琵琶湖深層における骨格的な栄養循環を支配する新しい生態系メカニズムの解明

阐明琵琶湖深层骨骼养分循环的新生态系统机制

• 批准号: 06F06179
• 负责人: 永田 俊
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06179/
• 关键词: 琵琶湖; 物質循環; リン; 細胞外加水分解酵素; ホスファターゼ; 炭素安定同位体比; 沈降粒子; 深水層

本研究では琵琶湖主湖盆における細胞外酵素活性の分布と物質循環の関係を、特に、アルカリ性ホスファターゼ活性に着目して研究することで、同湖の生態系におけるリン循環を支配する新しいメカニズムの解明を目指している。平成18年度は、琵琶湖沖合の定点における定期観測(月一回)を実施し、各態の有機物と栄養塩類の分布を調べると共に、溶存有機炭素、溶存無機炭素、粒子状有機炭素の炭素安定同位体比を測定することで、有機物の起源と循環に関する情報を得た。また、セジメントトラップを用いた沈降粒子の捕集実験を計4回実施し、沈降粒子の化学組成および各種細胞外酵素活性の測定を実施した。これらの研究の結果、炭素安定同位体比から、湖内で生成された有機物と、湖外から流入した陸起源有機物を区別することが可能であることが示唆された。2ソース混合モデルを用いた解析の結果、琵琶湖の深水層において分解される有機炭素の有意な部分(30-40%)が陸起源であると推察された。この結果は、リンの循環を解釈するうえで重要な情報であるとともに、深水層における物質循環モデルの高精度化に寄与する。一方、酵素活性に関しては、粒子付着画分ではエンド型の酵素活性が卓越するのに対し、非付着画分ではエキソ型の酵素活性が卓越するという傾向が見いだされた。以上の結果及び先行研究によって得られたデータの解析を進め、論文の作成を進めた(出版準備中)。成果の一部はアメリカ陸水海洋学会および日本陸水学会の研究集会において報告した。

这项研究旨在通过特别关注碱性磷酸酶活性来阐明湖泊生态系统中磷循环的新机制。 2006年，在Biwa湖（一次）附近的固定点进行了定期观察，以研究每个状态下有机物和养分的分布，并通过测量溶解有机碳的稳定同位素比率，以获取有关有机物的起源和循环的信息，溶解的无机碳和颗粒有机碳的稳定同位素比。此外，总共进行了四个实验，用于沉积陷阱以捕获沉积物颗粒，并测量了沉积物颗粒的化学成分和各种细胞外酶的活性。这些研究表明，碳稳定的同位素比可用于区分湖中产生的有机物和有机物与从湖外流动的土地起源。使用两源混合模型的分析表明，在比瓦湖深水层中分解的有机碳的显着部分（30-40％）是土地起源。该结果是解释磷循环的重要信息，也有助于在深水层中提高材料循环模型的准确性。另一方面，关于酶活性，存在一种趋势，即内型酶活性在粒子附着的馏分中表现出色，而外型酶活性在非附着的分数中是优越的。我们开始分析上述结果以及通过先前研究获得的数据，并准备论文（准备出版）。在美国土地，水海洋学协会以及日本土地，水和水科学学会的研究会议上，有一些结果报告。