NakamuLab

Hello! I’m Masa Muto, a second-year master’s student. I would like to share the report of the field surveys conducted in Shizugawa Bay in July and November 2023. This was again a joint survey with the Sakamaki Lab at Tohoku University and the Kurihara Lab at the University of the Ryukyus. Nakamura sensei, Jorge (D3), Okumura (M2), and Muto (M2) participated from the Nakamura Lab.

こんにちは！修士2年の武藤正剛です．

前回の近況報告からほぼ1年が経ってしまいましたが，2023年度は多くの地点でフィールド調査を行うことができました．調査に行くことでサンプルやデータが増え，実験室で分析に徹したり（大抵うまくいかず苦労したり），データ解析やモデル開発も進んだりと，コロナ前の活気が完全に戻ってきました．やはりラボでメンバーと顔を合わせて一緒に頑張る時間はとても大事だなとあらためて気付かされました．

さて，今回は2023年7月と11月に実施した志津川湾フィールド調査について報告したいと思います．今回も東北大・坂巻研、琉球大・栗原研との合同調査で、中村研からは中村先生、Jorge (D3)、奥村 (M2)、武藤(M2)が参加しました。

Shizugawa Bay, located in Minamisanriku-cho, Miyagi Prefecture is a semi-enclosed bay where aquaculture is one of the major industries. On the other hand, there are external impacts such as inflow of freshwater, nutrients, organic matter, and sediment from land, resulting in a complex flow and water quality environment in the bay. In particular, when nutrient inflows increase, phytoplankton and other organisms become active, and the production of organic matter such as detritus (organic matter derived from organisms such as plant fragments and carcasses) increases. Such organic matter eventually settles to the seafloor and is decomposed by microorganisms and benthic organisms in the bottom sediments. The decomposition process consumes oxygen in the bottom layer, and too much organic matter can have a serious impact on organisms because it depletes oxygen, resulting in a hypoxic state. In this sense, it is very important to understand the decomposition process of organic matter and material dynamics in marine sediments.

宮城県南三陸町に位置する志津川湾は，牡蠣をはじめとする水産物の養殖が盛んな湾です．一方で志津川湾は半閉鎖性の地形であり，陸域からの淡水の流入，栄養塩や有機物，土砂などの流入など様々な外的影響を受けるため，湾内は複雑な流動環境・水質環境となっています．とくに栄養塩の流入が多くなると植物プランクトンをはじめ生物生産が盛んになり，デトリタス（植物片や死骸など生物に由来する有機物）などの有機物の生産量が増えます．そうした有機物はやがて海底に沈降し，海底堆積物の微生物やベントスの働きによって分解されます．その分解過程で底層の酸素が消費されるのですが，有機物量が多すぎると酸素が枯渇してしまい，貧酸素状態になってしまうため生物に深刻な影響を及ぼすことが考えられます．そうした意味で，海底堆積物（底質）における有機物分解過程や物質動態を把握することは非常に重要です．

Organic matter cycle in marine sediment

In addition, oysters have calcium carbonate shells and those are vulnerable to the ocean acidification as well as coral. Nakamura Lab is conducting research to visualize the environmental dynamics in closed bays through scenario analysis based on numerical simulations that integrate various impacts, and aims to utilize for sustainable ways of fishery resources.

また，牡蠣は炭酸カルシウムの殻を生成することから，サンゴと同様に海洋酸性化の影響を大きく受ける恐れのある生物でもあります．中村研では，そうした閉鎖性湾内における陸域負荷や貧酸素化，海洋酸性化といった様々なインパクトを統合した数値シミュレーションによってシナリオ解析を行ない，湾内の環境動態を可視化することで，持続的な水産資源の利用のあり方を提言することを目標に研究を進めています．

夏の調査【summer : 27th Jul – 1st Aug】

• Water and Sediment samples / 湾内の水質調査および底質調査（東北大）

We conducted a board survey and collected samples to measure dissolved oxygen, oxidation-reduction potential (ORP), organic matter content, and bentos content of bottom sediment. Additionally we obtained water quality data from water samples and AAQ. The wave was luckily calm and the work at 50 sites went smoothly. 船舶調査を実施し，バンドーン採水やAAQでの水質調査のほか，底質(セディメント)の溶存酸素，酸化還元電位，有機物含有量，ベントス量などを測定するためのサンプルを採取しました．50地点というハードなスケジュールでしたが，湾内の波は穏やかで順調に作業が進められました．

• Sensor Maintenance / センサーメインテナンス

Water temperature and dissolved oxygen (DO) sensors which were installed on the ropes of the oyster farm were cleaned. 牡蠣養殖場のロープに長期で設置している水温や溶存酸素（DO)などのセンサーのメインテナンスを行いました．

• River Survey / 河川水質調査（琉球大，東工大）

We drove around the river basin that flows into Shizugawa Bay and conducted water quality surveys using water sampling and AAQ. 志津川湾に流入する河川の流域を車で回り，採水やAAQによる水質調査を実施しました．

Fireworks across the Bay!

冬の調査【winter : 27th – 30th Nov】

• Sediment Survey with Diving / 湾内の水質調査および底質調査（主に武藤の修論用）

It was 3ºC in the air and 14ºC in the water. We dive under the oyster farm in wetsuits and it was super cold! (now it became a good memory). We sampled bottom water and collected sediment cores using 30cm PVC pipes. After bringing the core back to the lab, the pore water in each layer was extracted to measure nutrient concentrations and dissolved carbon (DOC) concentrations. Additionally, we attempt to measure the redox potential (ORP) of the sediment cores in the depth direction with a hand-made platinum electrode. These measurement data were used to validate the sediment model under development.

海底に沈降する有機物量や底質によって消費される酸素に関するデータを取るため潜水作業を実施しました．気温3ºC，水温14ºCの海にウェットスーツで潜り，本当に寒かったです！！（いい思い出です）．他にも底層水を採水したり，塩ビ管を使って堆積物コアを採取したりしました．持ち帰った堆積物コアは1cmずつスライスして間隙率や有機物量を調べたり，間隙水を抽出して栄養塩濃度や溶存炭素（DOC）濃度を測定，さらに堆積物コアの深さ方向における酸化還元電位（ORP）の測定を行いました．これらは開発中の底質モデルの検証に使用されます．

• River Survey / 河川水質調査（琉球大，東工大）

And the secret pleasure of the Shizugawa Bay survey is, of course, the wonderful seafood!The meals at the accommodation were always full of seafood, and were ridiculously delicious! そして志津川湾調査の密かな楽しみはなんといっても，素晴らしい海の幸が堪能できることです！宿のご飯はいつもいつも海鮮盛りだくさんで，本当に美味しかったです．

Nakamura Lab has a wide range of themes about coastal environment and ecosystems. Stay tuned for the upcoming progress! 中村研はサンゴ礁のみならず，沿岸環境や生態系を中心に幅広くテーマを持っています．今後の成果にもぜひご期待ください！

前列右から中村先生，武藤，ホルへ，奥村

2023年11月23日ー26日に東北大学青葉山キャンパスで第26回日本サンゴ礁学会（JCRS）が開催され，中村先生，上杉（D2），武藤（M2)が参加しました．中村先生は石西礁湖の陸域負荷影響評価のための陸域・海域統合モデルに関する口頭発表を行い，上杉さんはサンゴポリプにおける光阻害を考慮したポリプモデルの高度化，武藤は石垣島サンゴ礁内の海底堆積物に関する現地調査結果についてそれぞれポスター発表を行いました．

サンゴ礁研究をされているさまざまな研究者や学生と交流し，たくさんの刺激を受けました．そして仙台の牛タンと地酒もたっぷり堪能しました！

中村先生　口頭発表

After several years of pandemic and remote work, university activities have been gradually returning to normal, including fieldwork!

Ishigaki survey’s team 2022

From September 6th to 26th 2022, we, a group of nine students from Nakamura Lab went to Ishigaki Island for the first time, while Nakamura-sensei returned to the island after almost three years of travel restrictions, and Ahmed-san after six years! During this time, we were able to finally visit our study sites, recognize the main characteristics of the island, explore the mangroves of the Fukido River, swim over the Shiraho Reef, learn new sampling techniques, and work on our individual research projects.

Of course, it was not easy. We survived 20 days of hard daily work, including some days sheltering from typhoon Muifa, which passed just above us on September 12th.

Strong winds at Shiraho beach

As the rainy season and typhoons favor the discharge of nutrients and sediment through rivers into the sea, it was a good opportunity to take water samples at different points of the Todoroki and Miyara rivers and keep track of the changes during and after the typhoon.

Comparison of Todoroki and Miyara rivers, before and after the typhoon

And since huge fringing reefs surround Ishigaki Island, we did not miss the opportunity to explore the coral communities by snorkeling and freediving. The reef extension and the diversity of fish and marine invertebrates are amazing! Unfortunately, we also recognized considerable damage due to coral bleaching .

The main research topics in the field survey were:

The terrestrial survey , to update the existing hydrological datasets, including impacts of typhoons on river discharge and sediment. We also retrieved precipitation gauges and sensors previously deployed in wells and hydraulic control structures (ie weirs).

The coastal area survey , where seepage meters were installed alongside multiple nutrient sampling sites to study the interaction between groundwater and nearshore areas. By using seepage meters, we can collect groundwater (freshwater) thanks to the density difference between seawater and freshwater. Thus, it needs to be installed in the sea.

We also deployed drones to map the coastal area and its thermal distribution to use it as a proxy to understand how freshwater intrusion varies on a spatio-temporal scale. In the pictures below, groundwater discharge can be observed on the surface of the coastal area. In the pictures below, groundwater discharge can be observed on the surface of the coastal area.

The remote sensing survey , to collect and update and validate the remotely sensed data set of the laboratory. The Remote Sensing Team (RST) faced a lot of challenges in this field survey. Since the data had to be obtained at the same time, the team designed new equipment that would be able to carry all sensors (turbidity, Chlorophyll- a , dissolved oxygen (DO), and salinity sensors), as well as a sonar and a spectrometer. The RST transported then the floating device swimming over the transects. Although there were many obstacles, such as changing tides and high waves, everything went according to plan.

The (not so) remote sensing setup

Transect at Shiraho Reef (Nakamura Line)

Phytoplankton incubation experiments were conducted to evaluate the effects of nutrients derived from terrestrial human activities, such as agriculture and cattle husbandry, on coral reef ecosystems. For this, we collected water samples from the Shiraho Reef area and prepared microcosm experiments to test the impact of Nitrate and Phosphate in the phytoplankton community. The experiment was conducted for six days, where daily samples of phytoplankton, nutrients, and Chl- a were taken.

Phytoplankton sampling

The drone survey was done using the lab’s Phantom Pro and Mavic Enterprise drones. This operation, while dangerous to carry out in coastal areas, was necessary to map out areas that are difficult to reach. Since the research of one of the members involve using machine learning, extensive drone missions were carried out in multiple areas. In addition to their use for research, these drone missions were also used for reconnaissance and area monitoring. For example, a separate drone mission was carried out to monitor mangrove leaf color conditions.

In the Fukido mangrove survey, we aimed to  evaluate the factors responsible for mangrove forest health, such as water level, salinity, and nutrient concentrations. We used drones to record the percentage of yellow leaves in the forest to use it as a proxy for environmental conditions.

A quick mangrove-ecology diagram

In summary, although the field survey had its difficult challenges, it was a great experience for all of us. We returned to Tokyo with a lot of data and a lot of work ahead, but above all, with great memories!

Until next time,

-The Ishigaki team 2022

初めまして！

M1の上野貴裕です。

M2の小又さんと8/2~8/16にかけて、「Garage」主催の「喜界島建築フィールドワーク」に同行する形で調査を行いました。北海道大学の渡邊先生主導の「SCENE」プロジェクトでのご縁で、活動自体は異なりますが同行させていただきました。

主な調査内容としては塩道湾における淡水流入量、海底地形等の測定を行い、また集落にお邪魔して、井戸の水位調査やサンプリングをさせていただきました。

河川流量と地下水流量の測定を行うことで、淡水流入量を測定しました。　　　　　　　特に地下水流量の測定には自作のシーページメーターを用いました。　　　　　　　　　砂浜に設置し海水と淡水の密度の差によって淡水だけが測定できるらしい、、

海底測定はセンサーを持ちながら海を泳いで行いました。　　　　　　　　　　　　　　私自身シュノーケリングは小学生以来2回目ということもあり、体調万全で臨みましたが2度が限界でした 😥 　                                                                                                                    サンゴ礁はもちろんのことカラフルな魚をたくさん見ることができました！

別日ですが砂浜にエビが打ちあがっており持ち帰ろうとしましたが、残念ながらもぬけの殻でした。。。

また、井戸の調査は３つの集落にお邪魔して、井戸の調査をさせていただきました。

喜界島は非常に水はけがよく、大きな河川が存在しないかわりに地下水が豊富に存在しています。水道が整備されるまでは井戸を利用していたため、井戸がまだあるご家庭が数多く存在しています。そこで地下水位の測定のために現地の方の案内で、井戸の水位やサンプリングをさせていただきました。

虫刺され対策のため真夏に長袖長ズボンで調査を行ったので、非常に暑かったです。。。　しかし、お邪魔している立場にもかかわらず、数多くのお宅で飲み物や食べ物を振る舞っていただきました。非常にありがたかったです！（サーターアンダギーがめちゃくちゃおいしかった）

これら以外にもさまざまな調査を行っていたためか、長いようであっという間の2週間でした。私は初めての調査ですべてが新鮮でとても充実した日々を送ることができました。

現地の方々、喜界島サンゴ礁研究所の皆様、「Garage」の皆様、北海道大学の学生の方々ありがとうございました！！！

D1の上杉です。

少し遅くなってしまいましたが、２０２２年７月７日〜１０日にかけて、沖縄の備瀬崎、及び瀬底島にてフィールド調査、および琉球大の研究施設見学を行いました。

今回の調査はERCAの環境研究総合推進費（https://www.erca.go.jp/suishinhi/）のもと、東京大学、東京農工大学、琉球大学、東工大の４大学による共同プロジェクトの一環として行われました。（プロジェクト内容については、後日機会があれば詳しく紹介します。）

調査中は、プロジェクトサイトの選定、測器の設置、琉球大学栗原研究室の見学等を行い、メンバー同士の顔合わせも行いました。

皆様とてもフレンドリーで、知識が浅い自分に対してもとても親切に色々なことを教えてくれる方々でした！

調査終了後、メンバー全員での集合写真

備瀬の海岸から、奥に見えるのは伊江島

水中に設置した測器の様子

備瀬のサンゴ礁（８，９月を経てどうなっているか少し不安です。）

お久しぶりです！
2022年4月からM2になりました，高橋海夢です。

中村研は，新たにB4の学生を3名，M1が4名（うち 2名は内部進学），D1に1名，研究生1名を迎え，新体制でスタートしました！
コロナウイルスの関係で日本に来れていなかった留学生も全員来日したため，ようやく実際にみんなと顔を合わせてコミュニケーションが取れることを大変嬉しく思います。

さて，3/14~18日にかけて前回と同様に宮城県の志津川湾へ現地調査に行ってきました。
（更新が遅くなってしまい申し訳ありません…）
前回設置した測器のメンテナンス・再設置，栄養塩やDIC測定のための海水のサンプリングを行いました。

現地調査の後はみんな大好きなお世話になっている民宿 津の宮荘さんの晩ご飯！
今回も写真のような豪華なラインナップでお腹いっぱいになりました。

琉球大学 栗原先生，ライラさん，東北大学 坂巻先生，現地の漁師や民宿 津の宮荘の方々，中村先生，今回もありがとうございました！

こんにちは！

前記事の小又と同じく今年の4月より中村研に所属しているM1の高橋海夢です。

中村先生と11/23~11/25にかけて，宮城県石巻市にある志津川湾へ水質調査，流速計や水位計など各種センサーの設置に行ってきました。報告が大変遅くなってしまい申し訳ありません…?

以下の画像からも分かるように，志津川湾は、南三陸の中心部に位置しており，湾内には荒島や椿島などの大小の島々が散在しています。湾内では古くからノリ・カキ・ワカメ・ホヤ等の養殖が盛んに行われているようです。

左図 引用元：https://www.env.go.jp/water/heisa/heisa_net/waters/sizugawawan.html

調査初日を予定していた24日が生憎の悪天候であったため船を出すことができず，各種センサーの準備と船を出さずに行える水位計の設置のみを行い，民宿 津の宮荘さんへと向かいました。

そこで驚いたのが晩ごはんです。以下の写真の通り豪華な海鮮がたーっくさん並んでいました！とても美味しかったのですが，本当に量が多くてフードファイト状態になっていました（笑）津の宮荘さんのご飯はどれも絶品で，ご飯を食べに来るだけでも価値あり！要チェックです！

そして25日，天候にも恵まれ無事に船を出し志津川湾へ調査に行くことができました！栄養塩やDIC等の分析を行うための海水の採水，センサーを利用した現場での水質調査に触れることができてよかったです。調査を終え，現地調査に協力していただいている地元の牡蠣漁師さんのご厚意で牡蠣の養殖の様子を見せていただきました。そして，なんと養殖している牡蠣をいただいちゃいました！とても美味でした〜食べてばっかりですみません（笑）

初めての現地調査かつ船上活動だったため，出発前はとても心配でしたが，船酔いすることもなく無事に帰ってくることができたのでよかったです！琉球大学 栗原先生，東北大学 坂巻先生，現地の漁師や民宿 津の宮荘の方々，そして中村先生 本当にありがとうございました！

こんにちは。中村Lab新入生のM1の小又寛也です。
私と中村先生は、11/5〜11/11にかけて、奄美群島の喜界島へ調査出張に行ってきました。

本記事は、この出張の報告レポートになります。が、前回投稿はなんと二年前 😥 。
この間にCOVID-19の流行もありました。また、研究室メンバーも大きく変わりました。

今年の新メンバーも先日更新しましたので、よろしければご覧ください！！

さて、皆様「喜界島」をご存知でしょうか？
私も、恥ずかしながら、入学するまで知りませんでした。

「喜界島」はサンゴ礁を起源とする石灰岩でできている島で、なんと今でも年間2mmの速度で隆起しています。その隆起速度は世界でも3本の指に入るそう。

そして、喜界島の地形的特徴はこの「階段上地形」。
写真を撮った場所は8万年前のサンゴ礁の上です。そして、遠方に見えるもっこりしているのが6万年前のサンゴ礁段丘面、その下が7500年前（完新世）の平坦面です。標高が上がるほど、立っている場所が古くなり、タイムスリップしているような感覚を覚えました。

通常、地層は下の方が古くなりますが、マクロ的な視点から見た段丘面は、むしろその逆で、上に行けば行くほど古くなります。私自身、幼少期は考古学に関心があったのですが、大学院に入り、喜界島の文化や自然、そして歴史に触れたことで、再度燃焼状態に入りました。

とにかく、「地球の神秘」に感動の一言。

前置きはさておき、6日間も何をやってきたのですか？という話ですが、「演劇」をやってきました。

この「演劇」は、北海道大学の渡邊先生主導の「SCENE」というプロジェクトの根幹です。「物語を演じる役者や脚本家と、研究者による検証の反復を行うことにより、データのない過去の情報の欠損や不足を補い、時間解像度と空間精度の高い具体的なイメージを抽出すること」を目的としています。

これに関連して、プロジェクト発足1年目である本年は、喜界島で研究者、そして学生の間で演劇をやってみようという話になり、行ってきたというわけです。

演劇の詳細については、長くなるので割愛しますが。

そして、出張後半はお待ちかねのフィールド調査です。私は、シュノーケリングが初めてということでドキドキしていましたが、一度海水を飲み込めば、シュノーケルの使い方は習得できました（味噌汁の10倍しょっぱかったです 😯 ）。

中村先生は数年ぶりの海ということで、時間も忘れ、いつの間にかはるか遠方まで行ってしまいました。。。

調査に関しては、北海道大学の学生と協力して、地形の標高を測りました。海の中はサンゴ礁が広がっていましたが、生のサンゴ礁は、画面や紙媒体を通したものとやはり違います。これがサンゴかと。

また、私たちが行った時期には、福徳岡ノ場の海底火山の噴火によって流れ着いた軽石で埋め尽くされている場所もあり、喜界島の海がグレーに染まっていました。

ただ、軽石が漂着した時期に行けたことに何か運命を感じました。

ということで、なんだかんだであっという間だった喜界島出張。本州にはない、いろんな刺激に触れられたことで、また少し、人間的にも、研究室の一学生としても成長できた気がします。

同行していただいた中村先生、現地の方々、迎え入れてくださった喜界島サンゴ礁科学研究所の学生、先生方ありがとうございました！！

波打ち際で記念撮影

こんにちは！
前回石垣調査の記事を書きました、M2の大塚です。

12月23日（月）、Ph.DのHickmatさんのウェルカム兼忘年会を開きました！

今回は研究室のメンバーに加え、2年前まで灘岡研に在籍し学生を指導してくださった渡邉さん(M2は本当にお世話になりました)、OB・OGの出浦君と中山さん、短期研究プロジェクトで来ているB3の菊池君が参加してくれました。

今年海外から入学した学生も多いため、いつの間にかインターナショナルな雰囲気に・・！
卒業してまだ1年たっていないOB・OG二人も、がらっと変わったメンバー編成に驚いていました。今後どうなるか楽しみですね！

ちなみに普段のウェルカムやフェアウェルではホットプレートを駆使してやきそばやお好み焼きを作っていますが、
(いつからかインドネシアンメンバーがたこ焼きづくりにハマったため、最近はたこ焼きが多いですね)
今回は趣向を変えて鍋に挑戦しています！
中国出身のLiu君が火鍋（hot pot）の素を持ってきてくれ、本場のお鍋をいただいたのが今回のハイライトでしょうか。
マグマのようなビジュアルと独特な香り（西8号館2階フロア中に翌朝まで残りました）に最初は圧倒されましたが、笑
味は普通においしかったです！気付いたらなくなっていました。

久々のメンバー登場もあってか、何だかいつになく騒がしい盛況のうちに終わりました。

みなさま1年間、お疲れさまでした。来年もよろしくお願いします！

久々に忘れず撮れました。大所帯！