【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K00527 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海水分析 / 溶存有機物 / 放射性炭素 / 炭素循環 / 化学海洋 / 加速器質量分析 / 海洋物質循環 / 物質循環 / 溶存有機態放射性炭素 / 溶存有機炭素 / 海洋生物地球科学

【研究成果の概要】

海水中の溶存有機物を構成する放射性炭素の同位体比を測定し、その年齢の分布を明らかにすることにより、海洋での溶存有機物の分布に時間軸、すなわち、溶存有機物の分解速度や、海域間での移動時間等の情報を加えることが可能である。本研究では、その方法の煩雑さから報告例が極めて限られていた海水中の溶存有機態放射性炭素分析について、従来に比べて安全で容易な手法を開発した。

【研究の社会的意義】

本研究で開発した手法は、幅広い溶存有機物濃度および放射性炭素同位体比をもつ海水試料に適用可能であることが確認された。また、保存条件等の問題からこれまで困難とされてきた、実験室間での結果の相互比較を可能とした。加えて、本研究で開発した海水中の溶存有機物分解法は、様々な有機態元素・同位体分析への適用も期待される。本研究により、地球表層での炭素循環をより深く理解するための基盤を整えることができた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16K00513 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

溶存有機炭素（DOC） / 落葉広葉樹林 / 炭素循環 / 窒素循環 / 樹幹流 / 林内雨 / 土壌微生物 / リター / 森林生態系 / 溶存有機炭素 / DOC

【研究成果の概要】

本研究では、これまで報告の少ない落葉広葉樹林における溶存態有機炭素（DOC）フラックスの定量を行った。また、比較的高濃度のDOCや無機栄養塩類を含む樹幹流の土壌への流入が、短期的には土壌微生物群集に対してプラスに影響することを明らかにした。しかし、実際の野外では限られた場所（樹幹基部の近傍）に対して大量の樹幹流が継続的に流入するため、短期的な検証とは異なる影響が検出された。
本研究の結果、これまであまり考慮されてこなかった樹幹流などの経路に含まれているDOCや栄養塩類のフラックスが、土壌圏の炭素動態やそれを駆動する微生物群集に無視できない影響を及ぼしていることが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15H05240 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

土壌圏炭素 / マングローブ / 溶存無機炭素 / タイ王国 / 炭素循環 / 炭素安定同位体比 / 溶存有機炭素 / 腐植 / 微生物分解呼吸 / マングローブ林 / トラート川 / 吹通川

【研究成果の概要】

タイ王国・トラート川河口のマングローブ林を対象として土壌炭素の定量と、その動態について調査を行った。3.5 m 深度までの土壌炭素量は 926～1041 トン C / ha と推定され、植物バイオマスの5倍以上の炭素が土壌中に蓄積していた。また河川中の溶存無機態炭素について、炭素安定同位体比を用いてマングローブ林由来の炭素寄与率を推定すると、最大で15%に達した。従来マングローブ林での堆積物の分解呼吸量は小さいと考えられていたが、実際には、その多くが無機炭素として水に溶けて流出していることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】11694197 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細菌 / 海洋 / 溶存有機物 / ペプチドグリカン / ポリマー / 細胞外加水分解酵素 / 放射トレーサー法 / 北部北太平洋 / 溶存有機炭素 / 炭素循環 / 微生物 / 分解

【研究成果の概要】

1.海洋に蓄積している有機ポリマーである細菌細胞壁主成分(ペプチドグリカン)の分離、精製、定量法を検討した。
2.海洋細菌を用いてペプチドグリカンの放射標識標品を調製する方法を検討した。
3.上記の検討に基づき、海洋における高分子有機ポリマーの循環速度を高感度に測定するアッセイ法を新規構築することに成功した。
4.沿岸、外洋海域における培養実験を行い、高分子有機ポリマーの分解速度と、分解過程を詳細に解析した。その結果、海洋環境における複合ポリマーの加水分解と取り込みが脱共役していることを明らかにした。
5.有機ポリマーおよび溶存有機物の分解に関わる微生物量と活性の広域分布データ(北部北太平洋)の解析から、高分子分解活性の鉛直プロファイルに顕著な東西差が存在することをはじめて明らかにした。その要因の解析から、たんぱく質加水分解酵素の活性触媒である亜鉛の供給量が、有機ポリマー分解の地理的パターンの決定要因のひとつであるという新しい仮説を提案した。
6.太平洋の広範な海域における細菌活性の分布データから、海洋中深層では、沈降有機粒子から溶出する溶存有機物を細菌が消費する経路を通しての有機物酸化が、炭素フラックスの中で大きな役割を果たしていることを示唆した。この知見は、海洋の有機物循環をモデル化するうえできわめて重要である。
7.有機ポリマーを含む、溶存有機物の生成過程をモデル化し、細菌群集およびその捕食者(特に原生生物)を介在する有機物の変質過程が、海水中での有機ポリマー蓄積に重要な役割を果たしていることを示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】4,900千円 (直接経費: 4,900千円)