学術助成報告

令和 5 年度伊藤光昌氏記念学術助成金（研究助成）成果報告書
研究課題番号R5‒R3

研究課題名

沿岸浅海域における炭素貯留量とその分解特性

研究代表者

久保所属・職（または学年）

篤史

静岡大学・講師

1．背景

加水分解実験用のサンプルは分析まで冷凍保存を

沿岸浅海域の水生植物場は地球温暖化の原因で行った．生分解実験用のサンプルは冷蔵保存後，ある二酸化炭素の重要な吸収域として注目されて実験室に持ち帰った．

いる．海中の二酸化炭素は海草，海藻，マング

生分解実験は堆積物（湿重量 10 g）を濾過しローブ林などの水生植物による光合成によって取た現場の濾過海水（400 mL）と共に広口メディり込まれ有機炭素となる．生成した有機炭素の一ウム瓶（500 mL, SIMAX, Czech）に封入して行っ部は，分解して二酸化炭素へと回帰するものの，た．実験は暗所・一定温度（22℃）で 7 日間行っ

一部は堆積物へと蓄積する．堆積物中は嫌気的環た（各地点 n=3）．分解実験中はパラフィルムを境であるため有機炭素の分解速度が低下し，数百用いてガラス瓶に蓋をし，エアーポンプを用いて年スケールで保存される ．

好気条件を維持した．実験終了時に一定量分注し，

1）しかし，水生植物場は波や潮流などの自然的なガラス繊維濾紙（Whatman GF/F）で濾過・冷要因によって攪乱を受けているだけではなく人間凍保存を行い溶存有機炭素（DOC）としての残活動による沿岸開発，漁業や船舶の停泊などに存量評価試料とした．一部の分解実験終了時には，よって堆積物の攪乱が引き起されている ．堆積培養水を濾過した濾紙を堆積物の再懸濁もしくは物の攪乱が起こると，有機物の一部は再懸濁を起粒状有機炭素（POC）量を評価するための試料こし水柱へと回帰する．その結果，再懸濁した堆として冷凍保存した．その後，残った培養水をシ

積物中粒子は嫌気的な環境から好気的な環境へとリンジで取り除き，堆積物試料を採取し，OC%，移ることになる．そのため，堆積物中で分解を免TN%，δ C‰測定のためにポリエチレン袋に入れていた有機炭素の分解が促進され，過去に蓄積れ冷凍保存した．酸加水分解実験用のサンプルはした有機炭素は二酸化炭素となり再び大気中へ放6 mol/L 塩酸を用いて 100℃ 18 時間加熱した ．

出される可能性がある．本研究では，生分解実験分解実験終了後の OC% を難分解性 OC% としてと加水分解実験から堆積物に貯留している有機炭解析に用いた．

2）

133）

素の脆弱性を評価した．

3．結果・考察2．方法

有機炭素含有量の鉛直プロファイルと密度より，堆積物試料採取は，アマモ場が広がっている北コ ム ケ 湖 に お け る 1 ha あ た り の 炭 素 貯 留 量 は海道紋別市コムケ湖で行った．採泥観測は 4 点で21.6 MgC/ha（〜20 cm）であった．これは，世行い，アマモの現存量が異なる場所で行った．採界の水生植物場で評価されている平均炭素貯留量

取したコアは堆積物試料を押し出しステンレス製

15.4 MgC/ha（〜20 cm; ）と同等であった．また，ヘラで層状にカットし，ポリエチレン袋に入れて各コアの難分解性有機炭素の割合は，73% であっ保存した．炭素貯留量推定のためのサンプル・酸た．そのため，コムケ湖の炭素貯留量はコムケ湖

4）24

海洋化学研究第37巻第 1 号

令和 6 年 4 月

く必要がある．また，酸加水分解による有機物の分解特性評価は多くの場合で生分解実験に比べ分解率が高くなる傾向がある．しかし，全球規模での堆積物中の有機炭素分解特性評価において生分解実験による評価はほとんど行われていない．そのため，今後は分解実験毎の分解特性評価を行っていく必要がある．

参考文献

図 1．コムケ湖における堆積物中有機炭素貯留量（白色）と易分解有機炭素量（橙色）．

1）Nellemann, C., Corcoran, E., Duarte, C. M.,Valdes, L., De Young, C., Fonseca, L. andの面積 484 ha より，表層 20 cm までの深さにおGrimsditch, G., 2009, Blue carbon: the role ofける有機炭素貯留量は 10.4 × 10 gC，そのうち，healthy oceans in binding carbon: a rapid

難分解性有機炭素貯留量は 7.6 × 10 gC であった．

response assessment. United Nations

生分解実験結果から，分解した堆積物中の有機炭

Environmental Programme, Arendal, Norway.

素の大部分は溶存無機炭素（DIC）として水中に2）Unsworth, R. K. F., Cullen-Unsworth, L. C.,排出されることが明らかになった．そのため，堆Jones, B. L. H. and Lilley, R. J., 2022, The

積物の攪乱が起こった場合，易分解有機炭素のplanetary role of seagrass conservation.

2.8 × 10 gC は DIC として水中に排出される可Science, 377, 609‒613.

999能性がある．先行研究でのコムケ湖における夏季の炭素吸収速度 ‑0.13 µmol C/m /s3）Zimmermann, M., Leifeld, J., Abiven, S.,を過大評価

Schmidt, M. W. I. and Fuhrer, J., 2007,

ではあるものの，年間の吸収量に外挿すると炭素Sodium hypochlorite separates an older soil

吸収量は 0.24 × 10 gC である．これらの結果か

organic matter fraction than acid hydrolysis.

らコムケ湖では表層 20 cm の堆積物で攪乱が起ScienceDirect, 139, 171‒179.

25）

9こった場合，推定した二酸化炭素吸収量の約 124）Kennedy, H., et al., 2022, Species Traits and倍の炭素が DIC として放出されることになる．

Geomorphic Setting as Drivers of Global Soil

またコムケ湖でのアマモ場における有機炭素の堆

Carbon Stocks in Seagrass Meadows. Global

積速度は 2.7 ± 1.0 × 10 gC ha year であり ，Biogeochemical Cycles, 36, e2022GB007481.

この分解実験から得られた DIC 放出量は約 22 年

5）田多一史・所立樹・渡辺謙太・茂木博匡・桑5‑1‑16）分の炭素貯留量に匹敵する．

江朝比呂，2014，北海道コムケ湖における大気−海水間 CO2 フラックスの空間分布特性

4．今後の課題と要因分析．土木学会論文集 B3，70，1188‒

本研究では，水生植物場の広がるコムケ湖で実1193．

験を行った．しかし，沿岸浅海域はマングローブ

6）Watanabe, K. and Kuwae, T., 2021, An

林や湿地帯，内湾域など多種多様な生態系がある．

unintended ecological benefit from human

東京湾のような閉鎖性内湾においても植物プラン

intervention: The enhancement of carbon

クトン由来の有機炭素貯留が起こっている．そのstorage in seagrass meadows. Journal ofため今後はより多くの沿岸回帰において堆積物中

Applied Ecology, 58, 2441‒2452.に蓄積している有機炭素の脆弱性評価を行っていTransactions of The Research Institute of
Oceanochemistry Vol. 37 No. 1, Apr., 202425