【研究分野】自然地理学

【研究領域課題番号】08408004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サンゴ礁 / 物質循環 / 川平サンゴ礁 / 石垣島 / 琉球列島 / 完新世 / 海面変化 / 有孔虫 / 界面変化

【研究成果の概要】

サンゴ礁生態系における地形形成と物質循環について、主として琉球列島石垣島、喜界島などで調査を行い、以下のような研究成果を得た。
琉球列島石垣島において、サンゴ礁の地形構造、生物分布、海水流動などを観測し、礁原の掘削調査を行い、現在と完新世中期以降におけるサンゴ礁の堆積過程を明かにした。その結果、台風時における海水流動と運搬堆積過程が密接に関係していること、約2000年前の海面低下により礁嶺が干出するようになり、礁嶺での有孔虫の生産量が増大したことなどが明かになった。琉球列島喜界島周辺海域で音響測深を行うとともに、琉球列島中南部の海域について既存の音波探査記録を解析して、サンゴ礁礁縁から島棚にかけての海底地形の形成過程と海面上昇との関係を検討し、琉球列島では約1万1千年前以降に現成サンゴ礁の上方成長がはじまったことが明かになった。石垣島の現生サンゴ群体と喜界島の完新世サンゴ化石の年輪解析を行い、完新世中期における古環境について検討し、琉球列島周辺海域では約6000年前に表層海水温が現在より低かったことが判明した。太平洋南部クック諸島における完新世サンゴ礁の地形形成と海面変化について、研究成果を取りまとめた。またサンゴ礁生態系における群集代謝速度(光合成/呼吸・石灰化)を定量するために、海水の二酸化炭素計測装置を開発して測定を行った。その結果、サンゴ礁の場と環境条件によって二酸化炭素の吸収/放出が変化することを明かにした。石垣島白保サンゴ礁では、陸域がらの地下水による硝酸イオンの流入が大きく、陸域における人間活動の影響が大きいものと推定された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】14,400千円 (直接経費: 14,400千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】05404077 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サンゴ礁 / 物質循環 / 環境変動 / 石垣島 / 琉球列島 / 帯状構造

【研究成果の概要】

本研究では、サンゴ礁生態系における高い生産力と多様な生物群集の存在を維持している機構を明らかにするために、サンゴ礁地形の形成環境因子と形成過程、サンゴ礁生態系における物質循環を調べ、サンゴ礁生態系の維持機構と環境変動との関係について検討することを目的とした。具体的には、琉球列島石垣島北海岸(川平)の現成サンゴ礁について、サンゴ礁生態系における生息場(ハビタート)としてのサンゴ礁地形の形成過程と共に、サンゴ礁生態系における炭素および窒素を中心とする物質循環を調べた。その結果、次のような点が明らかになった。(1)現成サンゴ礁の地形・堆積物・生物分布について調査した結果、川平サンゴ礁には健全なサンゴ類が生息しており、現成サンゴ礁は陸側から海側に向かって、砂浜、礁地(ハマサンゴ帯と枝サンゴ帯)、礁嶺(モク帯と藍藻帯)、縁溝-縁脚系(太枝ミドリイシ帯)と地形帯に対応した生物分布が認められた。(2)現成サンゴ礁を横断する代表的な測線にそって、流速計を設置して、潮汐と風の変化に伴う流向・流速の変化を測定した。その結果、川平サンゴ礁において卓越する海水流動は、北風卓越時のパターンであること、造礁サンゴをふくむ生物群集の帯状構造がこの海水流動パターンによって最も強く影響されていることが判明した。(3)地形と生物群集の帯状構造を明らかにしたうえで、海水流動をはじめとする物理環境のデータおよび造礁サンゴの特性値にもとづいて、造礁サンゴの加入-成長・競争・死滅を差分モデルでシミュレートして、サンゴの被度変化として出力し、その結果を観測結果と比較して考察した。(4)サンゴ礁地形構成とらん藻分布との関係を調査し、代表的ならん藻類の同定を行ない、現地においてアセチレン還元法と15Nトレーサー法によって、らん藻類の窒素固定速度を測定した。さらに、測定したらん藻の15N安定同位体比を測定し、藻体に積算された窒素固定の寄与率を求めた。その結果、サンゴ礁沖側の高まりには糸状のらん藻が分布し、その多くが窒素固定能力を持つことが明らかになった。現地において測定した窒素固定速度と安定同位体から推定した窒素固定の寄与には相関があり、らん藻類は定常的に窒素固定を行なっていることが明らかになった。

【研究種目】一般研究(A)

【研究期間】1993 - 1995

【配分額】15,200千円 (直接経費: 15,200千円)