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アイテム
海氷が根室海峡の海洋構造と植物プランクトン現存量に与える影響に関する研究
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/2010883
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/2010883fd4e326d-c8fe-4bfe-8c52-7b08e81bec56
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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fra_k_27_43.pdf (8.4 MB)
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.png)
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| Item type | 紀要論文 / Departmental Bulletin Paper(1) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2024-10-02 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 海氷が根室海峡の海洋構造と植物プランクトン現存量に与える影響に関する研究 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | The effect of sea ice on the oceanographic structure and phytoplankton biomass in the Nemuro Strait, a nursery area of salmon | |||||
| 言語 | en | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | eng | |||||
| キーワード | ||||||
| 言語 | en | |||||
| 主題Scheme | Other | |||||
| 主題 | sea ice; phytoplankton; salmon; Nemuro Strait; Okhotsk Sea | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 | |||||
| 資源タイプ | departmental bulletin paper | |||||
| アクセス権 | ||||||
| アクセス権 | open access | |||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||
| 著者 |
清水, 幾太郎
× 清水, 幾太郎 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | Coastal waters of the Okhotsk Sea and the Nemuro Strait of east Hokkaido are important nursery grounds for salmon fry released from hatcheries to the rivers of these districts. As an annual event in these coastal regions, sea ice drifting from the north of the Okhotsk Sea covers the area in winter and phytoplankton blooms occur following the retreat of sea ice in the spring. Spring phytoplankton blooms are thought to be important precedents to zooplankton production which supports the growth of salmon fry during their first oceanic stage. With establishment of a better management scheme of salmon resources as the ultimate goal, the objective of this study is to fill the gaps in our knowledge about mechanisms through which sea ice affects hydrography and phytoplankton production in the Nemuro Strait. Through analyzing water temperature, salinity, nutrients （nitrate, phosphate and silicate） and chlorophyll a collected during January and July in 1998-2002, the water under the ice cover was revealed as being nutrient-rich. As judged by nutrient ratios （N：P=11.2 and Si：P=23）, the origin of the water under sea ice was considered to be Okhotsk Intermediate Cold Water which entered the Nemuro Strait before sea ice encroached. Nutrient-poor Soya Warm Water was found in the Nemuro Strait during summer only. Intensive study in 1998 revealed that massive phytoplankton blooms occurred after sea ice retreat in late March. Size fractionated chlorophyll a data showed the majority of phytoplankton was composed of >10 μm size, but small size fractions （2-10 μm and <2 μm） increased as the season progressed. Zooplankton abundance peaked following the spring phytoplankton bloom in 2001, and the most dominant component was Copepoda, followed by Sagittoida or jellyfishes. Massive phytoplankton blooms occurred after sea ice retreat in most years with the exception of 1999 when sea ice retreat was delayed to late April. The major mechanism of the onset of the phytoplankton blooms is the water column stratification due to ice melt combined with the development of a deep mixing layer within the critical depth. A moderate phytoplankton bloom in 1999 was attributed to a shallow mixing depth which limited nutrient availability for phytoplankton. The present results regarding the effect of the timing of sea ice retreat on the magnitude of phytoplankton blooms are opposite to those predicted from Hunt et al.’s hypothesis for the Bering Sea. This difference in the consequences of sea ice-phytoplankton bloom relationships between the Nemuro Strait and the Bering Sea may be reconciled if one takes into account of dissimilar daily solar radiation at equivalent seasons which would have a dissimilar effect on sea ice melting. The Bering Sea is located at higher latitudes than the Nemuro Strait, hence daily solar radiation in the former are much less than in the latter, and in the former early retreat of sea ice is not associated with meltwater leading to water column stratification. Analysis of historical data showed that accumulated ice concentration has both positive and negative effects on fisheries resources. The return rates （percentage of mature salmon returning relative to the total number of fry released） of chum and pink salmon were negatively correlated with accumulated ice concentrations. Return rates of chum salmon were high in the years when their fry were released well after the sea ice retreat. Provision of food for fry before release improved the return rate of mature chum salmon, but the rate has been variable year to year due to reasons which are unknown at present. To improve the return rate of mature salmon, future study should be directed to ward evaluating the change of food environments for salmon juveniles （zooplankton） in relation to the force of sea ice, especially during periods of sea ice retreat. Given that migration of salmon juveniles from the coastal waters into the Okhotsk Sea represents the first stage of their oceanic life, zooplankton production cycles in the Okhotsk Sea should be evaluated in order to diagnose feeding conditions of salmon juveniles, which affect their subsequent survival. | |||||
| 言語 | en | |||||
| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 北海道東部のオホーツク沿岸域と根室海峡は，周辺河川からのふ化放流サケ稚魚の成育場として重要な海域であり，秋季に母川に回帰する成熟サケマス類が沿岸に来遊する。これらの海域では毎年，冬季にオホーツク海北部で生成された海氷が接岸し，春季の海氷退行期に植物プランクトンの増殖が起きる。植物プランクトンの春季増殖は，海洋生活初期のサケ稚魚の成長を支える餌料としての動物プランクトンの生産を導くために重要と考えられる。しかし，海氷が北海道沿岸域の低次生産に与える影響に関する知見はベーリング海や北極海の研究に比べて極めて少ない。沿岸海域の生物生産機構を考慮したサケ資源の生産管理戦略を構築するという究極の目標に向け，本研究では，海氷が根室海峡の海洋構造と植物プランクトン生産へ与える影響を明らかにすることを目的とした。さらに，本研究結果をベーリング海の海氷─低次生産関係と比較し，ベーリング海との共通点と根室海峡の特異点を考察した。 根室海峡北部の羅臼沖を定線として，1998年から2002年の冬季から夏季にかけて水温・塩分を測定し，栄養塩類（硝酸態窒素，リン酸塩，ケイ酸塩）およびクロロフィル a 量を各層採水試料から分析した。分析結果と既知の水塊指標を比較した結果，海氷下の水柱は栄養塩の豊富な水塊で覆われていることが明らかになった。栄養塩組成（N：P=11.2，Si：P=23，モル比）から判断して，海氷下の水塊はオホーツク中冷水起源と考えられた。さらに東サハリン海流は初冬にその勢力が増大しオホーツク沿岸域に接岸することから判断して，オホーツク中冷水起源の水は根室海峡に海氷が接岸するよりも早い時期に流入すると考えられた。一方，高塩分で貧栄養の宗谷暖流水が夏季に根室海峡に流入することによって水塊交代が起きることも明らかになった。これらの結果から，根室海峡におけるサケ稚魚の成育期間は海氷退行後から宗谷暖流水が流入するまでと考えられた。 羅臼沖定線における海氷の退行と植物プランクトンの増殖との関係を明らかにするため1998年に観測を行った結果，3月下旬に海氷が退行し4月中旬に植物プランクトンの大増殖が確認された。2002年では海氷退行直後の4月上旬にベーリング海と同様に ice-edge bloom が起こり，続いて海氷が消失した4月下旬にopen sea bloom が観察された。また窒素が増殖の制限要因になっていることもベーリング海と同様であった。植物プランクトンのサイズ分画から，大増殖期は10μm 以上の大型の植物プランクトンで構成され，時期が進むにつれ2～10μm あるいは2μm 以下の小型の植物プランクトンに遷移することが明らかになった。2001年に根室海峡南部の標津沖水深15 m 層にセジメントトラップを設置し，海氷接岸前の1月から宗谷暖流水流入期の7月にかけて2週間毎に沈降物を採集した。セジメントトラップによって捕集された動物プランクトン個体数は海氷下で徐々に増加し始め植物プランクトンの春季増殖終息後の5月上旬にピークを示し，その後減少傾向が観察された。ピーク時の個体数はカイアシ類が最も多く，続いてヤムシ類，クラゲ類であった。 1998年から2002年の調査期間中に1999年を除いて海氷退行後に植物プランクトンの大増殖が観察された。海氷の退行時期の変動と植物プランクトンの大増殖との関係を明らかにするため，3月下旬に海氷が退行した1998年と海氷の退行時期が4月下旬と遅かった1999年とを比較した。植物プランクトン増殖の引き金は，融氷による臨界深度以浅での混合層の発達と鉛直安定度の増加であり，これは根室海峡においてもベーリング海と同様にスベルドラップモデルで説明できた。1998年と1999年の海氷退行後の有光層内の栄養塩濃度と日数との関係式から，減少した栄養塩濃度を植物プランクトンによる消費量と見なして期待されるクロロフィル濃度の増加を算出した。その結果，計算されたクロロフィルの値は両年とも実測値とほぼ一致したことから，1998年と1999年の相違は有光層内で利用可能な栄養塩量によると推定された。海氷の退行時期が早かった1998年は混合層深度（30 m）が臨界深度（29 m）とほぼ同じであった。一方，植物プランクトンの大増殖が見られなかった1999年では海氷退行期が遅れ，融氷により表層低密度層が発達し混合層深度が極めて浅かった（13 m）ことにより植物プランクトンが利用できた栄養塩量が1998年に比べて少なかったためと説明される。 根室海峡における海氷の退行時期が植物プランクトンの増殖に与える影響に関する本研究結果は，ベーリング海における Hunt ら（2002）の「海氷の退行時期が遅い年は海氷退行後の早期に植物プランクトンの生産が高まる」という仮説と一致しなかった。根室海峡とベーリング海における海氷退行時期と植物プランクトン増殖との関係の相違は，同時期における両海域の海氷を融解させる日々の日射量の違いによって生ずると考えられた。北半球においてベーリング海は根室海峡よりも高緯度に位置しているため，冬季の日々の日射量は根室海峡よりも少ない。したがって，ベーリング海では海氷の早い時期の退行は融氷が鉛直安定度の増加に寄与せず，日射量が増加する遅い時期の退行によってのみ混合層が形成され植物プランクトンの増殖が促進されると考えられた。一方，根室海峡では海氷の早い時期の退行に伴う融氷によって鉛直安定度が増加するが，遅い時期の退行では日射量の増加が急激な融氷を引き起こし，混合層が浅くなり栄養塩利用が制限される結果，植物プランクトン増殖の規模も小さくなる。 北海道のオホーツク沿岸の漁業に与える海氷の影響について長期間の統計データを分析した結果，海氷積算密接度と漁業生産量との関係について，スケトウダラとカレイ類では正の相関，ホタテガイとホッケでは負の相関がみられた。サケとカラフトマスではオホーツク沿岸への回帰率に与える海氷の影響について，サケ，カラフトマスとも海氷積算密接度の減少にともない回帰率は増加した。特にサケでは沿岸域から海氷が完全に退行した後に稚魚が放流された年級群ほど回帰率が増加した。一方，1980年代に放流された年級群は回帰率が低かった。無給餌放流から給餌飼育放流への移行期間であった1980年代はサケ稚魚の放流開始日が早かったのに対して，海氷の積算密接度が増加傾向にあった年代であり，沿岸域での海洋生活初期に海氷の影響を受けたことが示唆された。1990年代以降のサケの高回帰率は給餌飼育がもたらした効果と考えられるが，回帰率の年変動には現在未解明の要因が影響していると考えられる。 ふ化放流サケ稚魚の回帰率向上の視点から，本研究成果を基盤として，海氷の勢力と放流直後の稚魚の生残に直接関わる餌料環境との関係，特に海氷退行期の餌料動物プランクトンの変動を詳細に評価することが将来必要である。また，沿岸域からオホーツク海へ回遊する海洋生活初期のサケ幼魚の生残に影響を与える餌料環境についてはオホーツク海における動物プランクトンの生産サイクルを解明することも今後重要となる。 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| 書誌情報 |
ja : 水産総合研究センター研究報告 en : Bulletin of Fisheries Research Agency 巻 27, p. 43-94, ページ数 52, 発行日 2009-03 |
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| 出版者 | ||||||
| 出版者 | 水産総合研究センター | |||||
| 言語 | ja | |||||
| ISSN | ||||||
| 収録物識別子タイプ | PISSN | |||||
| 収録物識別子 | 1346-9894 | |||||
| 書誌レコードID | ||||||
| 収録物識別子タイプ | NCID | |||||
| 収録物識別子 | AA11589591 | |||||
| 情報源 | ||||||
| 識別子タイプ | Local | |||||
| 関連識別子 | fra_k_27_43 | |||||
| 関連サイト | ||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2010770105 | |||||
| 関連名称 | 日本農学文献記事索引（AgriKnowledge） | |||||
| 著者版フラグ | ||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||
