【研究領域課題番号】19K06198 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

日本海 / 安定同位体比 / 懸濁態有機物 / 基礎生産 / 安定同位体 / 黒潮 / 植物プランクトン / 動物プランクトン / 対馬暖流 / 窒素 / 炭素 / 物質循環 / 食物網構造

【研究成果の概要】

日本海で取得した懸濁態有機物の炭素・窒素安定同位体比の分析および結果の統計解析について進めた。安定同位体比の分析については、442試料の分析を終わらせ、季節的に均質ではないものの、統計解析には十分な分析結果を得ることができた。この結果について、統計解析をしたところ、日本海の安定同位体比については多峯性を示しており、ガウス混合モデルから4つのグループ（i-iv）に分類された。ほとんどの試料はグループii（n = 442）に分類され，そのグループのδ13CPOMとδ15NPOMの平均±標準偏差（sd）はそれぞれ-23.7 ± 1.2‰ と 3.1 ± 1.2‰ であった。グループiは低δ15NPOM (-2.1 ± 0.8‰, n = 11)、グループiiiは低δ13CPOM (-27.1 ± 1.0‰, n = 22)、グループivは高δ13CPOM (-20.7 ± 0.8‰, n = 34)が特徴であった。一般化線形モデル（GLM）を用いると、水温とクロロフィルa濃度がδ13CPOMに正の影響を与え、活発な光合成と植物プランクトンの増殖がδ13CPOMを上昇させることが支持された。サンプリング深度、緯度、塩分、硝酸塩濃度もGLMではδ13CPOMに有意な影響を与えたが、クラス間の差は有意なままであった。δ15NPOMの平均値は、日本海では主に硝酸塩を起点とした基礎生産が生じていることを示唆したが、GLMではδ15NPOMの変動は水温と塩分によって説明され、多くの海域で説明要因となる硝酸塩濃度は説明変数とならなかった。これは、長江、黒潮、大気など様々な硝酸塩起源が日本海の一次生産に重要であるためと考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】食料循環研究

【研究領域課題番号】26310304 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

有機農法 / 土壌 / 窒素 / リン / 雑草 / 生物多様性 / イネ / 水田 / 農業環境工学 / 雑草管理 / 物質循環 / 水田生態系 / 農家経営 / 農作業 / 温室効果気体 / 水稲 / 農業工学

【研究成果の概要】

ある農家が開発した有機稲作農法のしくみを研究した結果、以下のことが分かった。
この農法は、施肥も除草もしないために極めて労働節約的であり、そのことが農家経営に大いに貢献していた。
この農法に転換した当初の米収量は、慣行農法よりもかなり低いが、農法を継続するうちに慣行の農法の収量に近づいた。これは、冬春雑草のすきこみを継続することで、イネが吸収できる土壌窒素量やリン酸量が増えたのが一つの理由であった。この農法を継続すると、イネと競合する雑草が減り、稲作害虫の天敵であるクモ類が増えた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-07-18 - 2018-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16201006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

物質循環 / 窒素 / リン / ROV / バイオマーカー / コアマモ

【研究成果の概要】

本研究では研究期間の3年間のうち、男年度に器や分析手法などの準備行い、次年度は下記の測線調査と面的調査を通常期および寒冷期に行った。最終年度に当たる本年度は、台風来襲期にあたる高温期の調査を天候に合わせて機動的に遂行し、複合生態系の動態を季節変化を踏まえて総合的に解析した。
測線調査
マングローブ・海草藻場・サンゴ礁をそれぞれ独立したボックスとして捉え、それらの間の窒素及びリンの収支を定量的に把握することを目的とした現場観測を行った。地形や海草藻場の分布を考慮して観測点を設定し、それぞれの観測点に水温塩分計・流速計を係留して、短期的な連続観測を行なった。同時に採水を行い窒素・リン濃度を分析した。観測された流量及び各形態別の窒素・リン濃度の積から各ボックス間の短期的な窒素・リン収支の特性を明らかにした。
面的調査GIS化
産業技術総合研究所が開発した気球から、前年度までに撮影した調査海域の画像をもとに、基礎的地理情報データベースを構築した。このデータベース上に、ROVで撮影した画像を、あたかも自身が潜水して見ているように、測線に沿ってビデオ画像が流れるソフトウエアに統合した。さらにこれらの動画つきデータベースを一般にも操作しやすい形に変換し、ホームページで公開した。これらのデータについては英語版も作成し、アメリカの研究者を中心に収集されている世界の藻場状況の日本側データベースとして登録された。
堆積物と一次生産者のバイオマーカーおよび安定同位体比分析
各生態系における堆積物と一次生産者のバイオマーカーおよび安定同位体比分析の結果から、マングローブ林堆積物に供給される有機物はマングローブ起源であるが、海草藻場の堆積物に供給される有機物もマングローブ起源のものが多いことが推察され、安定同位体比の結果と整合的であった。またサンゴ礁堆積物に供給される有機物は、マングローブ起源や海草起源ではなくサンゴ礁起源であるが、その主要供給生物は軟体部としてのサンゴではなく、他種多様に生息するその他の生物であると推定された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)

【研究分野】林学・森林工学

【研究領域課題番号】15208014 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生産者 / 消費者 / 分解者 / 多様性 / 物質循環 / ミズナラ / 攪乱 / 資源勾配 / リター分解 / 菌根菌 / ミミズ / リン / 窒素 / 二次利用者 / クロバネキノコバエ / マイズルソウ / ササラダニ / 伐採・施肥処理 / 細菌処理 / リグニン / 群集構造 / リター / 分解 / 被食 / 光-栄養塩

【研究成果の概要】

1.本科研では生産者であるミズナラの環境応答に着目し、消費者群集、分解者群集の多様性とのリンクを大規模野外実験によって明らかにした。
2.光・栄養塩勾配に対する群集・生態系の応答を明らかにするため、ミズナラを含む二次林において伐採・施肥実験を行った。その結果、施肥処理によりミズナラの被食量が増加することが明らかとなった。
3.ミズナラ林内に表層性ミミズの密度を操作する実験区を設定し、ミミズ密度の差が生態系に与える効果を明らかにした。窒素無機化には処理の効果が見られなかったが、落葉の堆積量はミミズ除去区で多くなり、ミミズの減少に伴い今後分解速度が低下するものと見られる。
4.ミズナラ樹冠に成立する甲虫(消費者)群集を、樹冠フォギング法により、攪乱・除去して、その後の群集再構成過程を非攪乱区の群集と比較した。その結果植食者群集は、餌資源である葉の質によって一定の構成に収束する群集であり、一方、腐食者群集は、局所空間に侵入する種の順番によって構成が変化し得る群集であると推論された。一方、ミズナラの優占度が異なる9つの林分での分解者であるササラダニ群集を比較したが、ミズナラやミミズの影響はなく、上層木の多様性が11から25の森林では植物の多様性がササラダニ群集に関係がないことが明らかとなった。
5.地下部の菌類相の攪乱により、地上部の植物への養分供給とリター分解速度が変化するかを明らかにするため、殺菌剤処理を行い、植物の成育および菌根形成、分解速度を明らかにした。担子菌よりも子のう菌に対して殺菌効果の高いベンレート処理区においてもっともよく分解される傾向が認められたことから、リターの分解高い能力の高い担子菌が選択され通常よりも高い分解率が得られた可能性がある。またアーバスキュラー菌根菌がマイズルソウの生育とリン吸収に寄与していることが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】38,610千円 (直接経費: 29,700千円、間接経費: 8,910千円)