海氷融解時期の違いが植物プランクトンに影響を及ぼす~秋季太平洋側北極海の海氷変動がマイクロプランクトン群集を変えることを解明~

2025-08-22 北海道大学

北海道大学水産科学院と国立極地研究所、海洋研究開発機構らの研究グループは、2019年と2020年に海洋地球研究船「みらい」で秋季太平洋側北極海を調査し、海氷融解時期の違いがマイクロプランクトン群集、特に植物プランクトンの構造に与える影響を解明しました。チュクチ海北部では、海氷融解時期の1か月の差により水理環境が変化し、有機窒素を利用可能な珪藻Proboscia alataが優占するなど群集組成に顕著な違いが見られました。一方、氷縁域では融解時期に10日の違いがあったものの、群集構造への影響は小さく、環境要因との関係が限定的であることが示されました。本成果は、急速に進む北極海の海氷減少が生態系に及ぼす具体的メカニズムを示したものであり、太平洋側北極海の海洋生態系の将来予測や気候変動影響評価に資する重要な知見です。研究成果は Polar Science 誌に掲載されました。

海氷融解時期の違いが植物プランクトンに影響を及ぼす~秋季太平洋側北極海の海氷変動がマイクロプランクトン群集を変えることを解明~
太平洋側北極海におけるマイクロプランクトン群集と海氷変動の模式図。一つのプランクトンシンボルは、2000 cells L-1を意味する。上段が海氷融解が早かった2019年、下段が通常の海氷融解時期であった2020年の結果を示す。

<関連情報>

秋季太平洋側北極海におけるマイクロプランクトン群集に及ぼす早期海氷融解の影響 Influence of early sea ice melting on the autumn microplankton community of the Pacific Arctic Ocean

Kohei Sumiya, Dai Sumiyoshi, Kazutoshi Sato, Akihiko Murata, Shigeto Nishino, Kohei Matsuno
Polar Science  Available online: 8 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.polar.2025.101255

Highlights

  • Protist communities in the Pacific Arctic Ocean were divided into six groups.
  • Differences were observed in the microplankton communities between 2019 and 2020 in autumn.
  • Early ice melting for 10 days changed hydrography, but not microplankton, in the MIZ.
  • Ice melt a month early changed hydrography on the northern shelf, affecting protists.

Abstract

Sea ice in the Pacific Arctic Ocean has been rapidly decreasing over recent decades. However, knowledge of its effects on microplankton is limited. To elucidate the effect of sea ice reduction on the microplankton community of the Pacific Arctic Ocean, we examined the differences in the microplankton community and hydrography between 2019 and 2020. Based on the cluster analysis, the microplankton community was divided into six groups. In the southern Chukchi Sea, high cell densities were observed with high variability in group occurrence owing to the inflow of nutrient-rich Pacific water. In the northern Chukchi Sea, a 1-month inter-annual difference in sea ice melting timing induced changes in the microplankton community through hydrographical changes. Early sea ice melting stimulates the growth of phytoplankton species (Proboscia alata), which can utilize organic nitrogen compounds. In the marginal ice zone, a 10-day inter-annual difference in sea ice melting was observed, resulting in variations in hydrographic conditions; however, these changes did not affect the microplankton community. Our findings indicate that microplankton production and diversity respond differently to sea ice melting in varies by region in the Pacific Arctic Ocean.

1404水産水域環境
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