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

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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。