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2014 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
研究実績の概要

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。得られた主要な研究成果は以下の3点である。
(1)沿岸域および外洋域の腐植様蛍光物質の量的・質的な分布を3次元蛍光光度法-Parallel Factor Analysisを用いて明らかにしたところ、太平洋全域の中深層における腐植様蛍光物質は同質である事が分かった。すなわち、海洋細菌由来の難分解性腐植様物質が海洋中深層に普遍的に分布している事が分かった。また、日本海と西部北太平洋の比較から、日本海深層水中では腐植様蛍光物質が蓄積している事が明らかになり、その蓄積現象は他の海洋深層でもおきている事が示唆された。
(2)in situ蛍光センサーを用い、外洋域の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、in situ蛍光センサー値の補正方法を確立した。
(3)海洋細菌単離株による難分解性溶存有機物の培養法を確立し、Alteromonas macleodiiによる難分解性溶存有機物の生成メカニズムを評価し、その生成効率を検討した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamics of dissolved organic matter in fjord ecosystems: Contributions of terrestrial dissolved organic matter in the deep layer2015

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., L.S. McCallister, B.P. Koch, M. Gonsior, and R. Jaffe
    • 雑誌名

      Estuarine, Coastal and Shelf Science

      巻: 159 ページ: 37-49

    • DOI

      10.1016/j.ecss.2015.03.024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial Variation in the Origin and Reactivity of Dissolved Organic Matter in Oregon-Washington Coastal Waters2015

    • 著者名/発表者名
      Lu, Y., J.W. Edmonds, Y. Yamashita, B. Zhou, A. Jaegge, and M. Baxley
    • 雑誌名

      Ocean Dynamics

      巻: 65 ページ: 17-32

    • DOI

      10.1007/s10236-014-0793-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accumulation of humic-like fluorescent dissolved organic matter in the Japan Sea2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., K. Kuma, K. Hamasaki, and Y. Yamashita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 5292

    • DOI

      10.1038/srep05292

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dissolved organic matter dynamics in the oligo/meso-haline zone of wetland-influenced coastal rivers2014

    • 著者名/発表者名
      Maie, N., S. Sekiguchi, A. Watanabe, K. Tsutsuki, Y. Yamashita, L. Melling, K. Cawley, E. Shima, and R. Jaffe
    • 雑誌名

      Journal of Sea Research

      巻: 91 ページ: 58-69

    • DOI

      10.1016/j.seares.2014.02.016

    • 査読あり
  • [学会発表] 海洋細菌単離株による溶存有機物の生成に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      後藤周史, 多田雄哉, 鈴木光次, 山下洋平
    • 学会等名
      日本海洋学会 2015年度春季大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-25
  • [学会発表] 日本海内部における腐植様蛍光物質の蓄積2014

    • 著者名/発表者名
      田中和樹, 久万健志, 浜崎恒二, 山下洋平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2014年度連合大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02
  • [図書] Advances in the Physicochemical Characterization of Dissolved Organic Matter: Impact on Natural and Engineered Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Jaffe, R., K.M. Cawley, and Y. Yamashita
    • 総ページ数
      47
    • 出版者
      American Chemical Society
  • [備考]

    • URL

      http://geos.ees.hokudai.ac.jp/yamashita/homu.html

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公開日: 2016-06-01  

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