長野県諏訪湖におけるリン・鉄循環の空間的・経時的な変化の評価

长野县诹访湖磷铁循环时空变化评价

• 批准号: 22KJ1491
• 负责人: 市川 雄貴
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1491/
• 关键词: 湖沼; 富栄養化; リン; 鉄; 水質浄化; ホスファターゼ

浅い富栄養湖である諏訪湖では夏には湖底の貧酸素化・還元化により、底質からのリンが溶出しやすい環境が形成されるにも関わらず、かつて見られたリン濃度上昇が見られなくなってきている．この現象を細かく解明することで他湖沼における水質改善に役立つ知見が得られると考え、諏訪湖におけるリン動態の研究を行っている．これまでの結果から、近年では水温成層の発達が進み、比較的浅い湖沼である諏訪湖にて深い湖で見られるような鉄・リンの溶出・再沈殿の循環が発生するようになり、底層から表層へのリン回帰が発生しずらくなっていることが湖心における研究から示唆された．一方で、近年のリン溶出についての定量的な評価の他、有機態リンの分解に関わるホスファターゼに関する調査も必要であると考え、昨年度はこれらに関して研究を行った．1か月の溶出試験の結果、現在の諏訪湖における溶出速度は平均して3.7mg/㎡/日であった．諏訪湖における水質汚染が著しかった1977年における溶出速度は約20mg/㎡/日（福原ら、1981）であり、現在ではその1/5程度まで減少していることが判明した．また、底質表層の鉄結合リン濃度は1977年と比べると半減していた．諏訪湖水中のアルカリホスファターゼ活性値（APA）、主な生産者である植物プランクトン量を示すChl.a濃度、基質であるリン濃度を測定した．結果、諏訪湖ではAPAが循環期には一様であるのに対して、成層期になると生産者当たりの活性値が表層では高く、水温躍層周辺では低い傾向が見られた．これは成層期にリン濃度が低下する表層ではリンの獲得競争が発生したのに対して、リン濃度が比較的高い水温躍層周辺では、表層と比べ、資源獲得競争の必要が少なかったためであると考えられた．また、ホスファターゼによって分解されたリンはほとんどが生物に取り込まれ、水中へはほとんど放出されないことも示唆された．

诹访湖是一个浅层富营养化湖泊，尽管湖底氧气耗尽、减少，形成了磷容易溶出的环境，但在夏季并没有观察到磷浓度的增加。从底部沉积物来看，这样做变得很困难。我们正在对诹访湖的磷动态进行研究，相信通过详细阐明这一现象，我们将能够获得对改善其他湖泊和沼泽水质有用的知识。根据迄今为止的结果，近年来水温分层的发展取得了进展，在诹访湖这个相对较浅的湖泊中，铁和磷的淋滤和再沉淀循环与深湖中的情况类似，已经开始发生，对湖中心的底层研究表明，磷很难返回表层。另一方面，除了近年来对磷洗脱的定量评估外，我们还认为有必要研究参与有机磷分解的磷酸酶，去年我们对此进行了研究。经过一个月的溶解测试，目前诹访湖的溶解率为平均3.7毫克/平方米/天。 1977年，诹访湖水污染严重时，溶解速率约为20毫克/平方米/天（Fukuhara等，1981），现在发现已下降至该速率的五分之一左右。 。此外，与1977年相比，底部沉积物表层中铁结合磷的浓度减少了一半。我们测量了诹访湖水中的碱性磷酸酶活性（APA）、叶绿素浓度（表示主要生产者浮游植物的数量）以及磷浓度（底物）。因此，在诹访湖，APA在环流期是均匀的，但在分层期，每个生产者的活动值往往在表层较高，在温跃层周围较低。这是因为，在层化期间，磷浓度降低的表层发生了磷的竞争，而与表层相比，磷浓度相对较高的温跃层周围，对资源的竞争需求较少。 。还有人提出，大部分被磷酸酶降解的磷被活生物体吸收，只有极少部分被释放到水中。

项目成果

夏季の諏訪湖底層におけるリン動態に関する研究

夏季诹访湖底层磷动态研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 岡本恭弥;顧淳祉;張潮;山本雅道・小田悠介・市川雄貴・宮原裕一・笠原里恵;市川雄貴・宮原裕一;市川雄貴・宮原雄一
• 通讯作者: 市川雄貴・宮原雄一

木崎湖定期観測（2016~2020）の結果

木崎湖定期观测结果（2016~2020）

• 发表时间: 2022
• 期刊: 信州大学理学部附属湖沼高地研究センター諏訪臨湖実験所研究報告
• 作者: 岡本恭弥;顧淳祉;張潮;山本雅道・小田悠介・市川雄貴・宮原裕一・笠原里恵
• 通讯作者: 山本雅道・小田悠介・市川雄貴・宮原裕一・笠原里恵

諏訪湖におけるリン動態とホスファターゼ活性に関する研究

诹访湖磷动态及磷酸酶活性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡本恭弥;顧淳祉;張潮;山本雅道・小田悠介・市川雄貴・宮原裕一・笠原里恵;市川雄貴・宮原裕一
• 通讯作者: 市川雄貴・宮原裕一