闇から青へ-超閉鎖海域の貧酸素水塊発生と海洋生物のカーボンフローの劇的変化

从黑暗到蓝色——超封闭海域缺氧水团的出现与海洋生物碳流的剧烈变化

• 批准号: 21K19151
• 负责人: 嶋永 元裕
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19151/
• 关键词: 貧酸素; ダークカーボン; 食物連鎖; 生物群集構造; 貧酸素水塊; 超閉鎖海域; ブルーカーボン; カーボンフロー

長崎県大村湾は日本国内でも特に閉鎖度の高い海域であり、毎年夏季になると湾中央部の海底に貧酸素水塊が発生する。しかし貧酸素水塊の持続性と強度は大村湾の場所によって異なる。大村湾中央部の海底直上では例年ほぼ溶存酸素が０になる貧酸素水塊が発生し、底生生物群集に多大な影響を与えている。本年度は、貧酸素水塊が大村湾全体のメイオベントス(1mm以下の微小底生動物)群集の季節変化に与える影響評価の集大成として、2017年に大村湾に設けられたすべての測点におけるメイオベントス優占分類群である底生カイアシ類群集の季節変動の調査を完結した。その結果、大村湾内の底生カイアシ類の群集組成は、海底直上の溶存酸素濃度の違いに強く影響され、溶存酸素濃度が低下すると貧酸素に耐性があり、化学合成細菌食者であると予想されるクレトデス類の優占度が高くなる傾向が濃淡はあれ湾全体で生じることを示す確度の高いデータを得ることができた。これらの底生カイアシ類の安定同位体比分析・脂肪酸分析の本格的な分析に入る条件設定のため、レファレンス試料を代表から各分担者に送付し、検討を開始した。一方、化学合成細菌の分布検証の補強データとして、2015年度の初夏から秋に4回に分けて本湾中央で採取された堆積物由来DNA試料を用いて、16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコンシーケンスを実施し、微生物群集構造を明らかにした。直上水の溶存酸素濃度の変化に合わせて表層付近の群集構造が穏やかに変化するものの、一貫してダークカーボン固定を行う可能性の高いグループが堆積物中に優占している様子を確認できた。また今年度に大村湾内において採集された堆積物中より脂質を抽出し脂肪酸分析を行った結果、珪藻のバイオマーカーが多く含まれていた。また、硫酸還元菌のバイオマーカーもこれらに次いで多く検出された。

长崎县大村湾是日本最封闭的海域之一，每年夏天，海湾中心的海底都会形成贫氧水团。然而，缺氧水体的持久性和强度因大村湾的位置而异。每年，大村湾中部海底正上方都会出现贫氧水团，几乎没有溶解氧，这对底栖生物群落造成重大影响。今年，作为我们评估缺氧水团对整个大村湾小型底栖动物（小于 1 毫米的微型底栖动物）群落季节变化的影响的最终成果，我们对大村设立的所有测量点的小型底栖动物丰度进行了研究2017年，海湾。我们完成了对底栖桡足类群落季节变化的调查，这是一个分类群。因此，大村湾的底栖桡足类群落组成受到海底上方溶解氧浓度差异的强烈影响，当溶解氧浓度降低时，预计它们将变得耐贫氧并以化学合成物质为食。我们能够获得高度可靠的数据，表明整个海湾的klethodes优势度呈上升趋势，尽管程度不同。为了设定对这些底栖桡足类进行全面稳定同位素比分析和脂肪酸分析的条件，代表们将参考样品发送给每个参与者并开始考虑。另一方面，作为验证化学合成细菌分布的补充数据，我们利用2015年初夏至秋季四次在海湾中部采集的沉积物来源的DNA样本，构建了针对16S rRNA基因的扩增子。进行测序以揭示微生物群落结构。尽管表层附近的群落结构随着上覆水中溶解氧浓度的变化而轻微变化，但已证实，可能固定暗碳的群落在沉积物中始终占主导地位。此外，从今年在大村湾收集的沉积物中提取脂质并进行脂肪酸分析的结果发现，沉积物中含有许多硅藻生物标志物。硫酸盐还原菌的生物标志物也被发现数量第二多。

项目成果

貧酸素海域への酸素供給がもたらす堆積物表層の微生物群集組成と呼吸活性の変化

贫氧水域供氧引起沉积物表层微生物群落组成和呼吸活动的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 森 郁晃; 和田 実
• 通讯作者: 和田 実