研究トピック

⻄部北太平洋の植物プランクトン群集組成を制御する栄養物質供給機構の解明

〜北太平洋中層⽔から供給される鉄とケイ素の重要性〜（低温科学研究所　教授　西岡　純）

• 北太平洋の中層⽔から表層に湧き上がる栄養物質の供給量を観測から⾒積もることに成功。

• 中層⽔から供給される栄養物質量とその化学量論⽐が、表層の珪藻類の増殖を制御することを発⾒。

• 気候変動による海洋の変化に対する海洋炭素循環や⽣態系の変化の予測に貢献。

北海道⼤学低温科学研究所附属環オホーツク観測研究センターの⻄岡 純教授、同⼤学⼤学院地球環境科学研究院の鈴⽊光次教授、東京⼤学⼤気海洋研究所の⼩川浩史教授、安⽥⼀郎教授（研究当時）らの研究グループは、北太平洋の中層⽔から供給される鉄（Fe）やケイ素（Si） 、窒素（N）などの栄養物質量とその化学量論⽐が、表層の植物プランクトン群集組成を制御することを明らかにしました。

これまで、オホーツク海やベーリング海などの北⽅圏縁辺海から北太平洋に繋がる中層の循環によって植物プランクトンの増殖に⽋かせない Fe や Si や N などの栄養物質が移送され、北太平洋の⽣物⽣産を⾼めていることが分かっていました。しかしこれらの栄養物質が、どこで、どのような物理的メカニズムを経て北太平洋中層から表層に供給されて、この海域の海の恵みをもたらす珪藻類の増殖を制御しているのかは分かっていませんでした。

本研究では、これまでに集めてきた北太平洋の栄養物質の化学的データセットと、同時に観測した乱流混合のパラメータの観測データを、表層の植物プランクトン群集組成の情報とともに解析しました。その結果、北太平洋の亜寒帯循環域と親潮―⿊潮移⾏域において中層⽔から表層に供給される Fe や Si 量やその化学量論⽐によって、珪藻類の現存量が制御されていることが⽰されました。

本研究で⾒えてきた北太平洋の珪藻類の増殖を制御する機構は、我が国の⽔産資源の維持機構や地球規模の炭素循環プロセスの理解を⼤きく進めます。また、現在起こりつつある⽔温上昇や、⿊潮や親潮勢⼒の強化・弱化などの気候変動に起因する海の変化に対して、海洋⽣態系や炭素循環がどのように応答するかを理解する上で⽋かせない知⾒となります。

本研究成果は、2025 年 3 ⽉ 19 ⽇（⽔）公開の Biogeosciences 誌にオンライン掲載されました。

論文名：Phytoplankton community structure in relation to iron and macronutrient fluxes from subsurface waters in the western North Pacific during summer（⻄部北太平洋における表層下から供給される鉄や栄養塩フラックスと植物プランクトン群集組成の関係）

Deng Huailin1,2、鈴⽊光次 3、安⽥⼀郎 4、⼩川浩史 4、⻄岡 純 2
（1 北海道⼤学地球環境科学研究院、2 北海道⼤学低温研究所附属環オホーツク観測研究センター、3 北海道⼤学地球環境科学研究院、4 東京⼤学⼤気海洋研究所）

雑誌名 Biogeosciences（欧州地球科学連合による⽣物地球化学に関する国際誌）

https://doi.org/10.5194/bg-22-1495-2025

公表⽇ 2025 年 3 ⽉ 19 ⽇（⽔） （オンライン公開）

詳細はこちら

研究トピック

高緯度と熱帯からの遠隔影響がオホーツク海氷の年々変動を引き起こす親潮・磯口ジェット合流域が混合水域に栄養塩を供給することを発見
～サンマなどの幼魚の育成場に栄養が供給されるシステムを解明～
（低温科学研究所　教授 西岡 純）

• 親潮と磯口ジェットの合流域には継続的な湧昇ポイントが存在し、その下流で栄養塩濃度が上昇することを明らかにしました。

• 有光層注 1)への栄養塩供給がサンマなどの小型浮魚類の餌環境の向上に貢献することが期待されます。

国立大学法人東京海洋大学(学長:井関 俊夫、以下「東京海洋大学」)で受け入れている日本学術振興会特別研究員の矢部いつか博士、東京海洋大学学術研究院の長井健容准教授、東京大学大気海洋研究所の伊藤進一教授らの研究グループは、北西太平洋の親潮と磯口ジェットの合流域で発生する湧昇が栄養塩豊富な海水を表層付近へ供給する引き金となることを明らかにしました。

磯口ジェットと隣接する親潮との間には亜寒帯フロントが存在し、フロントとその下流域は小型浮魚類注 5)の好漁場として知られています。特にフロントの南に位置する磯口ジェットは黒潮を起源とし高水温なため、多くの小型浮魚類の幼魚たちの生育場となっています。しかし磯口ジェットは黒潮を起源とするため栄養塩が乏しく、ジェット周辺の幼魚たちの餌を含む生物生産を支える栄養塩がどのように供給されているのか不明でした。

本研究グループは、磯口ジェットを横断する観測を複数年にわたり実施し、親潮と磯口ジェットの合流域にどの年でも強い湧昇流が発生することを示しました。また、合流 域では磯口ジェットの高温・高塩な海水の下に栄養塩豊富な亜寒帯水が流れ込み、湧昇によってジェット内部に栄養塩が供給されることを明らかにしました。

今回の発見は、磯口ジェット周辺が多くの小型浮魚類の幼魚の生育場となっている要因を解明しただけでなく、世界中に分布する同様な海流の合流点の重要性を示すもの で、海洋保護区の選定などに必要な科学的知見となることが期待されます 。

 本研究は、水産研究・教育機構の筧茂穂主任研究員、北海道大学低温科学研究所の西岡純教授と共同で行いました。

本研究成果は、2024年 7 月30日(英国時間)に科学誌「Scientific Reports」の オンライン版で公開されました。

論文名：Steady nutrient upwelling around a biological hotspot of the confluence between the quasi-stationary jet and the Oyashio in the western North Pacific

URL：https://doi.org/10.1038/s41598-024-68214-z

詳細はこちら