Field Trip To the Amami Mangroves (9-11 Nov)

From November 9th to 11th, out ‘Dream Team’: Wataru, Masumi, Miya, and me headed to Amami Island for a short but unforgettable sampling trip in the mangroves. This wasn’t my first time visiting mangroves, but it was definitely the most adventurous one. 

A Mangrove World Surrounded by Water

The mangroves in Amami are very different from the ones I visited at Orpheus Island, the Great Barrier Reef. In Amami, the system is connected to both freshwater from nearby lakes and seawater from the ocean. During high tide, everything is covered by water. But even during low tide, although the soil underneath the trees becomes exposed and you can see mangroves standing fully on their muddy ground, everything away from the land is still underwater. 

A narrow mangrove channel with branches arching overhead, we had to bend, weave, and jungle our way through this passage.

So to reach most of the sampling sites, we still had to walk through water or travel by canoe. This was my first time paddling a canoe, and honestly, it was so much fun. On Day 1, we zigzagged all over the place and crashed into nearly every possible direction. On Day 2, I finally got the hang of steering, and it felt incredibly peaceful paddling between the green walls of mangrove trees. 

Canoeing across the calm mangrove waters with stunning Amami mountains in the background.

Walking through Mangroves 

The mangrove part was always the hardest. Walking in the water meant dealing with mud so soft that your feet sink down with every step. At some spots, the mud was dark and smelled strongly of sulfur, classic signs of an anoxic organic-rich environment where sulfate reduction is happening. The soil is so active and full of decomposition that oxygen disappears quickly.

Walking through the mangroves with Wataru, watching dark pore water swirl up from the mud beneath our feet. 

Walking on the mangrove soil itself was another challenge. It felt like walking on a giant wet sponge, squishy, bouncy, and completely unpredictable. On top of that, mangrove branches weave together in all directions, most of them not very tall, so we were constantly stooping, ducking, and twisting to move forward. 

The mangrove mud was so soft that every step left a giant footprint behind.

What We Collected 

On the first day, we collected river, estuary, seawater, and mangrove water samples, including samples for radiocarbon measurements. We also set up the water-level meter, while Masumi measured salinity and temperature at each site. 

Fieldwork teamwork: Wataru sampling water and Masumi recording the chemical properties right beside him.

One surprising thing is how old the carbon around mangroves can be, much older than carbon in seawater. It seems that bacteria in the soil are constantly recycling carbon, allowing it to stay in the system for a very long time. On the second day, we continued seawater sampling, and this time Wataru told me something exciting: the pore-water radiocarbon samples we collected may become the first mangrove pore-water radiocarbon measurements in the world. How cool is that? 

Wataru collecting pore water using special samplers, drawing water from different soil layers into vacuum flasks.

Masumi also collected soil samples to examine the bacterial communities, which will hopefully give us new insights into how carbon is processed in these environments. 

Masumi measuring the height of the soil core for bacterial analysis, while Miya taking the photo.

Reflections 

Fieldwork in Amami was muddy, tiring, and sometimes very wet, but also incredibly fun and rewarding. Canoeing through the mangrove channels, working together as a team, and collecting samples that could contribute to brand-new scientific knowledge made the whole trip special. These mangroves are beautiful, messy, complicated systems, and I left Amami feeling grateful to experience them up close. I can’t wait to see what the radiocarbon and microbial results will show.

A stunning view from the canoe: calm water, lush mangroves, and mountains rising quietly in the background.

マングローブ研究 in 種子島、奄美大島、石垣島

 こんちには！横山研ポスドクの中村航です。

CREST研究の一環として実施中のマングローブ研究のために、種子島、奄美大島、石垣島に行ってきました。皆さんマングローブはご存じでしょうか？

マングローブは潮間帯（満潮時に海水に浸かり、干潮時に露出する場所）に生育する木本の総称で、日本の琉球列島はインド太平洋域の分布北限に位置しています。マングローブは大気CO2を光合成により吸収し、土壌に有機物として蓄えるブルーカーボン生態系の一つとして注目されています。

一方で、マングローブ土壌はスポンジと比喩されるように、発達した地上根やカニ穴により土壌内部に縦横無尽に穴が開いています。実はマングローブが浸水する満潮から干潮にかけてこの穴が洗い流される現象（”Tidal pumping”と言う）が生じるため、マングローブ土壌に含まれる有機物や、有機物分解により生じた無機炭素（簡単に言うとCO2）と栄養塩が海洋へ供給されます。私の博士研究はマングローブ土壌から海洋に流出した無機炭素の動態を追うというものでした。

マングローブ生態系内の炭素循環

私と横山研の縁は、博士課程1年の冬に以下の論文を読んだところから始まりました。

Blue carbon oxidation revealed by radiogenic and stable isotopes in a mangrove system - Maher - 2017 - Geophysical Research Letters - Wiley Online Library

この論文は、マングローブ研究で著名なオーストラリアのSouthern Cross大学のMaherさんらが書いたもので、放射性炭素年代測定を用いることでマングローブから流出した無機炭素が百年以上前に蓄積した有機物の分解に由来する可能性を指摘したものです。この論文の革新的な点は、世界で初めて海洋を含むマングローブ生態系の炭素循環に”時間”の概念を導入したところにあります。

近年のマングローブ研究の急速な発展は、マングローブの持つブルーカーボン生態系としての側面が大きいところですが（グリーンインフラも）、マングローブが土壌に貯めこんだ有機物のうちどの程度が気候変動の緩和に資するのか（数百年から数千年単位で大気に戻らないのか）を評価することは非常に重要です。一方で、マングローブ研究は森林動態や土壌への有機物ストックに着目したものと、水中における動態に着目したものが独自に発展しており、この２つを繋ぐ研究が圧倒的に不足しています。そのため、Maher et al. (2017)の論文を読み、森林から海までの一連の炭素循環を時間でつなぐことが可能な”放射性炭素”の存在に衝撃を受けました。

私がこの論文を読んだ2022年時には、マングローブから流出した無機炭素の年齢を報告した論文はMaher et al.(2017)の一例のみであり、後続の論文は存在しませんでした。これは、放射性炭素が限られた研究機関でしか測定できないことに起因しており、Maher et al.(2017)でも報告されたデータ数は少なく、本文では”could”をベースに推論として報告されています。

放射性炭素を用いたマングローブ研究を何としても実施したいと考え、国内で測定可能な機関を探していたところ、私が在籍していた東大柏キャンパス環境棟の隣にある大気海洋研究所の横山研究室で測定できることが分かりました。さっそく横山先生にメールを送り、実際に話す機会を頂き、本件を説明したところ放射性炭素の測定を快諾頂けました。私の博士研究で最大の幸運だったと思っています。

その年の夏に石垣島の吹通川河口域にて、土壌とクリーク水、沿岸に生育する海草やサンゴの試料を網羅的に採取し放射性炭素分析を行いました。その結果、夏季の大潮日において吹通川マングローブ林から流出した無機炭素は、数百年前にマングローブが大気から合成した有機物に由来することが判明しました。マングローブから海に水が輸送される下げ潮時に、明確に古い炭素の輸送を確認した際には冗談抜きに震えるほど嬉しかったです。この研究結果は、マングローブからの古い炭素の輸送を報告した世界で2例目の論文として（Maher et al. (2017)の手法をrefineし推論を超えて実証した論文としては世界初）、2025年5月に出版されました。

Radiocarbon analysis reveals decomposition of old soil organic carbon into dissolved inorganic carbon in a subtropical mangrove ecosystem - Nakamura - 2025 - Limnology and Oceanography - Wiley Online Library

20250703｜学術ニュース｜東京大学大気海洋研究所

前置きが長くなりましたが、今年度はこの研究の更なる発展形として①マングローブ土壌から流出した無機炭素の年代の季節変化を追うこと、②古い有機物の分解に寄与する細菌叢を明らかにすることを目的に調査を行っています。

4月には中島さん（大海研PD）と共に種子島大浦川マングローブ林にて予備調査を行いました。

種子島大浦川マングローブ林内

また、4月、8月、11月、1月に奄美大島住用川マングローブ林での調査を計画しており、4月は横山先生、本田さん（横山研特任専門員）、Shishさん（横山研B4）と、8月はJessさん（横山研D1）とJAMSTECの長谷川さん共に調査を行いました。

奄美大島住用川での集合写真（4月）

住用川マングローブ林での土壌採取の様子（8月）

加えて、7月と1月に石垣島名蔵アンパルマングローブにて調査を計画しており、7月は中島さん、南館さん（元横山研PD、現東大地惑助教）、Catherineさん（横山研D1）と調査を行いました。

名蔵大橋での集合写真

短寿命ラジウム同位体分析のための採水の様子

沢山の皆さんの協力のおかげでプロジェクトは順調に進行しています。今後も、陸海を跨る炭素循環を、放射性炭素を用いて紐解く研究を展開できればと思っています。

Exploring Tradition, Culture, and Science on Amami Island: Memories & Reflections from Amami Symposium 2024

(English follows Japanese)

10日前に海から陸に戻ってきたMiyaです〜 

去年11月に奄美シンポジウム（正式名称: 「亜熱帯Kuroshio研究教育拠点の形成と展開事業・市民参加による海洋総合知創出手法構築プロジェクト合同シンポジウム」←長いですね…)に初めて参加させていただきました。主催者と参加者の両方の立場で参加できたことは、私にとって非常に豊かな経験でした。デザイン、登録、カメラマンとしての仕事など、様々なサポート業務を通してスキルを磨き、一方で講演を聴いたり、ポスター発表「アワビの貝殻が黒潮と親潮の変動を記録するアーカイブとして」（図１）を行うことで、科学的な知識を深めることができました。

図１: 奄美大島の高校生と教師にポスターを発表している私。

このシンポジウムで特に印象に残ったのは、産・官・学が連携し、「business-as-usual」（現状維持）を超えて取り組んでいる様子でした。特に、クジラの保護活動、JACの環境保全ツアーの取り組み、JALが旅客機を使って生物多様性をモニタリングしている取り組みなどに感銘を受けました。また、与論島の学生たちと再会し、奄美大島の学生たちとも交流することができ、こちらも素晴らしい経験でした。学生からの「良い質問の仕方をどうすればいいのか」という質問は、聴衆から多くの反響を引き出し、私自身も好奇心、批判的思考、そして勇気について深く考えさせられました。

このシンポジウムを通して、奄美と沖縄の豊かな文化への繋がりが深まりました。私は、長年、元ちとせさんや中孝介さんなど、奄美出身のアーティストを通じて島唄に魅せられてきました。本物の島唄を聴くことは、深く感動しました。少し不思議かもしれませんが、私の母の故郷である中国の一つの少数民族であるペイ族の「大本曲」を思い出させました。おそらく、どちらも自然からインスピレーションを得て口承で伝わる伝統であるため、島唄を聴くたびに、私は「故郷」を感じましたかもしれません。環境省の則久雅司さんの、「21世紀の人類には、奄美・沖縄の文化が必要だ」に関する発言は、私にとって深く共感できるものでした（図1）。地球環境問題が深刻化する中、伝統的な生態学的知識（TEK）は、人間と自然が共存していく上で欠かせないものとして注目されています。特に、奄美や沖縄、そして私の国の少数民族が持つTEKは、現代社会の消費主義や自然への過度な利用に対する、貴重な考え方や生き方をもたらしてくれるはずです。これらの文化を大切にし、広めることで、持続可能な社会の実現に貢献できると考えています。島唄や大島紬など、奄美や沖縄の文化がまだユネスコ無形文化遺産に登録されていないのはなぜでしょうか。これらの文化が世界に広く知られ、認識・促進されることで、より持続可能で、多様性に富み、公正な世界に貢献できると考えています。ただし、文化の盗用には慎重であるべきです。伝統的な知恵を現代の科学と融合させることで、人間と自然の調和のとれた関係を築くことができるはずです。

図２：「21世紀の人類には、奄美・沖縄の文化が必要だ。それが何なのかを探せ！」

今後、奄美島で研究を行いながら、地域の人々と交流し、科学と文化を融合させることで、地域の活性化に貢献したいと考えています。そして、地域の方々にも研究に参加していただき、研究者と地域が一体となって研究を進めていきたいです。最後に、今回の奄美での素敵な思い出を写真にまとめましたので、ぜひご覧ください。

図3：奄美の思い出。A：シンポジウム会場で見つけた、奄美の女性の刺青「ハジチ」に関する本。 B：空港で見つけた奄美紬のピアス。 C：宿泊先の近くで見つけたアダン。 D：初めて奄美三線を弾いてみた時の笑顔。 E：シンポジウムの受付での笑顔。 F：JACの飛行機に乗る前の笑顔。 G：帰りのJAC機内で笑顔。

[ENGLISH]

Coucou~ This is Miya who just returned to the land from the ocean 10 days ago~

Last November, I was honored to participate in Amami Symposium 2024 (the super long full name is "Implementation of the Subtropical Kuroshio Research and Education Center for Evaluating the Japanese Environmental Changes and Ecosystems in Anthropocene"😂), both as an organizer and a participant. , It was an incredibly enriching experience for me. Supporting tasks like design, registration, and working as a cameraman honed my skills, while listening to the lectures and presenting my poster, “Abalone Shells as an Archive for Kuroshio and Oyashio Variability” (Figure 1) deepened my scientific knowledge.

Figure 1: Me presenting my poster to high school students and teacher from Amami Island.

The symposium deeply impressed me with the collaborative efforts between industry, government, and academia to move beyond “business-as-usual”. I was especially inspired by whale conservation efforts, Japan Air Commuter (JAC)’s ecotourism initiatives, and Japan Airlines (JAL)’ biodiversity monitoring using passenger aircraft. On November 16th, reconnecting with students from Yoron Island and engaging with Amami Island students was equally rewarding. A student’s question, “How can we ask good questions?” left a lasting impression, sparking a lot of response from the audience, as well as my personal reflection on curiosity, critical thinking, and courage. 

The symposium deepened my connection to the cultural richness of Amami and Okinawa. I have been drawn to shima-uta (local folksongs in Amami) for many years through contemporary artists from Amami Islands like Chitose Hajime and Kousuke Atari. Listening to authentic shima-uta was profoundly moving, reminding me of “Daben Qu,” a Bai ethnic narrative art from my mother’s culture in rural China. Perhaps because both are nature-inspired traditions passed down orally, listening to shima-uta always gives me a sense of belonging and home. Mr. Masashi Norikazu’s remarks on the importance of Amami and Okinawan cultures in the 21st century resonated deeply in me (Figure 1). Traditional ecological knowledge (TEK) is increasingly recognized as crucial for human-nature coexistence amid global environmental challenges. I believe Amami, Okinawa, and ethnic minority communities in my home country hold valuable TEK that offers alternatives to mainstream consumerism and nature domination. We must rediscover, preserve, and promote these cultures to counterbalance unsustainable societal values. I also wonder why these cultures of Amami and Okinawa, such as shima-uta, oshima-tsumugi, and hajichi, are not yet registered as UNESCO intangible cultural heritage. I suspect that these cultures may not be widely known within Japan, and I wonder whether registering them could help with their preservation and awareness. Personally, I think we can contribute to a more sustainable, diverse, and just world by recognizing and promoting these cultures while being cautious of cultural appropriation. Furthermore, integrating traditional wisdom into modern scientific practices can help us restore the balance between humanity and the environment.

Figure 2: “Humanity in the 21st century needs the cultures of Amami and Okinawa. Explore what that means!”

In the future, I hope to conduct research in Amami, engage with local communities, and contribute to area revitalization through bridging science and culture. I also aspire to involve citizens in my scientific endeavors, strengthening the connection between researchers and community. At last, I would like to present a collage of the pictures that highlights some of my favorite memories in Amami during this trip. Please enjoy :)

Figure 3: Collage of my trip to Amami. A: A book on hajichi (traditional tattoos worn by women in Amami) I found at the venue of the symposium. B; Amami-tsumugi earrings I found at the airport. C: Adan I found near our accomodation. D: Happy me trying Amami shamisen for the first time. E: Happy me at the reception of the symposium. F: Happy people before boarding JAC’s plane back home. G: Happy people on JAC plane back home.

Amami Symposium - Short Report

Hi! This is Ryuu!

I joined the Amami Symposium in November. This was my first time attending the Amami Symposium and my first visit to the Kagoshima area. We first flew to Kagoshima airport and stayed there overnight before flying to Amami the next morning.

On the way to Amami from Kagashima Airport

The local climate is warm and humid, making me feel like I'm back home. It's also worth mentioning that the lush greenery of subtropical plants against the evening sunsets along the coastline is also a delight!

Asani Beach on Amami Island

The sunset near Amami City Ohama Seaside Park

During the symposium, I listened to many researchers as well as professors presenting, and I had a lot of feelings. One of the things that struck me was the concept of locally-centered cooperation between industry, schools, government, and local people, which was introduced in the symposium. I think events such as these will benefit multiple parties. In addition to that, I've also heard that this symposium is the first time that local high school students have been included in the program. This will also help local students broaden their horizons and stimulate their research interests.

Amami Symposium site

As a graduate student at the University of Tokyo, I'm currently studying the specific causes of the northward shift of the Kuroshio-Kuroshio mixing zone by tracking the dynamics of the ocean currents through carbon 14. This study is also closely related to Amami, which is located in the Kuroshio basin. I hope to interact more closely with the local community in my research in the future.

That's all about my trip to Amami Symposium this time. Thanks for your time reading this blog!