Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

セシウム / 有機物 / 全炭素量 / CN比 / 主成分分析 / 放射性セシウム / コロイド

前年度までに、複数回、地表近傍のCs分布を検討するため、飯舘村内の調査地においてリター被覆、草本、裸地表層等地表面の状態の異なる地点で不かく乱試料を採取し、土壌の理化学性の分析と放射性Cs濃度測定を行ってきた。このデータセットに対して、統計分析を行った。主成分分析では、地形等を含む第一主成分が28%、有機物量、CN比等からなる第二主成分が24%を占める結果となった。さらにベイズモデルを適用し、有機炭素量、水分、乾燥密度、地形ならびに地表のリターの有無が説明変数として重要であることを示した。さらにブートストラップ法、Lindenman, Merenda and Gold(LMG)法を用いて各パラメータの95%信頼区間を評価した。その上で地表面の状況の異なる12地点について土壌中の放射性Csの深さ分布を推定する線形モデルを提案した。提案したモデルは、地表面において土壌流亡などのかく乱がない地点では、r2が０.８4以上と良い結果を示した。かく乱が入った地点ではr2が0.5から0.7程度になった。
Csの移動におけるコロイドの寄与を検討するため、前年度、コロイド成分の粒子密度の推定を行ったが、今年度は、コロイドの物理化学性とCs保持についてさらに検討した。その結果、CN比の低いコロイド画分に放射性Csの大半が収着していた。この画分は、有機炭素含量が低いわけではなく、無機性の粘土鉱物というよりは、有機物と粘土粒子の複合体と推察される。この画分のCN比が低い（窒素含量が高いことを意味する）点については、今後さらに検討すべき結果と考えている。

封入空気 / 溶質移動 / イオン交換 / 吸着等温線 / 透水係数 / コロイド / Cs / 有機物 / 土壌水分 / 不飽和土 / セシウム / CO2 / 荷電特性 / 封入不飽和 / 不飽和透水係数 / 溶質分散係数 / 分散長

土壌の水分状態には飽和と不飽和がある。土壌の物理性は、水分飽和と水分不飽和で大きく異なる。土中に封入空気が存在すると見かけ上，水分飽和に見える土中の移動現象が大きく変わる．これを念頭に封入空気の影響の把握，土中の気相の状態をモニタリングするシステムの構築，水溶性化学物質やコロイドの土中の移動現象の解明ならびに原位置で水，コロイドの土中の移動の実態把握を行う装置の開発を行った．特に，封入空気の存在は，わずか数%の体積含水率の変化を通じて土中の移動現象を大きく変える可能性があることが示唆された．

海洋 / 物質循環 / 微粒子 / コロイド / 微生物 / フローサイトメトリー / 有機物 / ウィルス

フローサイトメトリーを用いた微粒子検出における重要な検討課題はノイズの削減である。本年度の研究では、前年度に引き続き、海水中に分布する微粒子のモデルとしてウィルス粒子を考え、そのシグナルを明瞭に分離することを目標として、機器と分析方法の最適化を進めた。なお、ウィルス粒子は直径が20-50nmであり、本研究が目標とする微粒子の粒径とほぼ等しい範囲にある。ノイズは電気的ノイズ、シース溶液に由来するノイズ、光学的ノイズ、各種試薬に由来するノイズに分類することができる。これらのノイズに関する検討を進め、シースや試薬に由来するノイズに関しては、試料の取り扱い方法や試薬の製造元や調整方法を大幅に改良することができた。しかし、DNAの検出に用いられるSYBR GREEN I以外の試薬(ナイルレッド、アクリジンオレンジなど)に関しては、試薬自体のノイズが高く、また、シグナルが十分に強くないことから、本研究がターゲットとする微粒子の検出には適さないことが明らかになった。そこで、SYBR GREEN Iを用いて、外洋域で採取された試料について、微粒子解析を進めたところ、ウィルス様粒子については、これをを2つないしは3つのクラスターに明瞭に分離することができた。この方法を用いて、学術調査船白鳳丸の中部太平洋南北断面観測航海などで採取されたサンプルの解析を進めた。その結果、広範な海域において、ウィルスと同様なサイズの非生物粒子が存在することが確認された。ただし、シグナルの強度が不安定であるため、その粒子数の確定や、出現パターンの解析を行うためには、染色条件や測定条件についてのより詳細な検討が必要であることが明らかになった。

溶存有機物 / 海洋コロイド / 細菌群集 / 有機物分解 / 海洋生態系 / 生物複雑性 / 微生物 / 物質循環 / 水圏物質循環 / 微生物群集 / コロイド / 地球環境 / 湖沼生態系 / 炭素循環 / 海洋 / 有機物 / 食物連鎖 / 鉛直フラックス / 細菌群集組成

本研究では、水圏における溶存態およびコロイド態有機物の動態とそれに関わる細菌群集の変動機構の解明を目的とした。以下の成果が得られた。
1.海洋のコロイド有機物の重要な構成成分であるペプチドグリカンの分解過程を放射トレーサー法により解析し、分子内部位(糖鎖およびペプチド鎖)による分解速度定数の違いを初めて明らかにした。
2.沿岸海洋における深度別の微生物分布を解析するモデルを検討した。また、このモデルを用い、太平洋亜寒帯域における、細菌生産速度の分布パターンから、枕降性有機物(コロイドの凝集物)の深度別フラックスを求めた。
3.デラウェア湾の微生物-生物地球化学観測データの解析から、同湾における、溶存・コロイド状有機物の主要消費者である細菌群集の多様性の変動パターンと、各細菌グループの増殖特性を明らかにした。
4.琵琶湖における溶存・コロイド有機物、細菌、ウィルス、鞭毛虫などの季節変化パターンを統計的に解析し、微生物複雑系の変動要因としてのトップダウン支配機構とボトムアップ支配機構の相対的な重要性を明らかにした。
5.フローサイトメトリーを用いた細菌群集解析から、琵琶湖の湖盆スケールにおける細菌群集特性の空間変動パターンを初めて明らかにした。また、コロイド有機物の分解にかかわる細胞外加水分解酵素の時空間変動について解析した結果、リン酸モノエステル分解酵素活性が湖底近傍に極大を示す現象を新たに見いだした。
6.沿岸海域(大槌湾)においてメソコスム実験を実施し、植物プランクトンブルームの生成・消滅にともなう、コロイド・溶存有機物の動態と、その制御機構としての微生物群集の役割についての解析を行った。
7.白鳳丸航海において西部北太平洋外洋域における微生物群集の分布と活性に関する調査を行った。その結果から、微生物活性'(ロイシン取り込み速度)の分布の支配要因を解析した。

【研究分担者】
井本博美	東京大学	大学院農学生命科学研究科	技術職員	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
加藤千尋	弘前大学	農学生命科学部	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
小池勲夫	東京大学	海洋研究所	教授	(Kakenデータベース)
川端善一郎	京都大学	生態学研究センター	教授	(Kakenデータベース)
和田英太郎	総合地球環境学研究所	教授	(Kakenデータベース)
小川浩史	東京大学	海洋研究所	助教授	(Kakenデータベース)
木暮一啓 (小暮一啓)	東京大学	海洋研究所	教授	(Kakenデータベース)
森崎久雄	立命館大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)