共同研究報告書


研究区分 開拓型研究

研究課題

 陸海結合システム: 沿岸域の生物生産特性を制御する栄養物質のストイキオメトリー
新規・継続の別 開拓型（2年目/全3年）
研究代表者／所属 金沢大学　環日本海域環境研究センター
研究代表者／職名 教授
研究代表者／氏名 長尾誠也

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 大西　健夫 岐阜大学応用生物科学部 教授

2

 木田　新一郎 九州大学・応力研 准教授

3

 黒田　寛 水産研究・教育機構 主任研究員

4

 田中　潔 東京大学大気海洋研究所 准教授

5

 谷内　由貴子 水産研究・教育機構 主任研究員

6

 長坂　晶子 北海道総合研究機構 主任研究員

7

 中田　聡史 国立環境研究所 主任研究員

8

 山下 洋平 北海道大学・地球環境 准教授

9

 入野 智久 北海道大学・地球環境 助教

10

 芳村　毅 北海道大学・水産 准教授

11

 松村　義正 東京大学大気海洋研究所 助教

12

 伊佐田　智規 北海道大学・北方圏 准教授

13

 佐々木　章晴 北海道大学・農学研究院 特任教員

14

 白岩孝行 北大低温研

15

 中村　知裕 北大低温研

16

 三寺　史夫 北大低温研

17

 的場　澄人 北大低温研

18

 西岡　純 北大低温研

19

 江淵　直人 北大低温研

研究目的 沿岸に付加される元素の割合（以下、栄養物質ストイキオメトリー）は、沿岸域の生物生産特性を決定する極めて重要な要因である。陸域河川水は、降水と地下水を起源とし、陸面の表層地質・土壌に応じた化学特性をもった陸水として河川を通じて輸送され、海水と出会う河口域で塩析などによる物質の除去など物理化学的フィルターにかけられる。一方、沿岸に流入する沖合の海水は、陸棚や湾内の堆積物での地球化学的なプロセスにより、それぞれ栄養物質ストイキオメトリーが大きな変化を受ける。陸水および沖合海水の両者が混じり合うことで、沿岸域の栄養物質ストイキオメトリーが決まる。本研究ではこの過程の詳細を明らかにすることを目指す。
　　
研究内容・成果 【陸域観測】
融雪期直前の3月24-26日、および低水期の6月17-19日の2回、超音波流向流速計を用いて別寒辺牛川の最下流域（RB3）で連続的な流量観測を実施し、令和3年度に同地点で実施した10月5日〜7日の観測と合わせて、合計3回の詳細かつ高時間分解の流出・流入データを得ることに成功した。その結果、別寒辺牛川から厚岸湖への正味の流出量は、河川流域にもたらされた直前5日間の降水量の関数で近似できることが判明した。この他、別寒辺牛川流域から厚岸湖・厚岸湾を経て外洋域へとつながる河川水の輸送・拡散過程を知るためのトレーサーとして、別寒辺牛川流域内の夕色溶存有機物（CDOM）の河川流域内での濃度分布と流出プロセスについての観測・解析を行なった。また、別寒辺牛川河口域〜上流域にかけて、有色溶存有機物(CDOM)水平分布や流動パターンを把握するため、マルチスペクトルカメラを搭載したドローンによる水面空撮を実施した。

【汽水域観測】
厚岸湖から厚岸湾へ流出する河川水の流出経路と水塊特性を明らかにするため9月26-29日に厚岸臨海実験所所有の観測船ウミアイサにて厚岸湾・厚岸湖の水温・塩分・流速観測および海面から2m間隔で海底まで鉛直採水（クロロフィル・栄養塩）を行った。また、厚岸大橋付近では湾奥から厚岸大橋にかけて係留系を設置し、海面・海底付近を半日ほど連続計測した。一方、湾内と外洋域の間の海水交換も明らかにするため、湾口の流速の横断観測および水温・塩分を計測した。厚岸大橋付近では直上からドローンを用いて河川フロントを連続空撮したところ画像解析から河川フロント近傍の流速が平均30cm/sであることが明らかになった。海中観測との比較を今後進める計画である。

【海域観測】
2022年5月（北光丸）、2022年6月（北光丸）、10月（北光丸）、2023年1月（実施予定、北光丸）により道東沿岸〜陸棚域の調査を実施した。2022年度の調査ではいずれの時期、海域においてもK. selliformisの細胞密度は検出限界以下であり、本種の当海域の分布は定常的ではないことを明らかにした。また、北海道道東海域における表層海水試料の134Cs濃度測定から、2018年から2020年かけての134Cs濃度の上昇、およびそれ以降の減少を発見した。一方、2022年2月の海上保安庁巡視船そうや航海、および2022年4〜5月の新青丸KS-22-6次航海を実施した。これらの観測航海で得られたサンプルの分析から、宗谷暖流水、東サハリン海流域の表層低塩分水、中冷水、オホーツク海中層水を生物地球化学的パラメータで水塊分けすることで、主要栄養塩濃度（硝酸塩、アンモニア、リン酸塩、ケイ酸）や鉄濃度の冬季を含めた季節変動を把握することに成功した。
　　
成果となる論文・学会発表等 M. Inoue， K. Mashita， H. Kameyama， R. Takehara， S. Hanaki， H. Kaeriyama， S. Miki， and S. Nagao， Transport paths of radiocesium and radium isotopes in the intermediate layer of the southwestern Sea of Okhotsk. Journal of Environmental Radioactivity 250， 106931 (2022)

H. Kuroda， Y. Taniuchi， T. Watanabe， T. Azumaya and N. Hasegawa， Distribution of Harmful Algae (Karenia spp.) in October 2021 off Southeast Hokkaido， Japan. Frontiers in Marine Science， 9， 841364. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.841364 (2022)

K. Liu， J. Nishioka， B. Chen， K. Suzuki， S. Cheung， Y. Lu， H. Wu， H. Liu， Phytoplankton and microzooplankton population dynamics along the western area from the North Pacific to the Bering Sea in summer， Limnology and Oceanography (Accepted).

他論文2件、学会発表9件、アウトリーチ1件