| 研究課題/領域番号 |
24241010
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
濱 健夫 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30156385)
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| 研究分担者 |
笹野 大輔 気象庁気象研究所, 海洋・地球化学研究部, 研究官 (10462524)
中山 剛 筑波大学, 生命環境系, 講師 (40302369)
和田 茂樹 筑波大学, 生命環境系, 助教 (60512720)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 海洋酸性化 / 微細藻類組成 / サイズ組成 / 炭酸系 / 光合成生産 |
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| 研究概要 |
沿岸域における酸性化が微細藻類に対する影響を評価するため、以下の項目について研究を実施した。
１）静岡県下田市の筑波大学下田臨海実験センターの沖合（水深50m）において、pH、二酸化炭素分圧等の炭酸系および微細藻類の組成について、平成25年6月までは月2回、7月以降平成26年3月までは月1回の観測を行った。また、7月－3月においては、植物プランクトンの光合成生産量を測定するため、13Cトレーサーを用いた疑似現場法を実施した。植物プランクトン濃度は3月から6月にかけて上昇し、それに伴い全炭酸濃度の減少とpHの増加が認められた。
２）8月に下田臨海実験センターに500Lの大型培養器を6基設置し、沿岸水を移した後、二酸化炭素分圧が400ppm（現在）、1000ppm（22世紀前半と予想される）のガスを、それぞれ3基ずつの培養器に導入した。この2種類のpH条件に設定した培養系を約1ヶ月間継続
し、その間の微細藻類組成（フローサイトメーター）、植物色素（高速液体クロマトグラフ）などの生物パラメータ、およびpH、二酸化炭素分圧、全炭酸濃度、栄養線濃度等の化学パラメータの測定を行った。平成24年度は、酸性化した条件においては、微細藻類サイズが小型化する傾向が認められたが、本年は同様の傾向は認められなかった。この結果は、海洋酸性化に対する応答は常に一方向ではなく、植物プランクトンの群集組成およびpH以外の環境要因により、応答が異なることが示唆された。
３）沿岸域におけるpHの短期的な変動様式を把握するため、pHメータ、塩分計、光量子計を係留した。その結果、pHには日中に増加、夜間に減少する明確な日変化が観測された。その変化は、光量子量に依存することが明らかとなり、藻類の光合成が日中のpHを増加させる主要な要因である事が明らかとなった。また、1日のpHの変動幅は0.4-0.5に達し、沿岸域に生息する生物は、比較的大きなpHの変化を日常的に経験していることが確認された。
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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
１）定点において月2回実施している観測で認められたpHを含む炭酸系の季節変化が、春から夏にかけての微細藻類の光合成量の増加によることを明らかにすることができた。また、炭酸系の変動について、沿岸域に特有である河川などの陸水の影響も評価することが可能となった。これらは、共同研究者として加わる気象研究所の炭酸系の専門家との協力体制によるところが大きい。
２）500Lの培養系を用いた実験については、本年度は二酸化炭素分圧を従来の3種類から2種類とし、各分圧の培養器を2基から3基に増やした。これは、得られた結果の統計的信頼性を増すためである。実験系はほぼ順調に制御することができ、実験はほぼ成功裏に終了した。また、フローサイトメーターを用いた微細藻類のサイズ組成の測定は、本年度でほぼ確立することができた。
３）500L培養系で得られた結果から、酸性化により成長が阻害される微細藻類としてハプト藻のChrysochromulina属、成長が促進される微細藻類としてプラシノ藻のMicromonas属がキースピーシズとして特定することができた。
４）海水中にpHメーター、光量子計を長期設置することにより、沿岸におけるpHの短期変動が、光量子と極めて良い関係をもつことを明らかにした。これは、藻類の光合成が沿岸水の炭酸系の変動に中心的な役割を果たしていることを示している。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）沿岸域でのpH等の炭酸系の変動について、時間から年に渡る様々なスケールでの観測を次年度以降も継続する。これにより、沿岸域での特徴を明確にし、微生物群集に対する影響を解析するための情報としてもちいる。また、炭酸系の季節変化と生物現象との関係
を、より定量的に評価するため、平成25年度から実施した13Cトレーサー法を用いた光合成量の実測を継続する。この測定により、微細藻類による炭素取り込み量を推定することが可能となり、水塊における炭酸物質の現象量と比較し、pHの変化に対する光合成の影響を評価することが可能となる。
２）pHの短期モニターに関して、二酸化炭素分圧等の実測値も必要となるため、随時採水を行い、pH以外の炭酸系の情報を得るような観測を追加する。これにより、沿岸域の炭酸系変動をより詳細に明らかにすることを目指す。また、観測結果から、沿岸に生息する大型藻類も炭酸系に影響を与えていることが示唆された。このため、大型藻類の現存量の評価もあわせて実施する。
３）大型培養器を用いた実験を通して、本研究の目的であった海洋酸性化の進行を評価するキースピーシーズの特定ができた。このため、次年度はキースピーシーズの室内培養系を確立し、pH等の炭酸系がキースピーシーズの成長に及ぼす影響を実験的に評価する。
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