| 研究課題/領域番号 |
26220102
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| 研究機関 | 独立行政法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
野尻 幸宏 独立行政法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 上級主席研究員 (10150161)
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| 研究分担者 |
酒井 一彦 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50153838)
鈴木 淳 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究グループ長 (60344199)
井上 麻夕里 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (20451891)
高見 秀輝 独立行政法人水産総合研究センター, 東北区水産研究所, 主任研究員 (50371802)
中野 智之 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 助教 (90377995)
林 正裕 公益財団法人海洋生物環境研究所, 実証試験場, 主査研究員 (20444870)
石田 明生 富士常葉大学, 環境学部, 教授 (60359148)
井口 亮 沖縄工業高等専門学校, 生物資源工学科, 助教 (50547502)
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| 研究期間 (年度) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| キーワード | 海洋酸性化 / 二酸化炭素 / 沿岸生物 / 飼育実験 / サンゴ / 水産有用種 |
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| 研究実績の概要 |
飼育実験を行う主要臨海施設を定め、種および生態系レベルの海洋酸性化影響を評価する海水CO2制御システム整備を行った。
東北区水産研究所宮古庁舎には屋内精密型飼育装置を移設し、無節サンゴ藻の長期飼育実験を開始した。冬季の凍結のため他所では屋外に設置する大流量型CO2制御飼育装置を建屋内に整備した。新設の施設での飼育実験にあたり、海水塩分・アルカリ度観測を行い、供試海水の炭酸系条件を連続推定する式を得た。
海洋生物環境研究所柏崎実証試験場では、屋外大型海水槽でCO2制御操作を確認し、大型有用魚種の再生産へのCO2影響評価実験としてマダイを供試生物としてCO2分圧3段階の実験水槽で予備的実験を実施した。高CO2環境の生態系影響を評価する生物加入実験のために、屋外大流量型CO2制御飼育装置を整備し長期確認試験を行った。高CO2環境の長期的影響を評価するために、世代が回るのが早い魚種Pterapogon kauderniの雌雄判別を行い実験水槽内で第1世代ペアの飼育を開始した。サンゴの飼育と並行して貝類の実験を行う水槽システムで、アワビ類の飼育実験を実施した。
京都大学瀬戸臨海実験所では、新たに屋外大流量型CO2制御飼育装置の整備を開始した。加入実験における生物分類同定の準備を行った。
琉球大学瀬底研究施設では、屋内精密型飼育装置の増設と既設屋外大流量型CO2制御飼育装置の改良を行った。屋外装置では定着板設置による加入生物群の予備調査を行った。5条件（300-1000μatm）のpCO2で定着板には主に海藻類が付着・成長することを確認した。屋内装置ではユビエダハマサンゴを対象とした飼育実験を行い、遺伝子型の違いで酸性化海水中における石灰化率や光合成活性に顕著な違いが見られた。
生物殻のCa輸送機構の解析や、海洋酸性化評価に必要な沿岸海洋モデル化のためのデータセット整備などを開始した。
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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
既存のCO2制御系を利用する研究においても、良い成果を上げるための整備が本課題のもとでなされた。研究分担機関間の連携協力と情報交換を進めてきたので、各機関の実験技術のレベルアップがなされてきた。
新設計のCO2制御系である屋外大流量型は、４つの主要臨海施設のうち３施設で運用あるいは試運転段階まで整備を進めることができ、比較的早い整備状況である。このことで、平成27年度には生態系への影響評価実験を主要臨海施設で統一的に開始できると考えている。
屋内装置での小型生物や幼生の種レベル影響評価は、これまでの研究実績を生かして着実に進んだ。
長い実験期間が必要な継代飼育実験については、当初から5年の研究期間を通しての実験を想定して準備を急ぎ、初年度から実際の飼育に入ることができた。これは計画よりやや早い進行である。
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| 今後の研究の推進方策 |
屋外大流量型CO2制御飼育装置の臨海施設での整備を終え、平成27年度中に統一的な手法による加入実験を開始する。異なるCO2濃度レベルの海水中で定着基盤に定着して成長する加入生物のモニタリングを行い、代表的な加入生物（海藻類、軟体動物、外肛動物などを想定）の、海水中での成長率・死亡率へのCO2濃度レベルの影響を評価する。屋外式のpCO2制御装置を用いた加入実験において、定着基盤に付着した生物量を、有機炭素量および炭酸カルシウム量の分析から評価し、無機炭素/有機炭素比の変化等を評価する。また、定着生物をメタバーコーディング解析によって網羅的な分類群探索する。
魚類の継代飼育実験については、設定した飼育環境下で産卵がなされることを確認後、高CO2区のCO2分圧を上昇させ、第一世代の暴露実験を開始し、産卵回数・産卵数・正常孵化率などを求める。発生した次世代についても同様の実験を行い、最長で第四世代までを予定している。
大型有用魚種の再生産（産卵・受精・孵化）へのCO2影響評価実験についてはマダイの産卵期が毎年5～6月であることから、毎年この時期に産卵実験を繰り返し行うと最大四回の繰り返し実験が可能となる。
サンゴ飼育実験用の精密CO2分圧調整装置で、わが国周辺で近年の温暖化に伴って分布域の北方拡大が顕著な「北上種」や、そのような分布域の変化が見られない「北限種」を対象に、種内変異をも評価しつつ種レベルの影響評価を進める。
これらのCO2制御飼育実験で得られるCO2制御期間内に成長した殻や骨格部位についてSr、Mg、Uなどの微量元素、酸素・炭素同位体比、Ca同位体比などの情報、電子顕微鏡による微細構造の観察などから、石灰化生物の石灰化機構への酸性化の影響、またその種毎の違いについて検討する。海洋酸性化が与える多様な生物種への影響を種間相互作用や生物種移動性などを考慮してモデル化する。
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