Development of a new blue carbon ecosystem model to reveal carbon capture and storage function in urban coastal shallow waters

开发新的蓝碳生态系统模型以揭示城市沿海浅水区的碳捕获和储存功能

• 批准号: 18K04409
• 负责人: 相馬 明郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2018-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K04409/
• 关键词: 炭素貯留; 炭素隔離; 生態系モデル; ブルーカーボン; 炭酸平衡系; 浮遊生態系; 底生生態系; 沿岸海域; 浮遊系; 底生系; 炭酸平衡; 堆積物; 炭酸化学理論; 気候変動; 炭素貯留・隔離

浅海域生態系は，気候変動を緩和する機能を持つことが期待されているが，都市沿岸域における本機能の大きさやメカニズムは未解明である．こうした中，本研究では「大気-海洋間のCO2ガス交換（炭素吸収）」→「吸収した溶存無機炭素の生物生産による有機物・炭酸カルシウムへの固定（炭素固定）」→「固定化された炭素の堆積物への埋没（炭素貯留）」という，大気―海洋―堆積物に渡る，気候変動緩和の一連のプロセスを解析可能な数理生態系モデルを開発し，炭素吸収・固定・貯留の鍵となるメカニズムを推定し，評価することを目的としている．本研究では，昨年度まで，炭酸平衡系と浮遊系-底生系が時空間的に相互に連鎖したブルーカーボン生態系モデルを開発し，東京湾に適用した．また，開発したモデルを用い，炭素循環像の時空間変動の把握，炭素貯留の鍵となるメカニズムについて，解析・評価を実施した．今年度は，これらの解析に加え，(1)水温変化のみならず，pH変化に伴う海洋生物代謝の変化，ならびに(2)堆積有機物を取り巻く酸素濃度環境による，無機化形態の変化（好気的無機化・準好気的無機化・嫌気的無機化の変化）が，気候変動緩和機能に与える影響について，解析を実施した． その結果，(1)については，将来の海洋酸性化の進行が生物に与えるダメージと気候変動緩和機能の関係性，(2)については，閉鎖性海域における貧酸素化と気候変動緩和機能の関係性を，定量的・機構的に明らかにする基礎を構築した．(1), (2)の研究成果は，論文や学会にて発表した．

Shallow sea ecosystems are expected to function in mitigation of climate change, while urban coastal ecosystems function in mitigation of climate change. In this study, the CO2 exchange between the atmosphere and the ocean (carbon absorption) → the fixation of organic matter and carbon acid in the biological production of dissolved inorganic carbon (carbon fixation) → the burial of immobilized carbon deposits (carbon storage) → the analysis of the relationship between the atmosphere and the ocean-deposit transition, and the possible development of mathematical ecosystems. Carbon absorption, fixation, storage, etc. In this study, the carbon and acid balance system, plankton system and benthic system are linked in time and space, and the ecosystem is developed in Tokyo Bay. The carbon cycle image time and space movement control, carbon storage key, analysis and evaluation of the implementation. This year, the analysis of the increase,(1) water temperature change and change, pH change accompanied by changes in marine biological metabolism,(2) accumulation of organic matter in the acid concentration environment, inorganic form change (good inorganic, quasi-good inorganic, poor inorganic change), change in the mitigation function and the impact of the analysis of the implementation. The results are as follows: (1) the relationship between the future acidification of the ocean and the biological and weather mitigation functions;(2) the relationship between the future acidification of the ocean and the weather mitigation functions; and (3) the quantitative and institutional foundation for the future acidification of the ocean. (1), (2) The research results of the paper are presented in the paper.

项目成果

東京湾における炭素貯留・隔離機能と一次生産の関係性～生態系モデルによる解析～

东京湾的碳储存/封存功能与初级生产的关系～利用生态系统模型的分析～

• 发表时间: 2018
• 作者: Hirotada Moki;Akio Sohma;Hisashi Shibuki;Kenji Toyoda;Anirban Akhand;Kenta Watanabe;Tatsuki Tokoro;Tomomi Inoue;Hiroya Yamano;Masayuki Banno;Yasuyuki Nakagawa;Hiroyuki Matsuda;Tomohiro Kuawe;相馬明郎;小西颯人，相馬明郎;宮田侑真，相馬明郎
• 通讯作者: 宮田侑真，相馬明郎

MECHANISM OF CLIMATE CHANGE MITIGATION IN MANGROVE-SEAGRASS COUPLED ECOSYSTEM -MATHEMATICAL MODEL ANALYSIS-

红树林-海草耦合生态系统减缓气候变化的机制-数学模型分析-

• DOI: 10.2208/kaigan.76.2_i_961
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)
• 作者: 相馬 明郎;小西 颯人;戸田 慎治;名倉 亮太;渋木 尚;茂木 博匡;桑江 朝比呂
• 通讯作者: 桑江 朝比呂

ANNUAL VARIATION OF AIR-SEA CO2 FLUX AT THE RIVER MOUTH AREA AND ITS FACTORS -ANALYSIS OF AN ECOSYSTEM MODEL, EMAGIN_B.C.-

河口地区海气CO2通量的年变化及其影响因素-生态系统模型分析，EMAGIN_B.C.-

• DOI: 10.2208/kaigan.74.i_1267
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)
• 作者: 相馬 明郎;中居 瑞貴;久保 篤史;桑江 朝比呂
• 通讯作者: 桑江 朝比呂

Effects of benthic biochemical processes on air-sea CO2 flux

底栖生物化学过程对海气CO2通量的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Akio Sohma;Daichi Okada
• 通讯作者: Daichi Okada

播磨灘の貧栄養化と豊かな海－生態系ネットワークからの探求

播磨海的贫营养与富饶海——来自生态网络的探索

• 发表时间: 2021
• 作者: Ecosystem model study on the cause of oligotrophication in Harima-nada sea -the effect on nutrient concentration by rivers;bivalves and surrounding sea;相馬明郎
• 通讯作者: 相馬明郎