LAGUNA（汽水域研究）3，97∼101頁（1996年3月） L■40σlM3，p．97＿101（1996）宍道湖湖心における水深別クロロフィル量と光合成速度の季節変化（予報）國井秀伸1）附e胴㎜盈醐ryre煙O酎⑪㎜倣eS闘SO醐且C瞼㎎eSOf離⑪愈⑪Sy㎜脳鮒C r劉t㊧劉皿姐Ver蝕C囲且砥重Str孟b醐触⑪㎜Of the C胞盈⑪r⑪照血y脳CO㎜te醐乱 ⑪fL幽㊥鋤輔ヲS賊醐鵬腋e損eぬre多畑醇鋤 Hidenobu Kunii一） Abs辻蝸c宜二Seasona1changes m photosynthet1c rate and the vert1ca1d1str1but1on of ch1orophy11content were measured at the center of Lake Shmj1，Shmane Prefecture，Japan， from May1994to November1995at month1y mterva1s The ch1orophy11content was a1most sm11ar from surface to bottom water1ayers，and the max1mum mean±SD and mmmum va1ues of ch1a（mg／m2）were3414（130ctober1994），1327±807and416 （20Apr111995），respect1ve1y Net photosynthet1c rate showed a h1ghest va1ue m October 1994and showed a negat1ve va1ue m February1995 Seasona1changes m the vert1ca1 prof11e of some water var1ab1es such as transparency，pH，d1sso1ved oxygen content，water temperature，conduct1v1ty，sa1m1ty，C1一，re1at1ve11ght mtens1ty are a1so reported Keywo地s．ch1orophy11content，11ght and dark bott1e method，photosynthet1c rate，seasona1 change，vert1ca1prof11e 的に明らかにすることが重要となる．最近，ヨシなとの生物による水質の浄化が注目されている宍道湖ではヤマトシジミの漁により，湖水中の窒素のかなりの割合が湖外へ持ち出されているという（Naka− はじめに宍道湖中海における水質の定期調査は，現在，建設省出雲工事事務所，島根県衛生公害研究所，そして島根大学理学部（現総合理工学部）の環境分析化学研究室によって行われている．これらの調査により，窒素量やリン量，あるいはCODといった水質項目に関して，多地点の長期的な調査資料が蓄積され muraθταZ，1988）宍道湖中海を生態系としてとらえる場合，湖内における食物連鎖や物質循環の基礎をなす一次生産者，特に植物プランクトンの現存量と生産量の測定は不可欠となるしかしながら，現存量に関しては前述の定期調査などによりクロロフィル量が算出されているが，一次生産量については資料がほとんとている．日本各地の湖沼の多くでは，生活排水による汚濁や富栄養化が長年問題となっている（環境庁自然保護局，1995）水域における富栄養化問題の解決のためには，栄養塩濃度やその他の水質項目の変化をモ態調査の基礎資料とすべく，1994年5月から約1年半にわたって宍道湖湖心においてクロロフィル量のニターするとともに，そこでの基礎的な現象，たと水深別測定と，表層水の光合成・呼吸速度を求めたえば水域をひとつの生態系としてとらえ，エネルギーの流れや食物連鎮，物質収支などについて定量ので，その結果をここに予報として発表する．なお，植物プランクトンに関しては単に量的な分析だけでなく，出現種の同定も同時に行っているが，これについては他の機会に発表する予定であるないのが現状である．そこで，今後の湖における生 1）島根大学汽水域研究センター Research Center for Coasta1Lagoon Env1ronments，Sh1mane University，Matsue690，Japan 97 國井秀伸 98 ろ過し，その後UNESCO（1966）の方法により定量を行った試水の塩素量についても塩素イオン計（笠調査場所と方法原理化工業，CL−1F）により定量した．宍道湖は島根県東部に位置する広く（7916km2）浅光合成速度と呼吸速度は表層水についてのみ測定した．測定は2本の400Wメタルハライドランプい（最大水深6．4m）富栄養の汽水湖である（35．27’N， 132058ヲE）．1994年5月から1995年11月までの間，を光源とし，Oから380μE／m2／sの範囲の6段階の光月1回の割合で湖心を訪れ，現場で水質測定と採水を行った．現場では，透明度と水中照度をそれぞれ量下（調節は寒冷紗とアルミフォイルによった）で明暗ビン法により行った．試水は酸素濃度を窒素ガセッキ板と水中照度計（Li−Cor杜，LI−192SB）で，水スにより60％程度に調整した後，約100m1の酸素ビ温，pH，電気伝導度，溶存酸素量及ぴ塩分濃度を水ンに満たし，恒温装置（ヤマトCTR−24WS，質チェッカー（堀場U−10）により深度別に測定した． CTE−24WS，BD16）により水温を湖の水温と同じ程度に調節して約3時問光を照射した溶存酸素量の採水は離合社リコーB号透明採水器によりO，1，3 及び5mの水深からそれぞれ21を採水した．研究室に持ち帰った試水は11をクロロフィル定変化は酸素計（堀場OM−14）で測定し，結果は3本のビンの平均値で示した．なお，今回は380μE／㎡／sと量用にグラスフィルター（アドバンテック，GS25）で OμE／m2／sでの値をそれぞれ光合成速度と呼吸速度として示した． 80 一釦一肺 1三1、い 70 ＼60 雪結果と考察 1ふ・、蜜、）50 ㌦一閉￡40 暮 o30 耐図1はクロロフィルa量の各深度における時間的な濃度変化およぴ単位面積当たりの総量の変化を示す．表1にはクロロフィルbとcの変化についても示した．全体として，クロロフィル量は表層から底一：20 ξ 畠．．菌㌔ 10 0 、 ’4 層までほぽ一定の濃度を示し，水柱全層の総クロロフィル量の最大値，平均値±標準偏差および最小値裏…；茎星§奏§書婁奏ξ…妻妻曇ξ妻 350 はそれぞれ341．4（1994年10月13日言己録），132．7± （300 美 3250 80．7および41．6mg／m2（1995年4月20日言己録）であっ着200 た．1995年1月27日にもクロロフィル量のピークが見られたが，この時の植物プランクトンの優占種 ε150 （渦鞭毛藻類の丹orocθ鮒舳肋加肋蜥）は10月のそれ樹100 （珪藻類のqCZ0胞〃0肋舳3）と異なっていた（島根大 050 学教育学部大谷修司博士，私信）今回記録された 0 全層の平均値（132．7二mg／m2）は，日本の富栄養湖での￡ ◎ 姦ξ墓茎裏嚢妻§妻嚢嚢ξ；妻…曇蓄妻値に相当する（有賀，1973；坂本，1986）．図1．クロロフィルα量の各深度における濃度の季節変化図2は室内で測定された試水11当たり1時間当た（上図）および単位面積当たりの総量の季節変化（下図）りの表層水の光合成速度と呼吸速度を示す．純生産 FEg。且・Seasona1changes1n the ch1 α content at d1fferent と総生産の季節変化を見ると，冬季の2月から初夏の6月下旬にかけて低く，8月下旬から10月にかけ water depths（above）and seasona1changes in the tota1 amount ofchLαper unit area（be1ow）．表1．宍道湖湖心におけるクロロフィルa，b，c各量の1994年5月から1995年11月にかけての各深度での濃度の季節変化．丁曲皿e1．Seasona1changes m the vert1ca1d1str1but1on of ch1a，b and c at the center of Lake Shm］1durmg May 1994and November1995 9臨y 1J㎜ Ch1．a 肋 16．26 （》1）h 3㎜ 5困 15．19 18．64 1．工6 10，35 Ch1．b 肋（㎎／ユ）1m 8皿 5皿 Ch1．c 肱（V1）h 3㎜ 5n 18．16 2，12 1，48 2，70 2．58 10，87 7．11 11．99 10．65 9．80 30．80 2，29 0，43 0，83 3．32 8．O0 3，05 2．12 14．27 130ct 9Ju1 2471 工A㎎ 12．30 22，58 23．71 21．93 30．18 17．93 2ユ．38 59．31 67．31 15，91 19，72 70．17 1，03 0，79 1，74 2．64 5，81 5，38 7，40 8．19 7．68 2，16 2，07 1，79 1．22 6，98 8，30 5，54 3．44 9舶P 8．41 2，38 2，14 2，39 1．35 20．02 19．44 17，52 7．83 70．48 O．88 0，50 2，09 1．57 24Nov 7．84 21．69 46．47 18．09 0，42 0，56 0，76 0．42 4．37 27Jan 20脆c 52．07 19．30 41．08 41，02 8．94 O．32 0，32 0，02 0．14 11．87 21．95 24．06 1422 25．35 28．23 27．72 30．75 11．30 25．ユ4 6．85 46．14 60．80 66．71 1，51 0，26 2，52 1．77 35．58 28．91 45．21 42．14 28Feb 12．57 12．56 29厘ar 26，8 12．05 21．99 34．58 13．53 3485 1，84 2，93 1，80 2．11 4，94 6，29 3，62 4．89 2，38 2．i5 3，82 6．07 16．98 i2．78 11．70 22．46 20如r 8，57 8，02 8，85 7．56 1，02 0，60 1，29 0．66 5，01 3，86 6，48 3．86 1J1㎜ 16．02 17．96 22．25 21．77 O．61 2，00 1，69 2．65 5，41 9，28 8．68 11．81 30J㎜ 27Ju1 12．02 8，55 8．14 19．ユ4 13．46 23．75 19．61 工4．37 2．42 ni1 2，64 2．30 9，37 2．45 11．51 11．37 O．33 2，47 2，47 1．81 3，38 9，32 9，87 5．55 29＾ 2319 28：58 18．13 19．85 4，36 4，76 3，49 2．68 13．23 15，35 8，04 8．12 4741 51：44 5Nov 3389 3亙73 47．38 39．42 27．17 23．90 27舶P 皿1 ni1 O．04 ni1 084 2103 0，69 3．69 1143 11：50 1120 1互19 11．58 10．17 14．51 7．73 宍道湖湖心における水深別クロロフィル量と光合成速度の季節変化（予報） O．50 99 20 0．如、O．30 き 3α20 0，10 0．00 ｛15 o10 ミ δ 雪5 0 ■．10 0，14 0，12 0．10 ＼一0．08 ， 3α06 』α04 0，02 −5 10 8 為一6 δ く。喜二2 0，00 0，60 0．50 20．ω 、きα30 3 ざα20 0，10 0．00 0 25 220 、姜1・ミ喜10 旦 5 嚢婁誓貫 § 賞竃 § 8 葛 8 貢竃富 8 塞§毒妻毒嚢婁婁嚢婁婁嚢婁婁豪図2宍道湖表層水の単位時間単位水量当たりの光合成呼吸速度の季節変化． Fig．2．Seasona1changes in the photosynthetic and respirat01＝y rates of1ake surface water of Lake Shinji expressed in terms of mg02Product1on（consumpt1on）／1／h 0 嚢嚢姜姜§毒嚢馨嚢§§嚢嚢嚢姜図3宍道湖表層水の単位時間単位クロロフィルo量当たりの光合成・呼吸速度の季節変化． F童g・3．Seasona1changes in the photosynthetic and respiratory rates of1ake surface water of Lake Shmjl expressed m terms ofmg O1Product1on（consumpt1on）／mg ch1alh て高い傾向が見られる呼吸速度に関しては時問的な傾向は見られない．1月27日に呼吸速度が特異的に高くなっているのは，この時期に優占していた渦鞭毛藻の特性を反映していると考えられた．1月にはクロロフィルC量も他の測定日に比べ大きな値を謝辞 11月24日及び1995年9月27日には純生産・呼吸・総本調査を始めるきっかけを与えてくれた地質調査所の山室真澄氏，および船の便宜を図って下さった島根県水産試験場三刀屋内水面分場の中村幹雄氏と島根県衛生公害研究所の神谷宏氏に感謝の意を表する．また，野外調査に同行して下さった島根大学理学部の神谷要，辻和弘，沖辺一博，井上秀晴および千葉大学理学部の山本いずみの各氏に感謝の意を表生産速度のとれもが単位試水当たりの結果と大きくする．とった（表1）．図3は単位クロロフィルa当たりの光合成・呼吸速度を示す．全体の傾向としては，単位試水当たりで得た結果とほぼ同じであったが，1994年10月13日，異なっていた．このうち10月13日と9月27日については測定日のクロロフィルa量が多かったためであり，11月24日についてはこの逆にクロロフィルa 引用文献量が少なかったためと考えられる．有賀祐勝（1973）水界植物群落の物質生産II一植物今後，種組成や優占種の季節変化，あるいは水質項目も加味して生産力の季節変化について論議したプランクトンー91p共立出版，東示し、．自然環境研究センター．188脾なお，今回測定したいくつかの水質項目については付表1に示したので参考としてほしい．坂本充（1986）湖沼における植物プランクトンの生態と動態．秋山優・有賀祐勝・坂本充・横浜康継環境庁自然保護局編（1995）日本の湖沼環境H （財）編著r藻類の生態」P123−176内田老鶴圃，東 100 國井秀伸京． UNESCO（1966）Determmat1on of photosynthet1c p1g− Nakamura，M，Yamamuro，M，Ish1kawa，MandN1sh1− ments in seawater． Report of SCOR−UNESCO mura，H．（1988）RoIe of the biva1va Co沁乏c〃α Workmggroup17（Par1s）Monographson Oceano− ノαρo加cαin the nitrogen cyc1e in a mesoha1ine graphicMethodo1ogy1．69p． 1agoon MarmeB1o1ogy，99369−374 fti 1. i : l ],L･IC I j 7 ' : ) 1994 5 l + 1995 1 11 l IC i j CD ; ) !Q zt f t . Appendix 1. Seasonal changes in some water variables measured at the center of Lake Shinji from May 1994 to November 1995. 7. 8 8.l 8.3 7. 9 8. O 7. 8 8. O 8. 2 7. 6 4Jn 7. 7 7. 9 8. 3 5m 7. 6 6. 8 8. 3 7. 5 8. 3 7. 8 7. 8 7. 3 7. 5 8. 3 7. 8 7. 9 8. o 8. 1 8.4 7. 4 7. 5 8. 4 7. 9 7. 9 7. 9 8.0 8.l 8. 4 7. 5 7. 5 8.3 7. 9 7. 8 7. 3 7. 8 8. o 8. 1 8. 4 7. 6 7. 5 8. 2 7. 9 7. 8 7.1 8.1 7. 6 7. 4 8.3 7. 7 7. 5 8. 2 7. 9 7. 8 8. 1 7. 5 7. 1 10. 6 13. 5 12. 8 12. O lO. 3 9. 5 13. 3 12. 7 11. 9 11. 4 11. 4 10. l 9. 6 13. 4 12. 7 11. 8 ll. 5 10. O 9. 6 11. 7 10. 2 9. 6 ll. 4 lO. l 9. 5 8. 3 12. 6 9. O 9. 4 8.5 6. 7 T. 5 7. 2 10. 3 12. 8 12. 6 9. l o. 6 8. 2 o. 9 O. O 7. 2 5. 2 12. O 10. 5 2. o l. 8 O. O O. O 7. 3 21. 1 27. 8 31. 2 28. 7 21. 6 31. l 28. 6 30. 5 30. 2 28. 2 28. o 29. 9 28. o 29. 8 29. l 28. o 28. 4 28. 8 15. 10 15. lO 15. lO 15. 20 15. 20 15. 50 24. 70 82. 60 O. 88 27. 9 18. 90 18. 90 18. 90 18. 90 19. OO 19. OO Oln 17. 6 O. 5m 17. 5 21. l Im 17. 5 2m 3m 4n 17. 5 21. O 20. 8 17. 5 20. 7 17. 4 17. 4 20. 6 5ln O. 5m Im 2m 3ln n 5m l m 2m 3m 4m 5. 5El 30 30 30 30 30 31 31 20. 4 7. 83 7. 83 7. 82 7. 83 7. 85 7. 91 19. 80 24. OO O. 42 12. 12. 12. 12. lO 20 20 30 12. 40 22. 70 O. 69 O. 42 31. 10 32. 70 l. 13 O. 88 l. 13 8. 6 T. 1 13. 5 19. 7 2 5. 46 4.6 6. 3 lO. 8 13. 5 19. 6 24. 21. 6 12. O 6. 5 4. 6 6. 3 lO. 6 13. 4 19. 4 21. 6 12. 1 6. 5 lO. 3 13. 4 19. 3 21. 6 21. 6 21. 8 12. 5 12. 7 6. 3 6 5. 9 23. 23. 4. 5 5. 9 lO. l 13. 2 19. 2 2 3. 6. 3 4. 6 5. 9 10. l 13. 2 19. 4 23. 13. 6 6. 7 5. 2 5.9 lO. l 13. 1 19. 3 22. 22. 21. 7 14. 50 i4. 50 14. 14. 14. 14. 16. 15. o. 50 60 60 70 lO 80 84 6. 6 6. 7 15. 15. 15. 16. 16. 17. 21. OO 60 80 10 70 OO OO 17. 17. 17. 17. 18. 18. 18. 18. 80 70 80 90 OO lO 30 40 lO. l 13. 3 19. 2 90 90 OO 10 lO 20 30 70 6. 94 6. 95 6. 65 7. 35 6. 65 7. 34 6. 96 6. 66 7. 34 6. 98 6. 67 7_ OO 6. 65 7. 06 6. 65 7. 38 7. 41 7. 56 5. 9 14 50 14. 50 14 60 14. 80 15. 20 15. 80 20. 70 lO. lO. ll. 11. 11. ll. ll. ll. 7. 11 7. Il O. 88 l. Ol O. 80 O. 59 o. 36 o. 84 O. 89 l. Ol O. 80 O. 59 o. 36 6. 11. o. o. o. o. o. o. 65 20 35 35 35 35 35 35 7. 67 O. 42 O. 42 O. 69 O. 88 l. 13 O. 84 O. 91 1. O1 O. 80 O. 59 o. 36 O. 42 O. 69 O. 88 1. 13 o. 85 O. 93 1. Ol O. 81 O. 60 o. 36 O. 42 O. 70 O. 89 l. 13 o. 85 O. 97 l. 02 O. 84 O. 60 O. 36 O. 43 O. 70 O. 90 l. 13 o. 85 O. 99 l. 02 O. 8T O. 60 o. 37 l. 25 O. 71 l. 55 l. 90 o. 96 l. 38 l. 04 l. 56 O. 61 o. 37 o. 35 2. 07 O. 63 o. 37 4770 5190 493 O o. 74 l 702 l. 37 2. 06 Inl 2185 2090 6T60 3265 3335 5870 3780 3770 3770 7230 3440 3660 3760 3810 lOO. O lOO. O 91, 2 88. 2 lOO. O 77. 7 lOO. O 80. O 3 Ocm 100. O 89. 5 68. 2 78. 1 68. 8 6 3 50cm 58. O 63. 2 5 l 50. 7 49. 8 26. 9 l O Ocm 29. 8 37. 9 30. 3 25. 2 9. 5 150cm 14 2 18. 5 15. 6 12. 5 3. 9 2 O Ocm 6. 4 ll. 3 8. 4 6. 7 l. 3 250cm lO. T ll. l 21. 5 31 50 l Ocm 8.9 6. 4 1. 46 & L. I. (%) Ocm 9. 4 10. 2 6. 6 21 40 3m 5m lO. 2 ll. 8 11. 9 C1 - (ng/1) Om 5El ll. l ll. l o. 85 1. 05 542 O 647 O 100. 95. 81. 65. 36. 19. O 5 4 3 4 4 10. l 5010 5130 5260 100. 82. 64. 39. 17. O 5312 5592 5815 4940 5714 6028 6289 4700 O lOO. O 86. l 4 75. 6 6 61. 4 6 38. 6 8.1 24 2 14 7 4. 6 lOO. 83. 64. 48. 22. O l l 1 8 lO. 9 5.9 3. l 9. 40 O. 39 O. 39 O. 89 O. 39 ll. 80 12. OO 22. OO 25. 60 65 65 66 66 67 68 35 58 2428 2 8. 27. 2 8. 21 . 28. 28. 21. 21. 21. 2 5. 25. 2 5. 71 69 72 05 63 21 63 69 13 13 13 l 5 28. 7. 16 7. 11 7. 12 7. 15 7. 19 7. 22 8. 50 37. 10 38 38 38 38 39 39 45 3T 1714 1720 lOO. O 100. O 91; 6 90. 9 100. O 85. 6 78. 5 75. 6 61. 3 65. 5 58. 4 38. l 38. 9 13. l 21. 9 32. 5 16. 1 18. O 16. O lO. 8 l. 7 lO. 8 lO. l 42 O. 7 l 732 l 690 1726 l 758 100. 89. 69. 65. 43. 27. 242 o 21 . 28. O 8 3 9 O 3 O. 52 21. l 738 1836 , C e s , 21 . 2 7. 2268 3700 O. 41 1810 O T 6 4 2 l l 7 60 50 60 70 27. 27. 29. 29. 18 27 29 30 723 720 942 1768 O. 40 1973 1686 lOO. 85. 77. 70. 49. 33. 23. 16. ll. ll. ll. 11. 28. 1 1 . l 4. l 4. l 4. 21 . + 12 13 14 15 nr l; l 4 15 48 20 38 38 38 38 38 39 40 45 2122 2154 2154 2246 =r i O. 51 =)mj ; 5m 77 T7 78 78 80 67 03 l 9 8 7 9 O. O. O. O. O. O. 1. 1. O. Salinity(%) Om o. o. o. o. o. o. o. 5. 5m 5. 5. 5. 5. 5. 5. 6. 5. 5m Con(L (mS/cm) Om 20. 5 27. 8 27. 6 27. 4 27. 4 27. 4 26. 6 12. OO 11. 9 121. 11. ll. 11. 10. ) 13. l f 12. 6 10. 3 r 13. 2 7. 2 ' c* u 7. 2 7. 7 11. l I . [ru 7. 9 7. 4 f J 8. o 8. 2 f} Cl Cl 8. 8 9. 6 8. 5 3 3 2 9. 8 9. 2 7. 7. 7. 7. 7. 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O 5 4 4 4 6 7. 9 29 Aug 75 Ju l 8. 8. 8. 8. 7. 6. 6. 6. 9. 8. 1 5. 80 3 4 4 8. 2 27 l. 8. 4 6 l. 35 8. 2 8 8 l. 45 7. g 7. 7. 7. 7. 7. 7. 6. 6. 8. 8. 8. 8. 8. 8. 3. o. l. 80 Om 30 Jun 65 15 9 9 9 205. 1 20 905. 2. 30 l. 60 5. 65 5.6.6510l.5. 85l.45 7060 5. 50 5 40 4. 50 5. 2. 5. o. Hay 8luray 9Jul IAug 9Sep 130ct 24Nov 20Dec 27 Jan 28Feb 29Har 20Apr IJun 5. 8 5. 60 5. 70 5 7 Date Depth (m) Tr. (m) pH O. 51 O. 51 CT hl i L6 o