2022 Fiscal Year Annual Research Report
長野県諏訪湖におけるリン・鉄循環の空間的・経時的な変化の評価
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21J21859
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
市川 雄貴 信州大学, 総合医理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 湖沼 / 富栄養化 / リン / 鉄 / 水質浄化 / ホスファターゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
浅い富栄養湖である諏訪湖では夏には湖底の貧酸素化・還元化により、底質からのリンが溶出しやすい環境が形成されるにも関わらず、かつて見られたリン濃度上昇が見られなくなってきている．この現象を細かく解明することで他湖沼における水質改善に役立つ知見が得られると考え、諏訪湖におけるリン動態の研究を行っている．これまでの結果から、近年では水温成層の発達が進み、比較的浅い湖沼である諏訪湖にて深い湖で見られるような鉄・リンの溶出・再沈殿の循環が発生するようになり、底層から表層へのリン回帰が発生しずらくなっていることが湖心における研究から示唆された．一方で、近年のリン溶出についての定量的な評価の他、有機態リンの分解に関わるホスファターゼに関する調査も必要であると考え、昨年度はこれらに関して研究を行った．
1か月の溶出試験の結果、現在の諏訪湖における溶出速度は平均して3.7mg/㎡/日であった．諏訪湖における水質汚染が著しかった1977年における溶出速度は約20mg/㎡/日（福原ら、1981）であり、現在ではその1/5程度まで減少していることが判明した．また、底質表層の鉄結合リン濃度は1977年と比べると半減していた．
諏訪湖水中のアルカリホスファターゼ活性値（APA）、主な生産者である植物プランクトン量を示すChl.a濃度、基質であるリン濃度を測定した．結果、諏訪湖ではAPAが循環期には一様であるのに対して、成層期になると生産者当たりの活性値が表層では高く、水温躍層周辺では低い傾向が見られた．これは成層期にリン濃度が低下する表層ではリンの獲得競争が発生したのに対して、リン濃度が比較的高い水温躍層周辺では、表層と比べ、資源獲得競争の必要が少なかったためであると考えられた．また、ホスファターゼによって分解されたリンはほとんどが生物に取り込まれ、水中へはほとんど放出されないことも示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度の結果と合わせて底質におけるホスファターゼ活性の結果を得ようとしたが、データの質が悪く研究に用いることができない結果となってしまった．
また、研究の全体像を見直す必要が出てきており、当初の予定では長期的なリン動態の変動を評価することも目的としていたが、現在の諏訪湖におけるリン動態のみに評価対象をシフトさせることも考えている．
論文発表も昨年度目指していたが、データの質向上であったり、上記の研究全体の見直しのために執筆が遅れてしまった．
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| Strategy for Future Research Activity |
「現在の諏訪湖におけるリンと鉄の関係を中心としたリン動態の解明」を通じて、水質改善に生かせる提言を行える知見を得ることを目指して、以下の調査研究を行う．
現在、近年の夏期の諏訪湖にて沿岸域の多くを占めるヒシ帯におけるリンと鉄動態の解明のために培養実験の準備を行っており、7月までに実験を完遂させたい．
また、酸化環境における鉄とリンの再沈殿に関して定量的に評価できるような実験を行い、諏訪湖における鉄とリンの循環を定量的に評価したい．
加えて、前年度から行っている湖水中のホスファターゼ活性の調査については継続して行う．実績の概要で述べた仕組みが一般的な現象であるかを解明するために他の湖沼においても同様の調査を行う．
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Research Products
(1 results)
