極域における湖沼・陸上生態系の発達と環境変遷の解明に向けた物質循環研究

旨在阐明极地湖泊和陆地生态系统的发展和环境变化的物质循环研究

• 批准号: 11J00668
• 负责人: 田邊 優貴子
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00668/
• 关键词: 淡水湖沼; 安定同位体; 南極・北極; 物質循環; 光合成; 一次生産; 生態系遷移; 環境変遷; 南極; 湖沼; 生態系; 藻類; 同位体; 生態系構造

湖沼を含む陸域生態系における物質循環と生態系の発達過程を明らかにすることを目的とし、南極から持ち帰った、(1)湖底光合成生物堆積物コア、(2)湖底光合成生物堆積物中の間隙水、(3)湖水、(4)集水域の雪氷水、(5)集水域の生物試料の各種化学分析を行った。試料(1)と(5)については、窒素・炭素・リン含有量・15N安定同位体比・13C安定同位体比・14C年代測定を、試料(2)～(4)については、溶存無機栄養塩頚(硝酸、亜硝酸、アンモニウム、リン酸、ケイ酸)・溶存有機炭素・全炭素を分析した。分析の結果、堆積物表層1cm中の間隙水には湖水の2-220倍の溶存無機窒素(硝酸、亜硝酸、アンモニウム)、3-120倍のリン酸が含まれていることが明らかとなり、その濃度は温帯域の富栄養化湖沼と同程度もしくは高いものであった。現場で測定した湖底光合成生物群集の光合成速度と13C安定同位体比との間には有意な正の相関があり、南極の湖底光合成生物群集の13C安定同位体比は光合成速度を反映した値であると考えられた。湖底に到達する光スペクトルのうち、特に全光エネルギーに対する紫外線含有比と13C安定同位体比との間には強い負の相関が見られ、また、集水域面積と紫外線含有比との間にも強い負の相関があった。つまり、集水域面積が大きいほど外部からの紫外線吸収物質流入量が増加し、その結果、水中を透過する光の中に含まれる紫外線量の割合が減少することで湖底の光環境がマイルドになり、光合成生物による一次生産が活発になると考えられた。本研究によって、貧栄養と考えられてきた南極湖沼の湖底には莫大な栄養塩が蓄積されており、栄養制限よりも光による制限を受けていることが明らかになった。長年、湖沼中において光合成生産を決定するものとして最もよく研究されてきたのが栄養塩類であるが、2009年に、貧栄養湖沼の光合成生産は光量で決定されると言う研究が発表された。しかし、単なる光量だけでなく、入射する光の質によって、貧栄養湖沼の光合成生産が左右されるという新たな知見が得られた。

Limnetic を containing む terrestrial ecosystems に お け る material circulation と ecosystems の 発 を Ming da process ら か に す る こ と を purpose と し, Antarctic か ら hold ち 帰 っ た, (1) the lake light synthetic biological debris コ ア, (2) the lake light in synthetic biology debris の interstitial water, (3) the lake, (4) set waters の 氷 snow water, (5) sets waters の biological sample の all kinds of chemical Analyze the を line った. と sample (1) (5) に つ い て は, smothering element, carbon, リ ン contains 15 n stable quantity, with a body, than 13 c stability, with a body than を of 14 c dating, sample (2) ~ (4) に つ い て は, soluble inorganic tech students.their ownship raise salt 頚 (nitric acid, 亜 nitric acid, ア ン モ ニ ウ ム, リ ン acid, ケ イ acid), dissolved organic carbon deposit, all carbon を analyze し た. の results and debris in the surface layer 1 cm の interstitial water に は lake の 2-220 times の soluble deposit inorganic smothering element (nitric acid, 亜 nitric acid, ア ン モ ニ ウ ム), 3-120 times の リ が ン acid containing ま れ て い る こ と が Ming ら か と な り, そ の temperature concentration は 帯 domain の rich tech students.their ownship raise the limnetic と with degree も し く は high い も の で あ っ た. Site で determination し た lake light synthetic biology cluster の photosynthetic speed と 13 c stable isotopic body than と の between に は intentionally な is の phase masato が あ り, Antarctic の lake light synthetic biology cluster の 13 c stable isotopic body than は photosynthetic speed を reflect し た numerical で あ る と exam え ら れ た. Arrive the lake に す る light ス ペ ク ト ル の う ち, に all-optical エ ネ ル ギ ー に す seaborne る uv than と 13 c stable isotopic body than と の に between strong は い negative の phase masato が see ら れ, ま た, collection of water area と uv contains than と の に between strong も い negative の phase masato が あ っ た. つ ま り, collection of water area が big き い ほ ど external か ら の ultraviolet absorption 収 material inflows が raised し, そ の を results, the water through す る に contain in light の ま れ る ultraviolet decrease の cut close が す る こ と で lake の light environment が マ イ ル ド に な り, photosynthetic organisms に よ る a live production が 発 に な る と exam え ら れ た. This study に よ っ て, poor tech students.their ownship と exam え ら れ て き た Antarctic limnetic の lake に は great な tech students.their ownship raise salt accumulation さ が れ て お り limitations, tech students.their ownship よ り も light に よ limitations る を by け て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Years, limnetic に お い て photosynthetic production を decided す る も の と し て most も よ く research さ れ て き た の が tech students.their ownship raise salt class で あ る が, 2009 に, poor tech students.their ownship limnetic の photosynthetic production は light で decided さ れ る う と words study が 発 table さ れ た. し か し, 単 な る light だ け で な く, incident す る の light qualitative に よ っ て, poor tech students.their ownship limnetic の photosynthetic production around が さ れ る と い う new た な knowledge が must ら れ た.

项目成果

地衣とその共生緑藻の乾燥時における光阻害の波長依存特性について

地衣及其共生绿藻干燥过程中光抑制的波长依赖性特征

• 发表时间: 2012
• 作者: 小杉真貴子;井上武史;田邊優貴子;東正一;亀井保博;工藤栄; 伊村智
• 通讯作者: 伊村智

昭和基地周辺の湖沼における栄養塩循環の解明

阐明昭和站周边湖泊和沼泽的养分循环

• 发表时间: 2011
• 作者: 堀誠;田邊優貴子;工藤栄;山室真澄
• 通讯作者: 山室真澄

Comparative morpho-functional study in the digestive organs of the Antarctic rockcod, Trematomus bernacchii, in relation to phylogeny

南极鳕鱼 (Trematomus bernacchii) 消化器官与系统发育相关的比较形态功能研究

• 发表时间: 2011
• 作者: Akiyoshi H;Yamamoto T;Tanabe Y;Kudoh S
• 通讯作者: Kudoh S

湖沼間隙水と湖水の栄養塩から見た南極湖沼の多様性

从湖泊孔隙水和湖水营养盐看南极湖泊的多样性

• 发表时间: 2011
• 作者: Yamamoto T;Akiyoshi H;Yamamoto N;Imura S;Tanabe Y;Kudoh S;Ando M;Hamaguchi H;Yasuhiko Sato;横山 啓太;田邊優貴子・内田雅己・大園享司・山室真澄・工藤栄
• 通讯作者: 田邊優貴子・内田雅己・大園享司・山室真澄・工藤栄

南極湖沼をモデルとした現象・理論・実証の統合を目指して

旨在以南极湖泊为模型，将现象、理论和演示融为一体

• 发表时间: 2013
• 作者: Tanabe Y;Kudoh S;本多通孝;田邊優貴子
• 通讯作者: 田邊優貴子