閉鎖性水域における鉛直方向の 栄養塩輸送過程
DESCRIPTION
閉鎖性水域における鉛直方向の 栄養塩輸送過程. 井上徹教 九州大学大学院工学研究院環境都市部門 第 11 回九州地区海岸工学者の集い 2001 年 7 月 28 日（土）. 背景 －その１－. ２． P. bipes は増殖生理特性からみると有利とは言えない。. ３． ダム湖特有の流動が関係していると考えられている。. １．ダム湖での 淡水赤潮の原因種として Peridinium bipes が挙げられる。. 淡水赤潮集積機構概念図. 背景 －その１－. ２． P. bipes は増殖生理特性からみると有利とは言えない。. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
閉鎖性水域における鉛直方向の栄養塩輸送過程
井上徹教
九州大学大学院工学研究院環境都市部門
第 11 回九州地区海岸工学者の集い2001 年 7 月 28 日（土）
2
背景 －その１－
１．ダム湖での淡水赤潮の原因種として Peridinium bipes が挙げられる。
２． P. bipes は増殖生理特性からみると有利とは言えない。
３．ダム湖特有の流動が関係していると考えられている。
3淡水赤潮集積機構概念図
赤潮の集積
ダム湖水の流れ
流入河川水の流れ上昇運動（昼間）
潜入点栄養塩の摂取
4
背景 －その１－
１．ダム湖での淡水赤潮の原因種として Peridinium bipes が挙げられる。
２． P. bipes は増殖生理特性からみると有利とは言えない。
３．ダム湖特有の流動が関係していると考えられている。
４．ダム湖のような流動が見られない小規模な貯水池においても P. bipes が優占することを確認した。
5
背景 －その２－
５．プランクトンの移動に伴う物質循環に関する研究の代表例として、海洋におけるマリンスノー（生物ポンプ）が挙げられる。
６．活性のあるプランクトンの能動的な移動に伴う物質循環についてはあまり考察されていない。
6
目的
１． P. bipes が優占する小規模な貯水池における水質鉛直分布の時系列を測定。
２．観測結果を元に P. bipes の鉛直移動の様子を推定。
３． P. bipes の鉛直移動に伴う物質循環過程を見積もる。
7観測地点概略図
400 20 (m)
Imuta Reservoir
Stn.O.
8予備調査結果
0
1
2
3
4
5
0 5 10 15
water temperature ℃（ ）
dept
h(m
)
DO concentration(mg/l)
20 25 30 35
DO concentration
water temperature
0
1
2
3
4
5
0 10 20 30 40
Chl.a concentration（g/l）
dept
h(m
)
3:36
12:06
←表層 (1.0m)
←中層 (2.4m)
←底層 (3.5m)
9
本調査の内容
採水深度：表層から 1.0m( 表層 )、 2.4m( 中層 )、 3.5m( 底層 )
採水時刻：1999 年 9月 9日 6:00 ～ 10 日 3:00 3時間毎
測定項目：植物プランクトン個体数栄養塩濃度
10植物プランクトン個体数の時系列変化
0
300
600
900
1200
1500
1800
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
Ana
ben
a m
acr
osp
ora(N
/ml)表層
中層
底層
0
200
400
600
800
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
Peri
din
ium
bip
es
(cell
s/m
l)
表層 中層
底層
11
表層及び中層におけるChl.a 濃度と P. bipes 個体数との関
係
0
200
400
600
800
0 50 100 150Chl.a(g/l)
P. b
ipes
(cel
ls/m
l)
surface layer
middle layer
12
NH4+-N 濃度の経時変化
0
150
300
450
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
NH
4+-N
(g/
l)
表層
中層
底層
15:00 から 21 :00 にかけて濃度が減少
13
0
10
20
30
40
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
NO
3- -N(
g/l)
表層
中層
底層
NO3--N 濃度の経時変化
15:00 から 21 :00 にかけて濃度が減少
14
0
5
10
15
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
PO43-
-P(
g/l)
表層
中層
底層
PO43--P 濃度の経時変化
15:00 から 21 :00 にかけて濃度が減少
15
0
20
40
60
80
100
0 200 400 600 800P. bipes (cells/ml)
NH
4+-N
(g/
l) 6:00
9:0012:00
15:00
18:00
21:000:00
3:00
P.bipes 個体数と NH4+-N 濃度との関係
0.403×10-3 gN/cell
0.028×10-3 gN/cell
16
0
10
20
30
40
0 200 400 600 800P. bipes (cells/ml)
NO
3- -N(
g/l)
9:00
12:00
15:00
18:00
21:00 0:00 3:00
P.bipes 個体数と NO3--N 濃度との関係
0.085×10-3 gN/cell
0.026×10-3 gN/cell
17
0
3
6
9
12
15
0 200 400 600 800P. bipes (cells/ml)
PO43-
-P(
g/l)
6:009:00
12:00
15:00
18:00
21:000:00
3:00
P.bipes 個体数と PO43--P 濃度との関係
0.063×10-3 gP/cell
0.011×10-3 gP/cell
18
中層における栄養塩摂取量
NH4+-N NO3
--N PO43--P N:P
時間帯 (× 10-3g/cell) (モル比)15:00-18:00 0.403 0.085 0.063 17:118:00-21:00 0.028 0.026 0.011 11:1
19色素濃度の時系列変化
0
50
100
150
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
Ch
l.a(
g/l
)表層 中層
底層
0
10
20
30
40
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00
time
pheo
ph
yti
n(g/l
) 表層
中層
底層
Chl.a の沈降速度
＝ 0.31m/hr
pheophytin の沈降速度＝ 0.16m/hr
Stokes の沈降速度＝ 0.18m/h
r
20
TP 収支概念図
（mg/m2）
Surface layer
6:00 12:00 0:00
52
55
143
126
63
69
50
98
78
74
82
76
41
48
A B
C
1.5m
1.5m
2.0m 8
16
D
E
Middle layer
Bottom layer
21
結論１．成層化した貯水池において、 P. bipes の日周的な鉛直移動の様子、それに伴う栄養塩濃度の変動に関する観測を行った。
２．ダム湖のような流動が無い場においても、 P. bipes は躍層付近まで沈降する事によって中層に含まれる栄養塩を摂取し増殖が可能。
３．中層に十分な栄養塩が含まれない場合には、より早く沈降してきた個体の方が栄養塩の摂取に関しては有利であり、沈降速度の見積もりから P. bipes は能動的に沈降する可能性も示唆された。
４．成層の発達した貯水池においては P. bipesの鉛直移動が栄養塩の鉛直循環に大きく関与している。