北極海洋生態系を育む「種」を運ぶDirty Iceの役割とその空間分布の解明

阐明脏冰在运输培育北极海洋生态系统及其空间分布的“种子”方面的作用

• 批准号: 21H03583
• 负责人: 藤原 周
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03583/
• 关键词: 海氷; Dirty Ice; 植物プランクトン; 物質循環; 北極海; 植物プランクトンブルーム; リモートセンシング; 堆積物; 海洋生態系; 北極海洋生態系; 海氷融解

冬季の北極海では海氷が生成する際に、海底堆積物が巻き上がり氷に取り込まれることがある。本研究では、そのプロセスと共に植物プランクトンも海氷内部に取り込まれ、それが春季に融氷とともに放出されることで、春季ブルームの起源となるという仮説をたて、それを観測・実験によって立証することを目的としている。そのためには、堆積物を含んだ海氷試料の採取が必須であるが、2021年度、2022年度共に、新型コロナ流行のため、計画していたアラスカ沿岸定着氷観測ができず2023年度に延期したため、海氷試料を得ることができなかった。その代替実験として、北極海陸棚域の海底堆積物試料を用いて、堆積物中の植物プランクトンの増殖能力を把握するための培養実験を行った。その結果、堆積物中の植物プランクトン細胞は、水中に再懸濁した状態で光を獲得すると、数日でブルーム状態となり、確かな増殖を示すことが明らかとなった(Shiozaki and Fujiwara et al., 2022, Fukai et al., 2022)。つまり、アラスカ沿岸域などの浅海域では、海氷生成時に堆積物が内部取り込まれれば、堆積物に含まれる植物プランクトンの「タネ」が融氷時に光環境良好な海面付近に放出され、春季ブルームの起源となり得る確かな可能性を示した。さらに、衛星リモートセンシングデータの解析の結果、アラスカ沿岸で生成した海氷は北極海を広く循環することが明らかとなり、大きく離れた場所にまで、海洋一次生産を支えている「タネ」が輸送されていることを示唆する。これは、北極海における一次生産動態の新しい知見となる可能性がある。

In winter, the arctic sea is where sea ice is formed, and the seabed deposits are on the ice. In this study, the plant では, そのプロセスと公にplant プランクトンもsea ice interior り込まれ, それがspring melting ice とともにrelease されることで、春ブルームのgenesisとなるという仮说をたて、それを観measurement・実験によってEstablishment of evidenceすることをPurposeとしている.そのためには, deposit をcontaining んだsea ice sample collection is necessary であるが, 2021 and 2022 korea, new コロナpopular のたしていたアラスカThe coast-fixed ice test will be postponed in 2023, and the sea ice test materials will be tested.その Alternative 実験として, いて of the seabed sediment sample in the Arctic sea shelf area, のplants in the sediments プランクトンのproliferative ability を grasp するための文化 実験を行った.その Result, plant プランクトン cells は in the sediment, resuspended in water, した condition, で光をobtained すると, a few days of でブルームstatus となり, confirmed かな procreation をshow すことが明らかとなった(Shiozaki and Fujiwara et al., 2022, Fukai et al., 2022).つまり, アラスカ Coastal area, などの shallow sea area, では, deposits inside when sea ice is formed, り込まれれば, deposits containing まれるplants プランThe クトンのタネが is released when the light environment is good when the ice is melting and the sea surface is close. The origin of the spring ブルームのとなり is confirmed and the possibility is shown.さらに, Satellite リモートセンシングデータの analysis result, アラスカ Coastal で generation した Sea ice は Arctic sea を広く circulation することが明らかとなり, large きくれたplace にまで, and marine primary production を Branch えている「タネ」がtransport されていることをShi唆する.これは、Arctic sea におけるOne time production dynamics の新しいknowledge となるpossibility がある.

项目成果

Characteristics of autumn diatom communities in the Chukchi Sea unraveled by combined DNA metabarcoding and scanning electron microscope techniques

DNA 元条形码和扫描电子显微镜技术相结合揭示了楚科奇海秋季硅藻群落的特征

• 发表时间: 2023
• 作者: Fukai;Y.;K. Matsuno;A. Fujiwara and K. Suzuki
• 通讯作者: A. Fujiwara and K. Suzuki

Bottom‐associated phytoplankton bloom and its expansion in the Arctic Ocean

• DOI: 10.1111/gcb.16421
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Global Change Biology
• 影响因子: 11.6
• 作者: T. Shiozaki;A. Fujiwara;K. Sugie;S. Nishino;Akiko Makabe;N. Harada

2020年秋季の太平洋側北極海における珪藻群集組成の特徴: DNAメタバーコーディングと走査型電子顕微鏡解析による評価

2020年秋季北冰洋太平洋硅藻群落组成特征：DNA元条形码和扫描电镜分析评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木美羅;岡松優子;塚田杏樹;二川瑛実;木村和弘;蒲生匠，呉海云，大貫等，遠藤英明;渡邉翔太・橋場竣平・瀧澤文雄・間野伸宏・柴﨑康宏;深田陽久・泉水彩花・村下幸司;長井 敏;髙山 捷匡・岩田 直人・古海 誓一;深井悠里・松野孝平・藤原周・鈴木光次
• 通讯作者: 深井悠里・松野孝平・藤原周・鈴木光次

チュクチ海における秋季植物プランクトン群集の経年変動

楚科奇海秋季浮游植物群落的年际变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤原 周;西野 茂人;平譯 享;鈴木 光次;菊地 隆
• 通讯作者: 菊地 隆

Photophysiological response of diatoms in surface sediments to light exposure: A laboratory experiment on a diatom community in sediments from the Chukchi Sea

表层沉积物中硅藻对光照的光生理反应：楚科奇海沉积物中硅藻群落的实验室实验

• DOI: 10.3389/fmars.2022.998711
• 发表时间: 2022
• 期刊: Frontiers in Marine Science
• 影响因子: 3.7
• 作者: Fukai Yuri;Matsuno Kohei;Fujiwara Amane;Suzuki Koji
• 通讯作者: Suzuki Koji