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2013 年度 実績報告書

海洋溶存有機物プールの消長を決定づける微生物炭素ポンプのメカニズムと効率の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24681002
研究機関北海道大学

研究代表者

山下 洋平  北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (50432224)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード海洋科学 / 生物地球化学 / 溶存有機物 / 微生物炭素ポンプ
研究概要

海洋溶存有機物は地球表層における最大級の還元型炭素プールを構成するが、そのプールが定常状態下にあるのか、あるいは非定常状態下にあるのか全く不明である。溶存有機物の90%以上は生物学的に難分解であり、難分解性成分が海洋溶存有機物プールの挙動を支配する。近年、難分解性溶存有機物の生成機構として微生物炭素ポンプという新しい概念が提唱された。微生物炭素ポンプとは、海洋細菌が易分解性有機物を難分解性溶存有機物へと変換し、それらは長時間(~数千年)分解されずに海水中に留まり、炭素循環から隔離されるという機構である。しかし、そのメカニズム解明および定量的評価には至っていない。そこで、本研究では、海洋細菌が生成する腐植様物質に着目し、微生物炭素ポンプのメカニズム解明および定量的評価を行う事を目的とした。
平成25年度は、平成24年度に北太平洋で行った観測を南太平洋へと拡大した。南太平洋における生物地球化学的パラメータの南北断面を評価する白鳳丸KH13-7次航海に参加し、現場観測型蛍光光度計を用いて南太平洋おける腐植様物質の高解像度分布を世界で初めて評価した。また、現場観測型蛍光光度計から得られるデータの補正関数作成実験を行った。日本海における腐植様物質の分布評価も行った結果、日本海では日本海特有のメカニズムにより、腐植様物質が日本海内部に蓄積している事を明らかにした。
更に、海洋細菌による難分解性溶存有機物生成実験の予備実験に着手した。培養実験中に揮発性有機物が汚染する事が明らかとなったため、汚染が無くなるよう培養実験系を改良し、本実験を行う事ができる段階となった。

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

微生物炭素ポンプのメカニズム解明に必須である腐植様物質の分布・組成の評価を当初の計画通りに行う事ができた。また、海洋細菌による難分解性溶存有機物生成実験の予備実験を終える事ができたため、平成26年度に本実験を行う事ができる。

今後の研究の推進方策

概ね計画とおりに進んでいるため、当初計画通りに研究を推進する。

次年度の研究費の使用計画

平成24年度に行った光化学的分解予備実験の結果、微生物炭素ポンプの効率を求めるには、当初購入予定であった光化学的酸化式全有機炭素測定装置を使用するよりも、生成実験の方が適していると判断した。そのため、平成24年度に予定していた全有機炭素測定装置は購入せず、平成25年度および26年度に行う生成実験用消耗品および備品の購入等に使用する予定とした。
生成実験用消耗品および備品の購入等に使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Fluorescence characteristics of size-fractionated dissolved organic matter: Implications for a molecular assembly based structure?2014

    • 著者名/発表者名
      Romera-Castillo, C., M. Chen, Y. Yamashita, and R. Jaffe
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 55 ページ: 40-51

    • DOI

      10.1016/j.watres.2014.02.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating the distribution of terrestrial dissolved organic matter in a complex coastal ecosystem using fluorescence spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., J.N. Boyer, and R. Jaffe
    • 雑誌名

      Continental Shelf Research

      巻: 66 ページ: 136-144

    • DOI

      10.1016/j.csr.2013.06.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photobleaching as a factor controlling spectral characteristics of chromophoric dissolved organic matter in open ocean2013

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., Y. Nosaka, K. Suzuki, H. Ogawa, K. Takahashi, and H. Saito
    • 雑誌名

      Biogeosciences

      巻: 10 ページ: 7207-7217

    • DOI

      10.5194/bg-10-7207-2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海洋学の10年展望(II)-日本海洋学会将来構想委員会化学サブグループの議論から-2013

    • 著者名/発表者名
      神田穣太, 石井雅男, 小川浩史, 小埜恒夫, 小畑元, 川合美千代, 鈴村昌弘, 本多牧生, 山下洋平, 渡邉豊
    • 雑誌名

      海の研究

      巻: 22 ページ: 219-251

    • 査読あり
  • [学会発表] DISTRIBUTIONS OF DISSOLVED LIGNIN IN THE WESTERN NORTH PACIFIC: IMPLICATION FOR TRANSPORTATION OF TERRIGENOUS DISSOLVED ORGANIC MATTER ACCOMPANIED WITH IRON2014

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, H., C. Lu, J. Nishioka, Y. Yamashita, R. Benner
    • 学会等名
      2014 Ocean Science Meeting
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(ホノルル)
    • 年月日
      20140223-20140228
  • [学会発表] Accumulation of humic-like fluorescent dissolved organic matter in the Japan Sea Proper Water2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., K. Kuma, K. Hamasaki, T. Nagata, Y. Yamashita
    • 学会等名
      The 6th China-Japan-Korea IMBER symposium
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      20131003-20131004
  • [学会発表] 日本海における蛍光性溶存有機物の分布2013

    • 著者名/発表者名
      田中和樹, 久万健志, 浜崎恒二, 永田俊, 山下洋平
    • 学会等名
      2013年度日本海洋学会秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      20130917-20130921
  • [学会発表] 西部北太平洋における溶存有機物の光学的性質2013

    • 著者名/発表者名
      山下洋平, 野坂裕一, 鈴木光次, 小川浩史, 高橋一生, 齊藤宏明
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2013年度連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉市)
    • 年月日
      20130519-20130524

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公開日: 2015-05-28  

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