How does the seasonal and interannual variations in methane emission respond to the eutrophication in a shallow lake?

甲烷排放的季节和年际变化如何响应浅水湖泊的富营养化？

• 批准号: 21H02315
• 负责人: 岩田 拓記
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02315/
• 关键词: メタン放出; 湖; 渦相関法; 富栄養化; 培養実験; メタン; 溶存メタン濃度; シミュレーション

浅い湖沼は重要な温室効果ガスであるメタンの放出源である．湖からのメタン放出は温度などの物理環境要因だけでなく，富栄養化に伴う堆積層への有機炭素供給の増加などの生物地球化学的要因によっても影響を受けることが提案されている．本研究は，メタン放出の連続測定，堆積層への有機物供給及び水質測定，堆積物中のメタン生成実験を融合することで，湖の栄養レベルの変化が大気へのメタン放出の季節・年次変化にどのように，そしてどの程度影響するかを明らかにすることを目的としている．2022年度には，渦相関法によるメタン放出量，気象・湖内環境の連続測定，定期的な溶存メタン濃度の観測，水質観測を実施した。衛星データを用いて有機物供給源のひとつである水生植物分布の特定を行った．また、湖底堆積物中におけるメタン生成が藍藻添加に対してどのように応答するかを明らかにするために，培養実験を実施した．データ解析から、以下のことが明らかとなった。（１）これまでの7年間のメタン放出データを取りまとめ，その経年変化が水生植物繁茂面積と関係していることを明らかにし，水生植物の根からの堆積物への炭素供給がメタン放出の年変動に関係している可能性を示した．（２）衛星データとランダムフォレストモデルを用いることでヒシの分布の季節変化を推定できることを示した．（３）渦相関法で測定したメタン放出を拡散とバブルによる放出に分離する手法の検証を行い、その妥当性を示した．（４）藍藻，珪藻，水生植物を添加した堆積物ではメタン生成速度が有意に増加することを示した．

Shallow lakes and marshes are な important な greenhouse effects ガスであるメタ ガスであるメタ <s:1> <s:1> release sources である. Lake か ら の メ タ ン release は temperature な ど の physical environment by だ け で な く, rich tech students.their ownship solid に with supporting う accumulation へ の organic carbon supply の raised plus な ど の biogeochemical by に よ っ て も を by け る こ と が proposal さ れ て い る. Released this study は メ タ ン の 続 determination, accumulation へ の and び water quality and supply, organic matter accumulation in の メ タ ン generated be 験 を fusion す る こ と で, lake の tech students.their ownship raise レ ベ ル の large variations change が 気 へ の メ タ ン release の seasonal variations in time, change に ど の よ う に, そ し て ど の impact す る か を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. 2022 に は, vortex phase masato method に よ る メ タ ン release quantity, 気, like a lake, internal environment の 続 determination, regular な soluble deposit メ タ ン concentration の 観, water quality 観 を measurement be applied し た. Satellites デ デ タを タを use デ て organic matter supply sources ひと ひと である である aquatic plant distribution <s:1> specific を rows った. ま た, lake sediments collected に お け る メ タ ン generated が cyanobacteria add に し seaborne て ど の よ う に 応 answer す る か を Ming ら か に す る た め に, cultivate be 験 を be applied し た. Youdaoplaceholder0 デ タ タ explanation of とが ら the following <s:1> とが とが indicates ら となった となった. (1) こ れ ま で の 7 years の メ タ ン release デ ー タ を take り ま と め, そ の 経 years - the が lush aquatic plants area of と masato is し て い る こ と を Ming ら か に し, aquatic plants の root か ら の debris へ の carbon supply が メ タ ン release の years - move に masato is し て い を る possibility in し た. (2) satellite デ ー タ と ラ ン ダ ム フ ォ レ ス ト モ デ ル を with い る こ と で ヒ シ の の the seasonal variations change を presumption で き る こ と を shown し た. (3) the vortex phase masato で method to determine the し た メ タ ン release を company, scattered と バ ブ ル に よ る release に separation す る gimmick の 検 card line を い, そ の justice を shown し た. (4) the cyanobacteria, stating algae, aquatic plants を add し た debris で は メ タ ン generating speed が intentionally に raised す る こ と を shown し た.

项目成果

日中における諏訪湖上の内部境界層の発達

白天诹访湖内部边界层的发展

• 发表时间: 2023
• 作者: Masaomi Kimura;Takahiro Ishikawa;Naoto Okumura;Toshiaki Iida;Natsuki Yoshikawa;中島望，岩田拓記
• 通讯作者: 中島望，岩田拓記

浅い富栄養湖からのメタン放出の経年変動の制御要因

浅层富营养化湖泊甲烷排放量年际变化的控制因素

• 发表时间: 2023
• 作者: 中山 慶祐;飯田 俊彰;木村 匡臣;謝 文鵬;山田基，岩田拓記，宮原裕一，平田竜一，高橋善幸
• 通讯作者: 山田基，岩田拓記，宮原裕一，平田竜一，高橋善幸

淡水湖表層水でのメタン生成プロセスの探索

淡水湖地表水甲烷生产工艺探索

• 发表时间: 2021
• 作者: 浦井暖史;松下慎;朴虎東;井町寛之;小河原美幸;岩田拓紀;金子雅紀;小川奈々子;大河内直彦;高野淑識
• 通讯作者: 高野淑識

渦相関法で測定された北方湖からのメタン放出の経路分離とチャンバー・バブルトラップ法との比較

涡相关法测量北方湖泊甲烷排放的路径分离及其与室式气泡捕集器法的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩田拓記;Joachim Jansen;Patrick Crill;Thomas Friborg;Erik Sahlee
• 通讯作者: Erik Sahlee

Detection of planktonic coenzyme factor 430 in a freshwater lake: small-scale analysis for probing archaeal methanogenesis

• DOI: 10.1186/s40645-021-00450-7
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Atsushi Urai;M. Matsushita;Ho-Dong Park;H. Imachi;Miyuki Ogawara;H. Iwata;M. Kaneko;N. Ogawa;N. Ohkouchi;Y. Takano