| 研究課題/領域番号 |
22221003
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| 研究機関 | 独立行政法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
原田 尚美 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 研究開発センター長代理 (70344281)
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| 研究分担者 |
菊地 隆 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, グループリーダー (30359153)
白岩 善博 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (40126420)
木元 克典 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 主任技術研究員 (40359162)
田中 裕一郎 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 主席研究員 (50357456)
岸 道郎 北海道大学, 水産科学研究科(研究院), 教授 (90214767)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 北極海 / 海洋生態系 / 海氷減少 / 海洋酸性化 |
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| 研究実績の概要 |
近年、北極海における海氷融解が予測以上に早く進行しているが、それに伴って海洋生態系がどのような影響を被るのか明らかになっていない。本研究では、海洋観測や衛星観測によって、海氷減少に伴う北極海の環境変化を捉え、海洋生物はどう応答するのか生態系変化の黎明を捉えるとともに、精密培養実験によって北極海の疑似環境を作り出し、動・植物プランクトンの生理・機能変化を理解することを目的とする。さらに、海洋・衛星観測と培養実験の結果を新しく構築する生物資源モデルに利用し、餌環境変化から魚類資源の将来像を予測することを目的としている。現場の観測については、9月に海洋地球研究船「みらい」を用いて研究航海を実施し、西部北極海ノースウインド深海平原ならびにチャクチ海に設置されたセジメントトラップ係留系の回収を試みたが、海氷状況が厳しく残念ながら回収作業ができなかった。一方で、近傍にセジメントトラップ係留系を設置することはできたので、データ取得の空白は免れることができた。既に採取されている2010年9月から2012年9月までの２年間にわたる生物起源粒子に含まれる動物プランクトン（コペポーダ）の群集の時系列変化を明らかにすることができた。また、飼育培養実験に関しては、円石藻Emiliania huxleyiの北極海株を用いて培養実験を継続している。モデル構築に関しては、新たに海洋物理－海氷－海洋生態系モデル北極海バージョンの開発を行い、５kmの世界最高の解像度モデルの開発に成功し論文による公表を行った。海外の海洋生態系モデルの研究者を集め、モデル開発の情報交換を行うためのシンポジウムを平成26年度に持ち越して実施した。
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| 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
現場の海氷状況の悪化のため、チャクチ海、ノースウインド深海平原に設置したセジメントトラップ係留系が回収できなかったというアクシデントがあった。これは、海氷の張り出しが厳しかったためで、このことにより１カ所で１年分の沈降粒子試料が得られて居ないことからやや遅れていると言わざるを得ない。一方で、回収できたサイトの沈降粒子の解析の結果、全く想定していなかった海氷の結氷期初期における生物起源粒子沈降量の増加という新しい発見があった。当初想定していなかったこの結果はうれしい誤算であり、学会発表の反響も大きく自然の猛威による観測の遅れを補って余ある結果と判断した。精密・飼育培養班ならびに海洋生態系モデル班は計画通りに進展している。また、海洋物理－海氷－海洋生態系モデルも世界最高の解像度で構築することに成功した。これらの凸凹を考慮すると概ね順調に進展していると判断するものである。
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| 今後の研究の推進方策 |
【現場観測班】平成26年度は、カナダの砕氷船「アムンゼン号」を用いて北極海航海を行い、これまで回収できなかった３系（チャクチ海の１系、ノースウインド深海平原の２系）のセジメントトラップ係留系の回収を予定している。さらに、4年間の北極海の物理場の季節、年変動の傾向を把握し、平成22年度以前から蓄積してきた観測結果とともに北極海海洋環境変化の機構解明を行う。回収された沈降粒子試料は分割し、生物起源粒子の組成（群集解析、有機炭素・窒素・オパール分析、バイオマーカー分析等）、陸源粒子の組成分析（粒度や石英の電子スピン共鳴等）を行う。加えて、物理・化学環境変化と生物地球化学データとを比較検討し、生態系が海氷融解や水中の環境変化に対してどのように応答しているのかまとめる。
【培養飼育実験班】浮遊性有孔虫飼育実験は、マイクロX線CT法を用い、二酸化炭素濃度の変化に対する応答を殻密度形成の観点で実施する。同手法による沈降粒子中から採取される炭酸塩骨格動物プランクトンの海洋酸性化応答の季節、年変化について解析する。
【海洋生態系モデル班】本研究で開発した海洋生態系モデルによる現場の低次生態系の生産変化の記述を行う。また、海面での短波吸収量、海氷融解に伴う淡水フラックス、海氷海洋間応力などの増減が海洋生態系に及ぼすインパクトに関して各種感度実験を通じて評価し、海洋生態系の生産構造について近未来予測を行う。また、単魚種の資源モデルに低次生産の変化を考慮したモデルを作成し、特にサケ類の将来の分布予測まで実施することを目標にする。
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