Influences of regime shifts on microbial nitrogen removal and retention in hypereutrophic intertidal ecosystems

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富栄養化が進行する谷津干潟では，2018年ごろまでアオサの異常増殖が観察され問題となっていたが，2018から2020年以降優占種がオゴノリに変わるレジームシフトが起こった．本研究では，谷津干潟において富栄養化に起因するレジームシフトにともなう窒素栄養塩の微生物的除去過程（硝化－脱窒，硝化－アナモックス）と貯留過程（硝化－DNRA）の変化を明らかにすることを目的とする．本年度は，微生物除去過程および貯留過程につながる硝化に着目して検討を行った．硝化の進行の評価にはヒドロキシルアミン濃度の測定を利用した．ヒドロキシルアミンは，窒素循環中で硝化でのみ生成，消費される．さらにヒドロキシルアミンは環境中で不安定な物質であり，他の環境に移動することがほとんどないため，ヒドロキシルアミン濃度は，現場の硝化の進行を反映すると考えられている．ヒドロキシルアミン濃度の測定は，疎水性樹脂を用いた固相抽出法（福森ら 2003）で行った．まず，活発な微生物過程が進行する谷津干潟の堆積物表面においてヒドロキシルアミンの生成が起こるか確認するために，堆積物と海水を混合したスラリーを調製し，これに硝化の基質であるアンモニア（NH4+）を添加後，暗所で攪拌しながら培養をおこなった．時間を追って，ヒドロキシルアミン濃度を測定するとともに， NH4+，亜硝酸（NO2-），硝酸（NO3-）濃度の測定を行った．さらに，谷津干潟の海水および堆積物間隙水におけるヒドロキシルアミン濃度を月に1回測定した．これらの検討の結果，谷津干潟におけるヒドロキシルアミンは，主に堆積物表面において生成され，活発な硝化が進行していることが明らかとなった．また，堆積物表面における硝化の進行は，その後の脱窒過程を促進し，窒素除去過程を駆動していると推察された．