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） 1 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。 2 潜入点栄養塩の摂取赤潮の集積ダム湖水の流れ上昇運動（昼間）流入河川水の流れ淡水赤潮集積機構概念図 3 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。 4 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。 5 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。 6 Imuta Reservoir . Stn.O 0 20 40(m) 観測地点概略図 7 0 DO concentration(mg/l) 5 10 35 Chl.a concentration（g/l） 15 0 0 0 1 1 2 2 DO concentration 3 4 depth(m) depth(m) 20 water temperature（℃） 25 30 10 20 30 40 ←表層(1.0m) 12:06 3:36 ←中層(2.4m) 3 4 ←底層(3.5m) water temperature 5 5 予備調査結果 8 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 9 Anabena macrospora (N/ml) 1800 1500 表層 1200 900 600 中層 300 底層 0 Peridinium bipes (cells/ml) 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 time 800 600 表層中層 400 200 底層 0 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 time 植物プランクトン個体数の時系列変化 10 P. bipes (cells/ml) 800 surface layer middle layer 600 400 200 0 0 50 100 Chl.a(g/l) 150 表層及び中層における Chl.a濃度とP. bipes個体数との関係 11 15:00から21 :00にかけて濃度が減少 NH4+-N濃度の経時変化 12 15:00から21 :00にかけて濃度が減少 NO3--N濃度の経時変化 13 15:00から21 :00にかけて濃度が減少 PO43--P濃度の経時変化 14 0.403×10-3 gN/cell 0.028×10-3 gN/cell P.bipes個体数とNH4+-N濃度との関係 15 0.085×10-3 gN/cell 0.026×10-3 gN/cell P.bipes個体数とNO3--N濃度との関係 16 0.063×10-3 gP/cell 0.011×10-3 gP/cell P.bipes個体数とPO43--P濃度との関係 17 中層における栄養塩摂取量 NH4+-N 時間帯 15:00-18:00 18:00-21:00 NO3--N -3 PO43--P (×10 g/cell) 0.403 0.085 0.063 0.028 0.026 0.011 N:P (モル比) 17:1 11:1 18 Chl.aの沈降速度＝0.31m/hr Stokesの沈降速度＝0.18m/hr pheophytinの沈降速度＝0.16m/hr 色素濃度の時系列変化 19 6:00 Surface layer 1.5m 52 A 74 55 Middle layer 1.5m Bottom layer 2.0m 12:00 143 （mg/m2） 0:00 126 B 76 50 C 82 63 41 98 D 8 69 48 78 E 16 TP収支概念図 20 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。 21