日本語要旨

人間活動によって排出された二酸化炭素（CO₂）は、陸上の温暖化だけでなく、海の温暖化・酸性化など、海洋環境に対しても様々な変化を引き起こしている。本研究では、水産資源が豊富なカムチャツカ半島沖の定点K2（北緯47度、東経160度）（図）に焦点をあて、25年（1999〜2023年）に及ぶ海洋観測データから、北太平洋西部亜寒帯域の実態を明らかにした。衛星および船舶観測データから、定点K2での海面水温は、年0.056℃の割合で上昇し、海洋の表層混合層（0～150 m未満）の塩分は年0.004の割合で低下していた。また、人間活動によって排出されたCO₂の吸収により、pHおよび炭酸カルシウム飽和度（カルサイト・アラゴナイト）は統計的に有意に低下し（pH:年0.0014,カルサイト：年0.007、アラゴナイト：年0.004 ）、本海域で海洋酸性化が進行していた。本海域の亜寒帯・極域は物理過程と生物過程が複雑に絡み合うことが知られており、ハワイなどの亜熱帯域に比べて変動幅が大きく、酸性化の進行も速いと予想されたが、本海域の海洋酸性化は、世界平均とほぼ同程度であった。
一方、生物生産で消費される栄養塩（ケイ酸塩、リン酸塩、硝酸塩）の年平均濃度には明確な長期変化はみられなかった。しかし、季節別に解析すると、5月に増加、7月に減少するという10年規模の変化が確認された。冬季から夏季にかけての栄養塩の季節変動から推定した純群集生産量（NCP）も、冬季から5月にかけては減少し、冬季から7月にかけては増加するという対照的な傾向を示した。その結果、本海域では、生物生産が「春（5月）に増加、夏（7月）に減少」するという季節依存性を示すことが新たに見出された。
さらに本研究では、5月の光合成有効放射（PAR）のみが25年間で年0.20の割合で低下していることを明らかになった。この現象は、光環境の低下が春季の生物生産減少に影響していることを示唆する。一方、7月のNCP増加による各栄養塩の元素の化学量論比（P:N:Si＝1:15:55）は、過去の報告（1:16:40）に比べて、Si（ケイ素）だけが高く、珪藻によるケイ酸塩消費の増加が示された。8月の黄砂飛来量が年々増加していることが数値モデルからも示されたことから、黄砂から供給される鉄利用能が、夏季のケイ藻生産増加の現象に関与している可能性が考えられる。
本海域の生物生産は、黄砂や海洋深層から供給される鉄の利用能に加え、海霧の発生に伴う光環境の変化にも影響されると報告されていることから、光環境、大気起源物質、ならびに中・深層からの物質供給の変化が、長期的に北太平洋亜寒帯域の生物生産の季節的なパターンに直接影響を及ぼしている可能性が明らかとなった。