Pb,Zn,As)に関する全体的な傾向は,湖の富栄養化や重金属需要の全国的な増加傾向に先立って見られ た.重金属元素の多くは,1970年頃に負荷のピークを迎え,高度経済成長後の産業活動の鈍化と汚染物質の排出規制により全体的に減少した. しかしながら,1990年代以降にも増加が見られた元素に関しては,アジア大陸からの長距離輸送や近隣の電子機器製造に起因する可能性が示唆された.また,表層堆積物からみた重金属の空間分布からは,貝形虫群集からは,上記斐伊川の東流や1960年代以降の干拓堤防構築の影響が示唆される湖の水利的変化が検出された.微化石の指標性に関する3篇の論文(Hirose et. al, 2021;Matsuoka and Ando, 2021; Irizuki Et al, in Press)および3本の学会発表として,中海の層序および地球化学的変遷に関する関する8本の学会発表としてこれらの成果が公表された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

これまでに採取した堆積物試料は,研究メンバーに配布され,それぞれの元で分析が進行中である.2021年度は,コロナ禍の影響で,St.2と3における追加試料採取が行えなかった.そこで層序と元素組成については,近隣の地点で過去に掘削された試料を分析し,中海西部における過去700年程度の環境変化について基礎的なデータを得た.変化のトレンドは東南部のSt.1と調和的であったが,より上流域(宍道湖)からの物質輸送の影響を強く反映していた.動物相(貝形虫・有孔虫組成)については,地形改変や洪水による水理学的な変化,人為汚染による溶存酸素の変化との関連が見いだされ,それらを中心として議論した論文を執筆中である. 珪藻,バイオマーカーについては,人為的な栄養塩負荷に応答した基礎生産の変化が明らかになってきた.DNAに関しては掘削後に分解・変質しやすいため,St.3において掘削する新鮮な試料で分析を行う.
研究組織内での情報共有として,月に1度2時間程度,研究進捗状況の報告や今後の研究計画についてのオンラインミーティングを行っており,共同研 究に必要な状況を研究組織の全員が共有している.今年度のSt.2,3地点での試料採取に向けて,計画を整備中である.

今後の研究の推進方策

最終年度となる今年度は,前年度に実施できなかった内容を申請内容に沿ってカバーしつつ,研究のとりまとめを行っていく.St.2,3において試料を追加採取し,分析・解析を行う.これは,St.1に大きく寄与する南部の飯梨川からの影響に対して,西部の斐伊川・宍道湖およびその集水域からの影響,北部の境水 道からの外洋の影響をそれぞれ評価し,時空間的な変化を明らかにするためである. 本研究は,マルチプロキシー的手法により水域システム変化の解析を行うことを目的としている.とくに,珪藻化石群集とバイオマーカーから,過去の基礎生産 を組成・量の両面から定量的に明らかにすることが大きな目的の一つである.そのためには,過去の生物相全体を把握可能なメタゲノムを解析対象に加えること が有効であることが分かってきた.そこで,島根大学の中村康秀氏を研究協力者として加え,研究を進めている. 最終的には,本研究の様々な分析から得られた成果を集約することで,堆積物から解析された各環境要素の空間的(地理的)変化とその関連について議論を行 う.それらは研究論文とともに,一般向けのシンポジウムや著作物として公表し,普及活動を行う.

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍により,スウェーデンLund大学における文献調査が実施できず,その分の旅費を執行できなかった.状況に応じて2022年度に実施する予定である.
同様の理由で,計画していた中海のSt.2と3での掘削ができなかったため,そのため,採取のための旅費,一次処理に用いる消耗品の購入費に未使用が生じた.試料採取については2022年度に実施する予定である.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] 島根大学エスチュアリー研究センター・日本プランクトン学会 共催秋季シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」開催報告2022

    • 著者名/発表者名
      仲村 康秀、安藤 卓人、高木 悠花、加藤 悠爾、廣瀬 孝太郎、板木 拓也、久保田 好美、中村 英人、松岡 數充
    • 雑誌名

      日本プランクトン学会報

      巻: 69 ページ: 42~44

    • DOI

      10.24763/bpsj.69.1_42

  • [雑誌論文] Diatom-inferred limnological changes in Lake Inawashiro-ko, Japan, over the past 1700?years2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose Kotaro、Gotoh Toshikazu、Nagahashi Yoshitaka
    • 雑誌名

      Journal of Paleolimnology

      巻: 66 ページ: 355~369

    • DOI

      10.1007/s10933-021-00212-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Review-Turbellarian egg capsule as one type of aquatic palynomorph; reconsideration of Tintinnomorph.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, K. and Ando, T.
    • 雑誌名

      Laguna

      巻: 28 ページ: 15-35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of bay ostracod assemblages to Late Holocene sea-level, centennial-scale climate, and human-induced factors in northeast Beppu Bay, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Irizuki Toshiaki、Takahashi Jun、Seto Koji、Ishiga Hiroaki、Fujihara Yuki、Kawano Shigenori
    • 雑誌名

      Marine Micropaleontology

      巻: 165 ページ: 102002~102002

    • DOI

      10.1016/j.marmicro.2021.102002

    • 査読あり
  • [学会発表] 中海の湖底堆積物に保存された過去約600年間の元素組成変化.2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬孝太郎・青木 南・辻本 彰・瀬戸浩二・香村一夫
    • 学会等名
      エスチュアリー研究センター第29 回汽水域研究発表会汽水域研究会第 10 回例会/汽水域合同研究発表会 2021
  • [学会発表] プランクトンに対するDNAメタバーコーディングを利用した古環境復元:宍道湖における過去1000年の環境変遷2022

    • 著者名/発表者名
      仲村康秀・瀬戸浩二・安藤卓人・香月興太・齋藤文紀・小木曽映里
    • 学会等名
      エスチュアリー研究センター第29 回汽水域研究発表会汽水域研究会第 10 回例会/汽水域合同研究発表会 2021
  • [学会発表] 斐伊川東流イベント以降の宍道湖の湖底地形の復元2022

    • 著者名/発表者名
      瀬戸浩二・香月興太・仲村康秀・安藤卓人・齋藤文紀・渡邉正巳・辻本彰・入月俊明
    • 学会等名
      エスチュアリー研究センター第29 回汽水域研究発表会汽水域研究会第 10 回例会/汽水域合同研究発表会 2021
  • [学会発表] Sedimentary geochemical record of human-induced environmental changes in the estuarine lake Nakaumi, southwest Japan.2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose K., Aoki M., Tsujimoto, A., Seto, K., Kamura, K.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] プランクトンに対するDNA メタバーコーディングを利用した古環境・古生態系復元、日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」2021

    • 著者名/発表者名
      仲村康秀
    • 学会等名
      日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」ーディングを利用した古環境・古生態系復元、日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」
    • 招待講演
  • [学会発表] プランクトンへのDNAメタバーコーディングを用いた古環境推定2021

    • 著者名/発表者名
      仲村康秀
    • 学会等名
      汽水域懇談会
  • [学会発表] 渦鞭毛藻シストと古環境研究2021

    • 著者名/発表者名
      松岡數充
    • 学会等名
      日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」
    • 招待講演
  • [学会発表] 化石記録と観測記録を用いた過去の珪藻相および環境変動の解明2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 孝太郎
    • 学会等名
      日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」
    • 招待講演
  • [学会発表] 中海の堆積物コアの藻類バイオマーカー分析による古環境変動の復元2021

    • 著者名/発表者名
      種市晟子・服部由季・沢田健・安藤卓人・中村英人・廣瀬孝太郎
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2021
  • [学会発表] 古環境指標として利用されるハプト藻・真正眼点藻バイオマーカー2021

    • 著者名/発表者名
      中村英人
    • 学会等名
      日本プランクトン学会秋季公開シンポジウム「プランクトンと古環境・古生態系復元」
    • 招待講演
  • [学会発表] 中海の堆積物および懸濁粒子の藻類バイオマーカー分析:汽水域古水温計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      種市晟子・服部由季・安藤卓人・中村英人・沢田健・廣瀬孝太郎
    • 学会等名
      日本有機地球化学会第38回有機地球化学シンポジウム(2021年札幌シンポジウム)

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公開日: 2022-12-28  

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