【研究分野】水圏生産科学

【研究領域課題番号】16H04959 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プランクトン / 浮魚餌環境 / 海洋環境変動 / ゼラチナス動物プランクトン / カイアシ類 / 沈降粒子 / 海洋食物網 / 微細分布 / 摂餌生態 / 浮魚類餌料環境 / 環境変動 / サブメソスケール / 浮遊性被嚢類 / 物質循環 / 浮魚餌料環境 / 水産学 / 生態学 / 海洋科学 / 海洋資源 / 海洋生態 / 水産資源変動

【研究成果の概要】

海況に応答して複雑な出現消長を示す親潮黒潮移行域（混合域）の動物プランクトンの群集遷移を理解することを目的として、従来ネット採集とは異なる手法を導入し、その分布について高解像度観測を実施した。ビデオプランクトンレコーダーによる観測では、親潮域大型カイアシ類群集が珪藻ブルームの遷移に従ってその分布深度を敏感に変化させること、またこの群集遷移に伴って沈降粒子量と組成が大きく変化することが明らかとなった。ニューストンネット長期時系列観測試料の解析からは浮遊性被嚢類サルパ類が混合域に広く出現し、時として1日で生息水塊中の植物プランクトンを食い尽くす可能性があることを明らかにした。

【研究の社会的意義】

・一般的な観測では捉えることの出来なかったカイアシ類やサルパ類などの動物プランクトン分布と海洋環境変動との関係を詳細に明らかにすることができた。

・混合域においてサルパ類の大発生海域が定常的に存在し、これにより表層水中における殆どの有機物粒子が捕食されてしまうことを明らかにし、この海域を加入、生育の場とする浮魚類の生残に深刻な影響を与える可能性を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】24510008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物地球化学 / 沿岸生態学 / アマモ場 / 東日本大震災 / 海洋生態 / 環境変動 / 生態学 / 海洋保全

【研究成果の概要】

沿岸域におけるアマモ場は流入する懸濁態有機物を捕捉することで、陸域からの流入負荷を緩衝する機能を持つとされている。東日本大震災に伴う津波により被害を受けた岩手県大槌湾の回復状態の異なるアマモ場における懸濁態有機物および沈降粒子の特性を比較することで、アマモ場が持つ緩衝機能が周辺の生産性の乏しい生態系に対する役割を検討した。アマモ繁茂状況により底質の再懸濁のしやすさと懸濁態有機物の蓄積状況に差異が見られることが明らかとなり、アマモの群落が砂浜域からの親生元素の移出過程に影響を与えていることが示された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】24310007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物生産 / 海洋生態 / プランクトン / 環境変動 / 地球化学 / 環境動態 / 地球生物化学

【研究成果の概要】

海洋における動物プランクトンの生産（二次生産速度）は、魚類生産や、生物ポンプによる炭素輸送に大きな影響を与える。このため動物プランクトンの成長、再生産について多くの研究が行われ知見が蓄積されてきた。一方で、現場の個体群動態を支配し、魚類生産や物質循環に直接寄与しているはずの自然死亡についての研究は極めて乏しく、とくに捕食以外の要因で死亡する個体が物質循環に果たす役割にいては不明な点が多い。本研究は親潮黒潮混合域に時として高密度で出現する浮遊性被嚢類ウミタル類および沿岸性カイアシ類の非捕食死亡要因とその生態系における重要性を評価した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】23405002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋酸性化応答 / サンゴ礁 / 降水 / 大気沈着物 / 二酸化炭素分圧 / 操作実験 / 安定同位体比 / 物質循環 / 海洋生態 / 環境変動 / 炭素循環 / 酸性雨 / 大気降下物 / 海草藻場

【研究成果の概要】

複雑な海岸地形を有するフィリピンの特徴的な沿岸海域において、多様な空間スケールにおける海洋化学的観測を実施し、大気からの環境負荷と、それが陸域影響（河川・地下水流入）や沿岸部における養殖漁業等の人為負荷と組み合わさることによる複合効果とを、特に海洋物理学的特性と関連した海洋酸性化の促進・緩和という観点から評価した。また降雨成分の分析により窒素の越境汚染の潜在的影響について検証した。さらに造礁サンゴとその初期発生過程における海洋酸性化影響を評価するために、フィリピン大学の臨海実験所に屋外操作実験施設を構築し、現地の代表的なサンゴ種を用いて酸性化応答の実験的評価を実施した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】23255001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態 / 環境変動 / 動物行動 / データロガー / バイオロギング / 極域科学

【研究成果の概要】

海洋の中深層に潜水する大型動物・ゾウアザラシ類の捕食行動と海洋環境変動の関係を明らかにするために、動物装着型データロガーによる採餌行動の研究を行った。捕食行動を長期間（3-5ヶ月）記録できる加速度ロガーや、カメラロガーを新規に開発し、北東太平洋を回遊するゾウアザラシに取り付けた。その結果、アザラシが小型の中深層性魚類（ハダカイワシなど）を主な餌とし、400-600mの中深層に捕食が集中すること、亜寒帯循環・亜熱帯循環移行領域に「捕食のホットスポット」が見られること、などが明らかになった。移行領域に見られる海洋環境変動がキタゾウアザラシの捕食成功率や繁殖成績に強い影響を与えることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)

【研究分野】層位・古生物学

【研究領域課題番号】22340155 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イワシ類 / 魚類資源変動 / 海洋生態系 / 気候変動 / 太平洋 / レジームシフト / 中世温暖期 / 層位・古生物学 / 環境変動 / 海洋生態 / 古海洋学

【研究成果の概要】

地球温暖化に伴って、数十年スケールで大変動する太平洋のイワシ資源は、今後どのような変動を示すのか。中世温暖期におけるイワシ存在量の数十年スケール変動の振幅変化とそのメカニズムの解明を試みた。マイワシには過去1000年間において300年スケールの変動が見つかり、中世温暖期とそれにつづく小氷期という汎地球規模の気候変動に対して応答しないことがわかった。一方で、マイワシ存在量の300年スケール変動の背後には太平洋とその東西陸域を含む空間規模を持つ気候変動と関連している可能性が示唆された。日本マイワシ資源変動の環境要因として、北西太平洋の餌環境が重要である可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】21310019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態系 / 食物網 / 物質循環 / プランクトン / 生活史 / 餌料環境 / 海洋生態 / 環境変動 / 水産学 / 地球化学 / 地球科学

【研究成果の概要】

前年度末から収集していた現場における非捕食死個体推定のための生化学試料(核酸比・酸化ストレスマーカー)が、東日本大震災に伴う停電により全て溶け、腐敗し分析不能となってしまったため従来計画していた親潮海域の現場観測・実験的手法から、過去試料の分析に重点を置いて解析を行った。親潮域ではカイアシ類Eucalanus雌親の餌料摂取履歴が生み出された幼体の死亡率に間接的に影響することを明らかにした。これは珪藻餌料摂取量に正比例して増加することが明らかとなったが、高度不飽和脂肪酸やリン脂質を十分に蓄積しでいる雌親から生み出された幼体では影響が少ない事が明らかとなった。また昨年度行ったポストブルーム期航海の試料解析を行い、初夏の動物プランクトン群集の餌環境と摂餌圧の解析を進めた結果、この時期のカイアシ類群集の主要餌料として繊毛虫等の微少動物プランクトンに加え、クリプト藻が重要である事が明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2012

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】20310016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態 / 環境変動 / 動物行動 / 極域科学 / バイオロギング / データロガー

【研究成果の概要】

南極海におけるペンギン類の個体数変動の種間・地域間の違いをもたらすメカニズムを明らかにするために、最新の動物装着型記録計による採餌行動の研究を行った。ペンギンの採餌行動とその環境要因(特に海氷分布)との関係は、同所的に生息する種間および同種の地域間で異なることが明らかになった。採餌行動の種間・地域間の違いにより、海洋環境変化がペンギンの繁殖に与える影響は異なり、それによって個体数変動の違いが生じていることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【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】20310006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋科学 / 海洋生態 / 地球化学 / 環境変動 / 炭素循環 / 生物ケイ酸 / 珪藻 / 植物プランクトン

【研究成果の概要】

海洋表層における生物地球化学的な炭素循環が、有光層へのケイ素の移出入とどのようにカップリングしているのかについて、西部北太平洋亜寒帯域と東シナ海を主な対象海域として研究を行った。その結果、鉄や亜鉛などの微量元素の動態がケイ藻群集による粒子状有機炭素と生物ケイ酸の生産ならびに下層への移出と密接に係わっていること、優占する珪藻種の違いがそれらの過程に大きく影響することが明らかになった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2011

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】18688011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋生態 / 環境変動 / 水産学 / 地球科学 / プランクトン / 生物生産 / 地球化学

【研究成果の概要】

親潮域の動物プランクトンの多くは春季珪藻ブルームに依存して再生産・成長するが、餌環境変動が動物プランクトン個体群に与える影響の詳細は不明である。本研究はカイアシ類Eucalanus bungiiの休眠覚醒・産卵・卵孵化に体内蓄積脂質の代謝と摂餌による珪藻由来の必須脂肪酸摂取が重要な要因であることを示し、珪藻ブルームのタイミングと規模が本種の再生産の鍵を握っていることを示した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】17370007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

行動学 / 海洋生態 / 生態学 / 先端機能デバイス / 環境変動

【研究成果の概要】

海鳥はクジラやアザラシにくらべ体重補正するとはるかに長く深く潜水する。その生理的メカニズムの解明のため室内実験がくりかえされてきた。潜水中は酸素供給が制約されるため最適採食行動の理論的研究テーマとしても注目されている。しかしながら、潜水中のエネルギーコストと餌獲得の測定が困難なため実証研究は不十分であった。本研究は野外の海鳥の潜水行動と餌捕獲を詳細に測定して、変化する海洋環境中での最適潜水戦略を分析した。特に、動物が水中で直面する浮力と遊泳抵抗という物理的困難に対するストローク調節に着目した。そのため、自由に深く潜水する間のあしけりおよび羽ばたき運動を装着型データロガーで記録しその高い潜水能力にともなう運動エネルギーをもとめると同時に、潜水中のハビタット利用と餌獲得をカメラロガーで記録した。その結果、1)足かきによるコストの上昇と遊泳速度の上昇による移動時間の短縮の利益をてんびんにかけて足かきを調節している、という新しい仮説を提出し、2)毎秒2m程度の遊泳速度を保つために、羽羽ばたき潜水専門家と海生ほ乳類では、ストローク頻度を体重の0.3乗で小さくしているが、3)羽ばたきあるいは足けりで海中と空中の両方を移動するグループでは、この基本ラインからはずれたストローク頻度を持っており、これは、物理条件が異なる媒体の両方を、翼あるいは翼と足ひれで、それなりに効率よく移動するための妥協であることが推察された。さらに、4)飛行中の羽ばたき周波数を数分レベルで記録することによって、その潜水バウト後の体重増加、つまり採食量が推定できること、5)映像データから異なるハビタットの利用頻度とそこでの詳細な採食鼓動を解析できることがわかった。また、ベーリング海で繁殖するハシブトウミガラスの野外調査を行い、6)年によって、海氷状況の変化とともに変わる水温構造と,それによって生じる餌生物の種組成や鉛直分布の違いの影響を受け,異なる年の間で採餌潜水行動を変化させていることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】10,710千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 510千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】16108002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水産海洋学 / 海洋生態系 / モデル / 黒潮 / 親潮 / 環境変動 / 水産学 / 海洋生態 / 海洋資源 / 多獲性魚類 / サンマ / ニホンウナギ / ウトウ / 生態系モデル / 数理モデル / OPL

【研究成果の概要】

日本周辺の黒潮・親潮・対馬暖流の各生態系を対象として, (1) 気候変化に伴う海洋環境と生産力の歴史的変化が生態系構造と機能, 特に低次栄養段階生物の生産, 種多様性, 卓越種交替にどのような影響を与えてきたか(ボトムアップコントロール), (2) 高次生物と漁業活動が各生態系の構造と機能にどのように影響してきたか(トップダウンコントロール), (3) 物理-低次生産-高次生産-資源利用に関する多様なモデルを作成して20世紀以降の海洋生態系の歴史的変遷を評価し, (4) 将来の気候変化と人間活動に応答する生態系変化を予測するための生態系モデルを構築して, 日本周辺の海洋生態系の多様性保全と生物資源の最適な資源利用方策を策定することを目標とする。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2004 - 2008

【配分額】105,430千円 (直接経費: 81,100千円、間接経費: 24,330千円)