【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K00527 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海水分析 / 溶存有機物 / 放射性炭素 / 炭素循環 / 化学海洋 / 加速器質量分析 / 海洋物質循環 / 物質循環 / 溶存有機態放射性炭素 / 溶存有機炭素 / 海洋生物地球科学

【研究成果の概要】

海水中の溶存有機物を構成する放射性炭素の同位体比を測定し、その年齢の分布を明らかにすることにより、海洋での溶存有機物の分布に時間軸、すなわち、溶存有機物の分解速度や、海域間での移動時間等の情報を加えることが可能である。本研究では、その方法の煩雑さから報告例が極めて限られていた海水中の溶存有機態放射性炭素分析について、従来に比べて安全で容易な手法を開発した。

【研究の社会的意義】

本研究で開発した手法は、幅広い溶存有機物濃度および放射性炭素同位体比をもつ海水試料に適用可能であることが確認された。また、保存条件等の問題からこれまで困難とされてきた、実験室間での結果の相互比較を可能とした。加えて、本研究で開発した海水中の溶存有機物分解法は、様々な有機態元素・同位体分析への適用も期待される。本研究により、地球表層での炭素循環をより深く理解するための基盤を整えることができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15K14609 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

根圏滲出物 / 森林生態系 / 炭素循環 / 生態系純生産 / 純一次生産 / 独立栄養生物呼吸 / 従属栄養生物呼吸 / 物質循環 / 炭素動態

【研究成果の概要】

根圏滲出物の放出速度の季節変化と純一次生産 (NPP) に与える影響を明らかにするために、２つの森林生態系（コナラ林、アカマツ林）において2016年から2017年にかけて滲出速度の測定を行った。我々が新たに開発した測定手法によって、平均滲出速度はコナラ林とアカマツ林でそれぞれ0.49、1.09 mgC g fine root-1 day-1と測定された。これらの速度と細根バイオマスから推定された年間滲出量は30、61 gC m-2 year-1となり、NPPに占める割合はそれぞれ2.6%、9.6%となった。これらの結果は、根圏滲出速度は樹木の生活形に依存した季節変化を示すことを示唆している。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】23405002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋酸性化応答 / サンゴ礁 / 降水 / 大気沈着物 / 二酸化炭素分圧 / 操作実験 / 安定同位体比 / 物質循環 / 海洋生態 / 環境変動 / 炭素循環 / 酸性雨 / 大気降下物 / 海草藻場

【研究成果の概要】

複雑な海岸地形を有するフィリピンの特徴的な沿岸海域において、多様な空間スケールにおける海洋化学的観測を実施し、大気からの環境負荷と、それが陸域影響（河川・地下水流入）や沿岸部における養殖漁業等の人為負荷と組み合わさることによる複合効果とを、特に海洋物理学的特性と関連した海洋酸性化の促進・緩和という観点から評価した。また降雨成分の分析により窒素の越境汚染の潜在的影響について検証した。さらに造礁サンゴとその初期発生過程における海洋酸性化影響を評価するために、フィリピン大学の臨海実験所に屋外操作実験施設を構築し、現地の代表的なサンゴ種を用いて酸性化応答の実験的評価を実施した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】22710004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プロテオロドプシン / 光従属栄養 / Flavobacteria / 物質循環 / 海洋 / 微生物 / 海洋細菌 / 炭素循環 / 光エネルギー

【研究成果の概要】

本研究では、2000年に海洋細菌から見つかった光駆動型プロトンポンプであるプロテオロドプシン(以下PR)の生物機能を、分離培養株を用いて詳細に解析し、PRのプロトン排出速度および利用波長領域を明らかにすることに成功した。従来、PR遺伝子を持つ細菌は難培養性であると考えられてきたが、本研究で多数の分離培養に成功した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】19510004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

汽水域 / 安定同位体比 / 炭素循環 / 窒素循環 / モデル / 河口域 / 有機物 / マングローブ / 海草藻場 / 環境分析 / 沿岸海洋 / 物質循環 / 懸濁態有機物 / 同位体マスバランスモデル / 栄養塩スパイラル / 硝酸態窒素

【研究成果の概要】

生物地球化学的物質循環上重要な各種の有機・無機化合物の炭素・窒素・酸素安定同位体比を手掛かりとして、河口域における物質の起源と変換プロセスを明らかにする研究手法を開発検証した。またこうした手法により得られるデータを効果的に利用して陸域から海域への物質輸送の在り方を評価するためのモデルによる解析手法を開発・提案した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】18310011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋 / 微生物 / 炭素循環 / ジメチルサルファイド / 海洋微生物 / 気候関連ガス / rRNA / プロモデオキシウリジン / 16SrRNA遺伝子 / 物質循環 / DMS / ブロモデオキシウリジン

【研究成果の概要】

本研究では、海洋微生物の生態を解析するための新しい手法を開発し、これらを駆使して、海洋における炭酸ガスやジメチルサルファイド(DMS)といった気候関連ガスの動態に強い影響を及ぼす微生物鍵種を特定した。さらに、独自技術に次世代超並列シーケンスを組み合わせた解析では、従来法では不可能であった希少種も含めた増殖群の特定に成功し、微生物多様性と生態系の安定性を議論する上での重要な知見を得ることが出来た。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】17,660千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 1,860千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】13308029 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

溶存有機物 / 海洋コロイド / 細菌群集 / 有機物分解 / 海洋生態系 / 生物複雑性 / 微生物 / 物質循環 / 水圏物質循環 / 微生物群集 / コロイド / 地球環境 / 湖沼生態系 / 炭素循環 / 海洋 / 有機物 / 食物連鎖 / 鉛直フラックス / 細菌群集組成

【研究成果の概要】

本研究では、水圏における溶存態およびコロイド態有機物の動態とそれに関わる細菌群集の変動機構の解明を目的とした。以下の成果が得られた。
1.海洋のコロイド有機物の重要な構成成分であるペプチドグリカンの分解過程を放射トレーサー法により解析し、分子内部位(糖鎖およびペプチド鎖)による分解速度定数の違いを初めて明らかにした。
2.沿岸海洋における深度別の微生物分布を解析するモデルを検討した。また、このモデルを用い、太平洋亜寒帯域における、細菌生産速度の分布パターンから、枕降性有機物(コロイドの凝集物)の深度別フラックスを求めた。
3.デラウェア湾の微生物-生物地球化学観測データの解析から、同湾における、溶存・コロイド状有機物の主要消費者である細菌群集の多様性の変動パターンと、各細菌グループの増殖特性を明らかにした。
4.琵琶湖における溶存・コロイド有機物、細菌、ウィルス、鞭毛虫などの季節変化パターンを統計的に解析し、微生物複雑系の変動要因としてのトップダウン支配機構とボトムアップ支配機構の相対的な重要性を明らかにした。
5.フローサイトメトリーを用いた細菌群集解析から、琵琶湖の湖盆スケールにおける細菌群集特性の空間変動パターンを初めて明らかにした。また、コロイド有機物の分解にかかわる細胞外加水分解酵素の時空間変動について解析した結果、リン酸モノエステル分解酵素活性が湖底近傍に極大を示す現象を新たに見いだした。
6.沿岸海域(大槌湾)においてメソコスム実験を実施し、植物プランクトンブルームの生成・消滅にともなう、コロイド・溶存有機物の動態と、その制御機構としての微生物群集の役割についての解析を行った。
7.白鳳丸航海において西部北太平洋外洋域における微生物群集の分布と活性に関する調査を行った。その結果から、微生物活性'(ロイシン取り込み速度)の分布の支配要因を解析した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円)