テーマ①「環境変動下における極域湖沼生態系の遷移過程と応答」

南極大陸は人為的活動の影響が地上で最も少ない地域であり、考慮すべきパラメーターが極端に少ないシンプルな生態系が成り立っている。今後の地球規模環境変動に伴う南極生態系の動態を知る上でも、南極大陸における生態系の過去の変遷と現在の環境応答を抽出し、明らかにすることが重要である。その反面、過酷な環境のために、過去の生態系の発達過程や環境変遷、応答機構を調査可能なほどの生態系が大陸上に発達していないという難点があった。しかし、私たちはこれまでに南極の露岩域には多数の湖沼群が存在しており、その湖底には現生の生物群集はもとより、最終氷期以降の数万年前に大陸氷床が後退して湖沼が成立した時点からの生態系の環境変遷情報が低温環境下で保存されていること、昭和基地周辺の貧栄養湖において、コケ類・藻類・シアノバクテリアが共存する他の エリアには見られない特殊な生態系が構築されていることを明らかにしてきた。このような貧栄養環境下にもかかわらず、多様な生態系を維持している物質循環機構は未だ明らかになっていない。

南極湖沼生態系は、同一の時間をかけ、同一の気候条件のもと、湖ごとにそれぞれ独立したシステムが成り立っている。近接した湖沼であるにもかかわらず、その多くは河川や集水域によって繋がったものはほとんどなく、全く異なった湖底植生の形態・構造となっており、まるで、それぞれの湖が一つ一つ地球規模の実験場となっているものと捉えることができる。これら光合成生物の集 合体が創りだす形態・構造および機能の謎に迫ることを目指し、植物生理生態学的側面と理論生態学的側面から相互にアプローチする。また、窒素・炭素同位体および光合成色素、栄養塩類の分析により、南極の湖沼を含む流域レベルで炭素・窒素・リンといった生元素がどのように循環してきた/いるのか、南極の陸域生態系がどのようにして発達し環境が変遷してきたのか、環境変動に対して生態系がどのように応答していくのかを明らかにすることを目的として、研究を展開している。

この研究のための調査の様子は、ナショナルジオグラフィックWeb版のコチラから読めます。

また、2016年からは、北極域の湖沼についても南極湖沼と同様の研究をスタートしている。

調査地:南極大陸

共同研究者:工藤 栄(国立極地研究所)、山室真澄(東京大学)、大谷修司(島根大学)、藤嶽暢英(神戸大学)、林健太郎(農研機構)、Warwick F. Vincent(カナダ Laval大学)、内田雅己(国立極地研究所)


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