[M-IS20] 南大洋・南極氷床が駆動する全球気候変動

[MIS20-08] 海氷融解期における動物プラクトンの鉛直分布

*真壁 竜介^1,2,3、伊藤 優人¹、松田 亮⁴、土屋 千歩³、高橋 啓伍²、嶋田 啓資³、高尾 信太郎⁵、佐野 雅美¹、溝端 浩平³、黒沢 則夫⁴、茂木 正人^1,3 (1.国立極地研究所、2.総合研究大学院大学、3.東京海洋大学、4.創価大学、5.国立環境研究所)

キーワード：動物プランクトン、鉛直分布、海氷融解

動物プランクトンは海洋の食物網における一次消費者としてだけでなく、生物ポンプを駆動し海洋の炭素循環においても重要な役割を果たしている。彼らは比較的大型で沈降速度の大きな糞粒を排泄することで炭素の下方輸送を促進するだけでなく、日周鉛直移動や季節的な鉛直移動を行うことで表層の生産物を下層の食物網へ供給する。これらの鉛直移動は光環境や餌環境の変化に応答して生じるが、南大洋季節海氷域ではいずれの環境要因も海氷の消長に深く関係しており、彼らの生活史も海氷が強く支配する環境要因の季節変化に適応したものと考えられている。しかし、動物プランクトンの鉛直分布と環境要因の関係把握には表層を中心とした鉛直的に高解像度の時系列観測を行う必要があり、これまでに実施されてきた係留観測で得られるADCP（Acoustic Doppler Current Profiler）データでは困難であった。
我々は季節海氷域における表層生態系観測プラットフォームとして耐氷型GPSブイを開発し、深度70 mにADCPを上向きに設置することで表面近くまでの動物プランクトンバイオマスの変動を捉えることに成功した。61次日本南極地域観測隊のしらせ航海中に2019年1月9日に南緯64.26度、東経115.96度において漂流系を投入し、同航海中の2020年2月16日に南緯64.55度、東経104.79度で回収した。漂流系には表層環境の変動を捉える目的で10, 20, 30, 40, 60 mにCTD, クロロフィルセンサー、PARセンサーをそれぞれ設置した。投入・回収点ではCTDのキャスト、およびがま口ネットによる動物プラクトン群集の定量採集を実施した。漂流系近傍の海氷密接度はSpecial Sensor Microwave/Imager (SSM/I)から取得した。ADCPのセッティングは鉛直20層（4 m/層）とし、10分おきに30データを取得してその平均を解析に用いた。動物プランクトンバイオマスの指標となる後方散乱強度（SV）はIntensityから算出した。
漂流系投入時の海氷密接度は90%以上であり、12月27日から1月5日にかけて急激に減少した。また、1月8日から12日にかけて再び海氷が出現したが、その後は0%であった。水柱のクロロフィルは深度20 mに12月27日からピークが認められ、その後1月4−5日に低下するとともに深度30 mにピークが出現した。深度30 mではその後増減を繰り返しつつも比較的高い値が2月4日まで継続した。動物プランクトンの分布の中心は期間を通して30-40 mに存在したが、海氷が融解した期間、および再度海氷が出現した期間のみで比較的高い値が表層近くまで認められた。この原因としては海氷から供給される餌を求めてより浅い分布となる動物群の存在がある可能性、または海氷直下に分布していた動物群が海氷の消失とともに下層へ移動している可能性が考えられる。2月7−8日以降では夜間にのみ高いバイオマスが見られるようになり、典型的な日周鉛直移動が明確に検出された。