極域の海氷下および浅海底における珪藻類生産の実態解明

阐明极地海冰下和浅海海底硅藻生产的实际状况

• 批准号: 21H02263
• 负责人: 松野 孝平
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02263/
• 关键词: 北極海; 珪藻類; 休眠期細胞; バイオマーカー; 衛星観測; 極域; 植物プランクトン; 海氷; 光合成活性; 北極海; 珪藻類; 休眠期細胞; バイオマーカー; 衛星観測; 極域; 植物プランクトン; 海氷; 光合成活性

本研究は、海氷衰退が著しい北極海陸棚域において、海氷下と海底面での珪藻類による一次生産量と種組成を明らかにし、海氷分布と比較することで、海氷変動による珪藻類生産への影響を解明することを目的としている。令和4年度における本研究に関連する研究成果としては、査読付き論文4報、学会での口頭及びポスター発表を4件行った。令和４年度（2022年度）は、2021年のJAMSTEC海洋地球研究船みらい北極航海で取得した光合成活性パラメーターの解析を重点的に進めた。成果の概要として、海表面およびクロロフィルa最大層では、光合成活性が高い (最大量子収率が高い) が、海底付近では低く、これは死滅した細胞や休眠期細胞が沈降していたためと考えられる。また、表層であっても強光による光阻害は起きていなかったと判断できた。一方で、光以外の環境要因との関係を一般化加法モデルで解析したところ、水温と栄養塩の溶存態無機窒素が重要であることが明らかとなった。このことから、秋季の北極海陸棚域の植物プランクトンは、強光による光阻害よりも、低水温や低栄養塩環境によって光合成活性が変化すると考えられる。さらに、海氷縁近傍で採集した海氷とその周辺の海水試料の分析を行ったところ、植物プランクトンの組成が、海氷中と海水で全く異なることが明らかとなった。これは、海氷中に存在するアイスアルジーは、体外にゼラチン状細胞外高分子物質を排出し、粘着性が高いことで凝集態となり、速やかに海底へ沈降しているためと考えられる。一方、光合成活性では、海氷と海水間で大きく差があるわけではなかった。このことは、秋季であっても海氷中の植物プランクトンが一次生産に貢献していることを示唆している。これらの成果は、北極海陸棚域における海氷の存在が珪藻類生産に与える影響を評価する上で、重要な情報である。

这项研究旨在阐明海冰下的硅藻的主要生产和物种成分，以及在北极海架上的海床上，海冰下降很大，并通过将海冰波动对硅藻的产生的影响与海冰分布进行比较。与2022年的这项研究有关的研究结果包括在学术会议上的四篇同行评审论文以及四个口头和海报演示。在2022年，我们重点是分析2021年Jamstec海洋研究船Mirai Arctic Voyage中获得的光合作用参数。结果总结为光合作用活性（最高最大量子产率）在海面和叶绿素占最大层，但在海床处较低，这被认为是由于死亡和休眠细胞的沉积所致。此外，即使在表面上，也确定没有发生强光引起的光抑制作用。另一方面，当使用广义添加剂模型分析光线以外的环境因素之间的关系时，发现水温和溶解的养分很重要。这表明，由于较低的水温和较低的营养环境，秋季浮游生物在北极海架上的光合作用活动比由于强光而引起的光抑制。此外，当分析在海冰边缘和周围海水样品附近收集的海冰时，据透露，浮游植物的组成在海冰和海水之间完全不同。这被认为是因为海冰中存在的冰级别从体内排出凝胶的细胞外聚合物物质，它们的粘附使它们凝聚在一起，并迅速落到海床上。另一方面，光合作用活动中海冰和海水之间没有显着差异。这表明，即使在秋天，海冰中的浮游植物也有助于初级生产。这些结果是评估海冰的影响对硅藻生产对北极海架的影响的重要信息。