Japanese Activities for BIOMASS Takao HosHIAl', Masaaki MuRAN02, Keiji NAsua and Makoto TERAZAKl4 BIOMASS

402 

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

Takao HosHIAl', Masaaki MuRAN02, Keiji NAsua  and Makoto TERAZAKl4 

BIOMASS 

J t 画における日本の活動

星合孝男 1 ・村野.1Lll1ド・奈須敬二a• 、り綺

訳

要旨：南極服洋生物資源管理の駈礎と

l

c ,   南極郎の面洋生態系の構造と動的機 能をより深く理解することを

H

的とした

BIOMASS,d抽i

は ，

1977年から 10

ヵ年

,

d

・

 

両としで K 施された国際共l

1iJ

研究であった.

1991

年

9

月 ， ドイツ国，プレー、

9

ーハーソェンで開催された研究成果総括のための

"BIOMASS Colloquium"

を もって，すべての活動を終鈷した．かねて南極海の生物資狐 とくにナンキ

J ク

オキ／＇ミの利用の可能性について関心を持っていたわが国の研究者，研究機関は

BIOMASS

壮両に積極的に参加しに.

BIOMASS if

両では，

1980‑81年に第 1

回国

際共 1,~j 多船観測 (FIBEX) 計両を組み，ナンキョクオキアミ現存贔のいっせい凋介

を行った．わが国からは，面鷹丸，白鳳丸，聞洋丸が参加した． また，第

2[

り］国際 虹

j1

多船観測

(SIBEX)が

，

1983‑84, 1984‑85年の2

期に分けて行われ，第

1

期に ぱ海鷹丸，間汗丸が，第

2

期 に は 開 祥 丸 が 航 海 を 行 っ に 第

2lriJ

多船観測では，凋 任・研究の）

J

点は，生態系全般の研究に移行しに国際佑船観測とは別に，海肱丸，

開洋丸はそれぞれ独自の閥川炉航海を行っているが，いずれも南極海の面袢生態系の 解明を

11

的としたものであり，

BIOMASS

のサ隠と見ることがでぎる.

11本南極地

域観測隊は，

BIOMASS

壮j

1hi

に合わせて，船上における定常観測を拡充すると共に，

定着氷縁，

fl{i

和基地周辺の定着氷域での研究を行っに．これらの研究は，観測・研 究船の夏期間水域での研究成果と共に，而氷域における冬間を含めた生態系の構追 と機能についての基本的梢報を提供した．これらの研究を通して，わが国の南極甜 海汗生態系に対する理解は格段に深まっにと杓えられる．これまでに発火された倫 文，報内の数は，

200編を超える．

Abstract:  Japanese scientists have been interested in the utilization of Ant‑

arctic krill as a potential resource of protein for mankind.  Thus, the objectives  of BIOMASS which aimed at  gaining the knowledge of Antarctic marine eco‑ systems for the management of Antarctic marine living resources were accepted  by Japanese scientists and supported by the Japanese government.  In succession  to the pre‑BIOMASS activities, Japanese vessels, UMITAKA MARU Ill, KAIYO MARV  and HAKUHO MARU conducted cruises  to  participate  in  FIBEX and SIBEX. 

Furthermore, two additional cruises were undertaken by the KAIYO MARV as an  extension  of  BIOMASS.  The Japanese Antarctic  Research Expedition contri‑ buted to BIOMASS with the observations on board the FUJI and SHIRASE and shore‑ based research  at  Syowa Station.  The UMITAKA MARV Ill  and the  HAKUHO  MARV investigated  primary production,  abundance and distribution  of phyto‑

1

国立：極詞研究所.

National Institute of Polar Research, 9‑10, Kaga 1‑chome, Itabashi‑ku, Tokyo  173. 

2東東水産大学.Tokyo University of Fisheries, 5‑7, Konan 4‑chome, Minato‑ku, Tokyo 108. 

：｝水産庁遠汗水産研究所.N

ational Research Institute of Far Seas Fisheries, Orido 5‑chome, Shimizu  424. 

4東成大学海洋研究所.Ocean Research Institute, University of Tokyo, 15‑1, Minamidai 1‑chome,  Nakano‑ku, Tokyo 164. 

南極資料•, Vol. 35, No. 3, 402‑433, 1991 

Nankyoku Shiryo (Antarctic Record), Vol. 35, No. 3, 402‑433, 1991 

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

p l a n k t o n ,  z o o p l a n k t o n  a n d  r n i c r o n e k t o n  a n d  o r g a n i c  p a r t i c l e s  w i t h  o c e a n o g r a p h i c   c o n d i t i o n s  i n  t h e  S o u t h e r n  O c e a n  s o u t h  o f  A u s t r a l i a .   The K A I Y O  MARV s u r v e y e d   p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  a n d  b i o l o g i c a l  c o n d i t i o n s  a l o n g  s e v e r a l  m e r i d i o n a l  l i n e s  a n d  i n   g r i d s  i n   t h e  I n d i a n  a n d  A t l a n t i c  s e c t o r s  o f  t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   S t r e s s  w a s  p u t   on t h e  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l  a b u n d a n c e  a n d  d i s t r i b u t i o n  f o r  t h e  e s t i m a t i o n   o f  i t s   b i o m a s s .   A c c o r d i n g l y  s t u d i e s  o f  t a r g e t  s t r e n g t h  w e r e  u n d e r t a k e n .   T h e   J a p a n e s e  A n t a r c t i c  R e s e a r c h  E x p e d i t i o n  p r o v i d e d  p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  a n d  b i o l o g i c a l   d a t a  o b t a i n e d  i n   t h e  i c e ‑ c o v e r e d  w a t e r s  a l o n g  w i t h  t h o s e  i n   o p e n  s e a s .   Summer  d a t a  i n  t h e  f a s t  i c e  e d g e  z o n e  a n d  y e a r ‑ r o u n d  d a t a  a t  Syowa S t a t i o n  c o m p l e m e n t e d   t h e  J a p a n e s e  BIOMASS d a t a  f i l e ,   m o s t  o f  w h i c h  w e r e  f o r m e d  w i t h   o n b o a r d   summer r e s e a r c h   i n   t h e   o p e n  w a t e r .   BIOMASS e n c o u r a g e d  J a p a n e s e  m a r i n e   s c i e n t i s t s  t o  p a y  t h e i r  a t t e n t i o n  t o  t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   T h e i r  e x p e r i e n c e  i n   t h e   S o u t h e r n  O c e a n  h a s  b e c o m e  a  f o u n d a t i o n  i n   p r o m o t i n g  r e s e a r c h  r e l a t i n g  t o  t h e   g l o b a l  c h a n g e  o f  e n v i r o n m e n t ,  w h i c h  f o c u s e s  a t t e n t i o n  a s  o n e  o f  t h e  m o s t  i m p o r t a n t   r e s e a r c h  t h e m e s  a t  p r e s e n t .  

1. 

I n t r o d u c t i o n   1 . 1 .   Background 

403 

I n t e r e s t  i n  t h e  A n t a r c t i c  k r i l l ,   Euphausia s u p e r b a  a s  a  p o t e n t i a l  p r o t e i n  r e s o u r c e   of mankind, had i n c r e a s e d  i n  t h e  e a r l y  l  9 7 0 ' s .   I n  Japan t h e  p o s s i b i l i t y  of u t i l i z a t i o n   of t h e  k r i l l   had been d i s c u s s e d  among s c i e n t i s t s  i n   t h e  l  9 6 0 ' s .   Concurrently i t   had  been c o n s i d e r e d  t h a t  t h e  u t i l i z a t i o n  of t h e  k r i l l  s h o u l d  be made c a r e f u l l y  b e c a u s e  t h e   k r i l l   seemed t o   p l a y  a key r o l e   i n   t h e  A n t a r c t i c  marine e c o s y s t e m s .   A c c o r d i n g l y ,   Japanese s c i e n t i s t s   who took i n t e r e s t  i n   t h e  A n t a r c t i c  r e s e a r c h  p o s i t i v e l y  responded  t o  t h e  B i o l o g i c a l  I n v e s t i g a t i o n s  of Marine A n t a r c t i c  Systems and S t o c k s  (BIOMASS)  program of t h e  S c i e n t i f i c   Committee on A n t a r c t i c   Research (SCAR), when i t   was  proposed  i n   1 9 7 5 .   The p r i n c i p a l   o b j e c t i v e   o f  BIOMASS program was t o   g a i n  a  d e e p e r  u n d e r s t a n d i n g  of t h e  s t r u c t u r e  and dynamic f u n c t i o n i n g  of t h e  A n t a r c t i c  marine  e c o s y s t e m  a s  a b a s i s  f o r  t h e  f u t u r e  management of p o t e n t i a l  l i v i n g   r e s o u r c e s .   T h i s   i n t e n t i o n  a g r e e d  w i t h  t h e  d i r e c t i o n  of r e s e a r c h  c o n c e i v e d  by most of Japanese s c i e n t i s t s   who were i n t e r e s t e d  i n  t h e  A n t a r c t i c  b i o l o g y .  

1 . 2 .   A c t i v i t i e s  p r i o r  t o  BIOMASS 

B e f o r e  t h e  commencement of BIOMASS, Japanese c o n t r i b u t i o n s  t o  t h e  A n t a r c t i c   marine b i o l o g y  were made through t h e  r e s e a r c h  work i n  r e l a t i o n  t o  t h e  w h a l i n g ,  t h e   o b s e r v a t i o n s  by Japanese A n t a r c t i c   Research  E x p e d i t i o n  (JARE) ( s i n c e   1 9 5 7 )  and  t h e  i n v e s t i g a t i o n s   c a r r i e d   o u t  onboard t h e   UMITAKA MARU I I   ( 1 9 5 6 ‑ 5 7 ,   1 9 6 1 ‑ 6 2 ,   1 9 6 4 ‑ 6 5  and 1 9 6 6 ‑ 6 7 )  and t h e  HAKUHO MARU ( 1 9 7 3 ‑ 7 4 ) .   S i n c e  t h e  1 9 7 2 ‑ 7 3  s e a s o n   Japan Marine F i s h e r y  Resources Center (JAMARC) had conducted p i l o t  s t u d i e s  of  k r i l l  u t i l i z a t i o n  i n c l u d i n g  s u r v e y  of t h e  d i s t r i b u t i o n  and abundance o f  t h e  k r i l l .   Ant‑

a r c t i c  c r u i s e s  t o  s t u d y  e c o l o g y  and b i o l o g y  of t h e  k r i l l  a s  a  f u t u r e  food r e s o u r c e  were  undertaken by Tokyo U n i v e r s i t y  of F i s h e r i e s  (UMITAKA MARU I I I )   i n  

1977

—

78

and  by F i s h e r i e s  Agency (KAIYO MARU) i n   1 9 7 9 ‑ ‑ 8 0 .  

1 . 3 .   O r g a n i z a t i o n s  

I n  o r d e r  t o  p a r t i c i p a t e  i n  BIOMASS, t h e  s u p p o r t  of r e s e a r c h  o r g a n i z a t i o n s  which 

had t h e i r  r e s e a r c h  v e s s e l s ,  and t h e  i n v o l v e m e n t  of s c i e n t i s t s  who were i n t e r e s t e d  i n  t h e  

404 

T .  H o s H I A I ,  M. M U R A N O ,  

K. 

NAsu a n d  M. T E R A Z A K I  

e n v i r o n m e n t ,  l i v i n g  o r g a n i s m s  and e c o s y s t e m s  i n  t h e  S o u t h e r n  Ocean were c o n s i d e r e d   t o  b e  e s s e n t i a l .   The J a p a n e s e  n a t i o n a l  committee f o r  SCAR, t h a t  i s   Committee on  A n t a r c t i c   R e s e a r c h   o f  t h e   J a p a n e s e   S c i e n c e   C o u n c i l   had f o r m a l  r e s p o n s i b i l i t y   t o   b o t h  n a t i o n a l  and i n t e r n a t i o n a l  a f f a i r s   i n   r e l a t i o n   t o   t h e   promotion o f  BIOMASS  and i t   was i n t e n d e d  t o  s t r e n g t h e n  i t s   power by s e t t i n g  up a  subcommittee f o r  BIO‑

MASS.  The s u b c o m m i t t e e  c o n s i s t e d  o f  marine b i o l o g i s t s ,  f i s h e r i e s  s c i e n t i s t s  and p h y s ‑ i c a l  and c h e m i c a l  o c e a n o g r a p h e r s .   At t h e  same t i m e ,  a  group o f  s c i e n t i s t s  f o r  promo‑

t i n g  s c i e n t i f i c  r e s e a r c h  i n  r e l a t i o n  t o  BIOMASS was o r g a n i z e d  t o  p r o v i d e  a  forum t o   s c o o p  v i e w s ,  i d e a s  and i n f o r m a t i o n  o f  s c i e n t i s t s  who took i n t e r e s t  i n  r e s e a r c h  t h e m e s   r e l a t e d  t o  BIOMASS. 

I n   p a r a l l e l   w i t h   t h i s ,   g o v e r n m e n t a l   a r r a n g e m e n t s   were  made.  The onboard  programs p l a n n e d   by Tokyo U n i v e r s i t y  o f  F i s h e r i e s   (UMITAKA MARU I I I ) ,   Ocean  R e s e a r c h  I n s t i t u t e   o f  t h e   U n i v e r s i t y  o f  Tokyo (HAKUHO MARU), F i s h e r i e s  Agency  (KAIYO MARU) and N a t i o n a l  I n s t i t u t e  o f  P o l a r  R e s e a r c h  (Fun and S H I R A S E )  f o r  F i r s t   I n t e r n a t i o n a l  BIOMASS E x p e r i m e n t  (FIBEX) and Second I n t e r n a t i o n a l  BIOMASS  E x p e r i m e n t  P h a s e  I  and I I   (SIBEX‑1 and SIBEX‑11) w e r e  c o o r d i n a t e d  t h r o u g h  t h e   c o n s i d e r a t i o n  o f  t h e  S p e c i a l  Committee f o r  A n t a r c t i c  Marine L i v i n g  R e s o u r c e s ,  N a t i o n ‑ a l   I n s t i t u t e  o f  P o l a r  R e s e a r c h  (NIPR).  The c o o r d i n a t e d  c r u i s e  p l a n s  were e n d o r s e d   by t h e  H e a d q u a r t e r s  o f  J a p a n e s e  A n t a r c t i c  R e s e a r c h  E x p e d i t i o n  a s  p a r t  o f  t h e  n a t i o n a l   programs o f  J a p a n e s e  A n t a r c t i c  r e s e a r c h .  

I  4  P  .  .  a r f l

・・

c 1 p a t 1 0 n  

The h i g h l i g h t  o f  BIOMASS was FIBEX i n   1 9 8 0 ‑ 8 1 ,  SIBEX‑1 i n   1 9 8 3 ‑ 8 4 ,  and  SIBEX‑11 i n   1 9 8 4 ‑ 8 5 .   I n   t h i s   r e g a r d ,   a s   summarized b e l o w ,   t h e  UMITAKA MARU  I I I   and t h e  KAIYO MARU took p a r t  i n   FIBEX, t h e  UMITAKA MARu I I I ,   t h e  KAIYO  MARU and t h e   HAKUHO MARU p a r t i c i p a t e d  i n   SIBEX‑1 and t h e  KAIYO MARU d i d   i n   S I B E X ‑ 1 1 .   The r e s e a r c h  a t   Syowa S t a t i o n  and t h e  o b s e r v a t i o n  onboard t h e  Fun  ( t i l l   1 9 8 2 ‑ 8 3  summer) and t h e  S H I R A S E  ( s i n c e   1 9 8 3 ‑ 8 4  summer) by JARE w e r e  c o n ‑ s i d e r e d  a s   an i m p o r t a n t  p a r t  o f  J a p a n e s e  c o n t r i b u t i o n s  t o   BIOMASS.  The JARE  r e s e a r c h  was e x p e c t e d  t o  be a  s o u r c e  o f  b i o l o g i c a l  i n f o r m a t i o n  i n  t h e  i c e ‑ c o v e r e d  s e a s   i n t o  which o t h e r  J a p a n e s e  r e s e a r c h   v e s s e l s   t h a n  t h e   Fun and t h e   S H I R A S E  c a n n o t   p e n e t r a t e .  

A f t e r  c e a s i n g  t h e  i n t e r n a t i o n a l  BIOMASS f i e l d w o r k  t h e   KAIYO MARU c a r r i e d   o u t  c r u i s e s  two t i m e s  i n   1 9 8 7 ‑ 8 8  and 1 9 9 0 ‑ 9 1  t o  o b t a i n  b a s i c  d a t a  f o r  t h e  a s s e s s m e n t   and f u t u r e  management o f  k r i l l  r e s o u r c e ,  t a k i n g  i n t o  a c c o u n t  t h e  BIOMASS o b j e c t i v e   and t h e  i n t e n t i o n  o f  Commission f o r  C o n s e r v a t i o n  o f  A n t a r c t i c  Marine L i v i n g  R e ‑ s o u r c e s   (CCAMLR), and  t h e   S h i r a s e   i s   c o n t i n u i n g   onboard  o b s e r v a t i o n s   on t h e   p h y s i c a l  and c h e m i c a l  c h a r a c t e r s  and t h e  c o n c e n t r a t i o n  o f  c h l o r o p h y l l  a  i n  t h e  s u r f a c e   w a t e r  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

1 . 5 .   M e e t i n g s  

A m e e t i n g  o f  t h e  Group of S p e c i a l i s t s  on A n t a r c t i c  E c o s y s t e m s  and t h e i r  L i v i n g   R e s o u r c e s  was h e l d  i n  Nikko i n   May t o  June 1 9 8 2 .   The r e s e a r c h  p l a n s  f o r  SIBEX,  t h e  h a n d l i n g  o f  BIOMASS d a t a  and o t h e r  t o p i c s  were d i s c u s s e d .   J u s t  b e f o r e  t h i s   m e e t i n g ,  t h e  BIOMASS c o l l o q u i u m  was convened a t  N a t i o n a l  I n s t i t u t e  o f  P o l a r  Re‑

s e a r c h ,  Tokyo.  The p r e s e n t a t i o n  and d i s c u s s i o n  o f  t h e  s c i e n t i f i c  r e s u l t s  o f  BIOMASS 

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

405 

and o t h e r  s t u d i e s  done i n   t h e  S o u t h e r n  Ocean were made.  The p r o c e e d i n g s  o f  t h e   c o l l o q u i u m  was p u b l i s h e d  a s  Memoirs o f  N a t i o n a l  I n s t i t u t e  o f  P o l a r  R e s e a r c h ,  S p e c i a l   I s s u e ,  No. 2 7  i n   1 9 8 3 .   Also a  m e e t i n g  o f  t h e  T e c h n i c a l  Group on D a t a ,  S t a t i s t i c s  and  R e s o u r c e  E v a l u a t i o n  and a  SCOR/SCAR workshop on t h e  Enhancement o f  I n t e r a c ‑ t i o n  between P h y s i c a l ,  Chemical and B i o l o g i c a l  Oceanographers were h e l d  a t  NIPR. 

Ad hoc Group on S q u i d  B i o l o g y ,  a  s u b s i d i a r y  body o f  Group o f  S p e c i a l i s t s  on  A n t a r c t i c  E c o s y s t e m s  and t h e i r  L i v i n g  R e s o u r c e s  had a  m e e t i n g  a t   Ocean R e s e a r c h   I n s t i t u t e ,  t h e  U n i v e r s i t y  o f  Tokyo i n   September 1 9 8 3 .  

1 . 6 .   F u t u r e  

A c o n s i d e r a b l e  amount o f  d a t a  and s a m p l e s  were c o l l e c t e d  t h r o u g h  BIOMASS  a c t i v i t i e s .   These d a t a  on t h e  A n t a r c t i c  marine e c o s y s t e m s  a r e  e s s e n t i a l  t o  make t h e   management p l a n  o f  A n t a r c t i c  marine l i v i n g  r e s o u r c e s .   However, t h e r e  s t i l l  remained  s u c h  g a p s  i n   our knowledge on A n t a r c t i c  marine e c o s y s t e m  a s  t h e  k r i l l   b i o m a s s  and  s q u i d   b i o l o g y .   R e s e a r c h e s   aiming a t   t h e   management o f  marine l i v i n g   r e s o u r c e s   s h o u l d  b e  c o n d u c t e d  i n  c o n j u n c t i o n  w i t h  t h e  CCAMLR  a c t i v i t i e s .  

The i n f o r m a t i o n  a c q u i r e d  t h r o u g h  BIOMASS i s   c o n s i d e r e d  u s e f u l  b a s e l i n e  d a t a   f o r  t h e  m o n i t o r i n g  o f  v a r i a t i o n  of A n t a r c t i c  marine e c o s y s t e m s  i n   r e l a t i o n  t o  g l o b a l   change  o f  n a t u r a l   e n v i r o n m e n t .   I n   t h i s   r e g a r d ,   ongoing  and  p l a n n e d   A n t a r c t i c   r e s e a r c h e s  s h o u l d  b e  made t a k i n g  i n t o  a c c o u n t  t h e  e x p e r i e n c e  i n   BIOMASS. 

T h i s  r e p o r t  c o n t a i n s  t h e  summaries o f  s c i e n t i f i c   work c a r r i e d  o u t  onboard t h e   v e s s e l s  and a t   t h e  s t a t i o n  a s   t h e  J a p a n e s e  a c t i v i t i e s   i n   t h e  i n t e r n a t i o n a l  BIOMASS  program w i t h  t h e  s i m p l i f i e d  c r u i s e  t r a c k s  o f  v e s s e l s  (Appendix I )   and t h e  l i s t s   o f  s c i ‑ e n t i f i c   r e s u l t s   i n   r e l a t i o n   t o   BIOMASS p u b l i s h e d   b e f o r e   m i d ‑ 1 9 9 1   (Appendix 2 ) .   The o u t l i n e  o f  t h i s  r e p o r t  was p r e s e n t e d  a t  t h e  p o s t e r  s e s s i o n  o f  t h e  BIOMASS  Colloquium h e l d  on September 1 8

ー

2 0 ,1 9 9 1  a t  B r e m e r h a v e n ,  Germany. 

2 .   F i e l d  A c t i v i t i e s   2 . 1 .   Tokyo U n i v e r s i t y  of F i s h e r i e s  (UMITAKA MARU  I l l )  

I n  r e s p o n s e  t o  t h e  BIOMASS, c r u i s e s  o f  T/S UMITAKA MARV I I I ,   Tokyo U n i ‑ v e r s i t y  o f  F i s h e r i e s  were c o n d u c t e d  t h r e e  t i m e s  d u r i n g  t h e  p e r i o d  from 1 9 7 7  t o   1 9 8 4   i n  t h e  A u s t r a l i a n  s e c t o r  o f  t h e  S o u t h e r n  Ocean. 

2 . 1 . l .   Pre‑FIBEX 

The f i r s t   c r u i s e  was done i n   t h e  

1977

—

⁷⁸

^{s e a s o n .}   The UMITAKA MARV I I I   l e f t   Tokyo on November 2 ,   I  9 7 7  and r e t u r n e d  on F e b r u a r y  2 7 ,   1 9 7 8 ,  s p e n d i n g  49 d a y s   f o r   s c i e n t i f i c   work i n   t h e  S o u t h e r n  Ocean and i t s   v i c i n i t y .   The o b j e c t i v e s   of t h i s   c r u i s e  were t o  c a r r y  o u t ;   I .   S t u d i e s  on t h e  d i s t r i b u t i o n   o f  t h e   k r i l l   by means o f  a  f i s h   pump and a  midwater t r a w l  ( n e t ) ,   b o t h  o f  which were n e w l y  d e s i g n e d  f o r  k r i l l   s a m p l i n g ,  2 .   A c q u i s i t i o n  o f  b a s i c   i n f o r m a t i o n  on t h e  d i s t r i b u t i o n  and abundance o f   t h e  k r i l l   w i t h  a  f i s h   f i n d e r ,   3 .   P r e l i m i n a r y  l a b o r a t o r y  e x p e r i m e n t s  on t h e  k r i l l   p h y s ‑ i o l o g y  w i t h  t h e  f r e s h  and sound i n d i v i d u a l s  o f  t h e  k r i l l   c a u g h t  w i t h  t h e  pump and  t r a w l  n e t ,  and 4 .   The p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l   o b s e r v a t i o n s  on o c e a n o g r a ‑ p h i c  c o n d i t i o n s  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

Oceanographic  o b s e r v a t i o n s   and  b i o l o g i c a l   s a m p l i n g s   were c a r r i e d   o u t   a l o n g  

t h e  l o n g i t u d e s  o f  l 2 0 ° E ,   l 5 0 ° E  and 1 6 7 ° E  s o u t h  o f  5 0 ° S  and i n   t h e  two a r e a s  s u r ‑

406  T. HOSHIAI, M .  MURANO, K. NASU and M .  TERAZAKI 

rounded w i t h  6 3 ° S  and 6 5 ° S  l a t i t u d e s  and l 2 0 ° E  and 1 3 2 ° E  l o n g i t u d e s  and 6 4 ° S  and  6 6 ° S  l a t i t u d e s  and l  50°E and 1 6 0 ° E  l o n g i t u d e s .  

The k r i l l  sampled w i t h  t h e  f i s h  pump on January 2 5 ,   1 9 7 8  were p r o v i d e d  f o r  t h e   onboard e x p e r i m e n t s  o f  t h e  f i l t e r i n g   r a t e   o f  d i e t   under t h e  d i f f e r e n t  c o n c e n t r a t i o n s   o f  f o o d   p a r t i c l e s   and oxygen consumption a t   d i f f e r e n t   t e m p e r a t u r e s .   P a r t   o f  t h e   k r i l l ,   which were r e a r e d  i n   t h e  l a b o r a t o r y  a t  Tokyo U n i v e r s i t y  o f  F i s h e r i e s  f o r  more  t h a n  2 6 5  d a y s  f o l l o w i n g  t h e  onboard c u l t u r e ,   were u s e d   f o r   t h e   measurements o f   growth i n c r e m e n t  and m o u l t i n g  f r e q u e n c y .   The growth i n c r e m e n t  i n   body l e n g t h   was e s t i m a t e d  a s   1 2 . 9 2  m m   y

―t 

and t h e  m o u l t i n g  o c c u r r e d  o n c e  p e r  1 6 ‑ 2 6  d a y s .  

A t e n t a t i v e  e s t i m a t i o n  o f  k r i l l  abundance i n  t h e  A n t a r c t i c  Ocean was made w i t h   a  model combining t h e  k r i l l   p a t c h  d i s t r i b u t i o n  and t h e  k r i l l   biomass i n  t h e  o b s e r v e d   p a t c h e s .   The k r i l l   abundance was e s t i m a t e d  a s  3 . 6  hundred m i l l i o n  t o   1 3 .  7  hundred  m i l l i o n   t o n s .   For t h e   measurement o f  t h e   k r i l l   biomass a f i s h   f i n d e r   (FURUNO  FWGT‑23, 2 0 0  kHz, 5  kW) was a p p l i e d .   I n v e s t i g a t i o n s  on t h e  v e r t i c a l  d i s t r i b u t i o n   and m i g r a t i o n  o f  t h e  k r i l l   i n   r e l a t i o n  t o   p h o t i c  c o n d i t i o n s  were a l s o  made w i t h  t h e   f i s h  f i n d e r  d a t a .  

2 . 1 . 2 .   FIBEX 

The s e c o n d  c r u i s e  was u n d e r t a k e n  i n   t h e  1 9 8 0 ‑ 8 1  s e a s o n  i n   t h e  A u s t r a l i a n  s e c t o r   o f  t h e  S o u t h e r n  Ocean.  S i n c e  t h i s  c r u i s e  was conducted t o  p a r t i c i p a t e  i n  t h e  FIBEX,  t h e  s t r e s s   i n   r e s e a r c h   was p u t  on t h e  e c o l o g i c a l   i n v e s t i g a t i o n s   o f  marine A n t a r c t i c   e c o s y s t e m s .   I n v e s t i g a t i o n s   on t h e   k r i l l   b i o l o g y   were c o n t i n u e d   f o l l o w i n g  t h e   f i r s t   c r u i s e  i n   1 9 7 7 ‑ 7 8 .   The p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  o b s e r v a t i o n s  o f  o c e a n o g r a ‑ p h i c  c o n d i t i o n s  a l o n g  c r u i s e  t r a c k  were r o u t i n e l y  c a r r i e d   o u t .   S p e c i a l  e f f o r t s   were  made t o  a c q u i r e  e c o l o g i c a l  i n f o r m a t i o n  on p h y t o p l a n k t o n ,  z o o p l a n k t o n ,  o r g a n i c  p a r ‑ t i c l e s ,  s e a b i r d s  and w h a l e s .   I n  a d d i t i o n ,  t h e  g e o g r a p h i c a l  d i s t r i b u t i o n  o f  c h l o r i n a t e d   hydrocarbons was s t u d i e d  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

The UMITAKA MARU I l l  l e f t  Tokyo on November 1 1 ,   1 9 8 0  and r e t u r n e d  on March  1 1 ,   1 9 8 1 ,   a f t e r  s p e n d i n g  5 0  d a y s  f o r   s c i e n t i f i c   work i n   t h e  Southern Ocean and i t s   a d j a c e n t  a r e a s .  

Along I  25°E from 4 5 ° S  t o  6 5 ° S ,   1 2  CTD and 5 9  XBT s t a t i o n s  were o c c u p i e d .   XBT o b s e r v a t i o n s  were made a t   1 7   s t a t i o n s  on t h e  l i n e   between 5 0 ° 1 9 ' S ,   1 5 1 ° 4 7 ' E   and 5 7 ° 2 5 ' S ,   I  54°E and 1 1   CTD  and 1 9  XBT o b s e r v a t i o n s  were c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e   1 6 0 ° E  m e r i d i o n a l  l i n e  between 6 5 ° S  and 5 5 ° S .   Based on t h e  d a t a  o b t a i n e d ,  t h e  p o l a r   f r o n t  ( 5 6 ° S  i n  b o t h  1 2 5 ° E  and 1 6 0 ° E )  and t h e  A n t a r c t i c  d i v e r g e n c e  zone ( 6 4 ° S  i n   1 2 5 ° E   and 6 2 ° S  i n   I  6 0 ° E )  were i d e n t i f i e d .   The c h l o r o p h y l l  a c o n c e n t r a t i o n  i n   t h e  s u r f a c e   w a t e r  was 0 . 1 1 8 ‑ 0 . 3 8 5  mg  m ‑ 3 .   D i u r n a l  f l u c t u a t i o n   o f  i n   v i v o   f l u o r e s c e n c e   i n   t h e   s u r f a c e  l a y e r  was o b s e r v e d .   S u b s u r f a c e  c h l o r o p h y l l   a maximum was  o b s e r v e d   i n   t h e  l a y e r s  from 50 t o   1 2 5  m d e p t h ,  which were a l s o  t e m p e r a t u r e  minimum l a y e r s  a t   t h e  s t a t i o n s  o c c u p i e d  s o u t h  o f  t h e  p o l a r  f r o n t .   The i n t e g r a t e d  amount o f  c h l o r o p h y l l   a  i n   t h e  w a t e r  above 200 m depth l a y e r   was 1 2 . 4 8 ‑ 5 0 . 9 6  mg  m ‑ 2 .   The p h y t o p l a n k ‑ t o n  communities  dominated  by diatoms and d i n o f l a g e l l a t e s   were i n v e s t i g a t e d  and  some d e t a i l e d  t a x o n o m i c a l  i n f o r m a t i o n  was a c q u i r e d .  

The s a m p l i n g s  of macrozooplankton and micronekton were made.  Remarkable 

components i n   zooplankton and micronekton a l o n g  1 2 5 ° E  and 1 6 0 ° E  n o r t h  o f  t h e  

p o l a r  f r o n t  were c o p e p o d s ,  c h a e t o g n a t h s  and amphipods b u t  a l o n g  I  60°E s o u t h  o f  t h e  

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

₄₀₇ 

p o l a r  f r o n t  c o p e p o d s  and e u p h a u s i i d s .  

V e r t i c a l   f l u x   and h o r i z o n t a l   and v e r t i c a l   d i s t r i b u t i o n s   o f  p a r t i c u l a t e   o r g a n i c   m a t t e r  and a l s o  d i s s o l v e d  o r g a n i c  m a t t e r  w e r e  i n v e s t i g a t e d  i n  r e l a t i o n  t o  t h e  p h y s i c a l   o c e a n o g r a p h i c  c o n d i t i o n s .   The r e s u l t s  i n d i c a t e d  a  c l o s e  r e l a t i o n s h i p  b e t w e e n  o r g a n i c   p a r t i c l e s  and r e g i o n a l  movement o f  w a t e r ,  b u t  f u r t h e r  i n v e s t i g a t i o n s  a r e  r e q u i r e d  t o   r e a c h  c o n c l u s i o n s .   As f o r  t h e  n u t r i e n t  c y c l e  i n  t h e  m a r i n e  A n t a r c t i c  e c o s y s t e m ,  t h e   c o n c e n t r a t i o n  and c o m p o s i t i o n  o f  f a t t y  a c i d s  i n  t h e  p a r t i c u l a t e  m a t t e r  w e r e  i n v e s t i g a t e d   a t  a  s t a t i o n  n e a r  6 4 ° 3 5 ' S ,  1 2 5 ° E .  

F o l l o w i n g  t h e  f i r s t  c r u i s e ,  t h e  onboard l a b o r a t o r y  e x p e r i m e n t s  showed t h a t  f i l t e r ‑ i n g  r a t e  and f e e d i n g  r a t e  o f  t h e  k r i l l  w e r e  h i g h  i n  t h e  w a t e r  w h i c h  c o n t a i n e d  much f o o d .   R e s p i r a t i o n  r a t e  o f  3 . 3 1 ‑ 1 3 9 . 9 7 μ I  02 I n d ‑ 1

に

wasr e c o r d e d  f o r  t h e  k r i l l  o f  6 . 1 ‑ 3 8 5 . 4   mg i n  d r y  w e i g h t .   S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e  c r u i s e   t r a c k .  

2 . 1 . 3 .   SIBEX‑1 

The t h i r d  c r u i s e  was c o n d u c t e d  i n  t h e   1983 — 84 s e a s o n  i n  t h e  A u s t r a l i a n  s e c t o r  o f   t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   T h i s  c r u i s e  was d e v o t e d  t o  t h e  S I B E X ‑ I .   Thus i n v e s t i g a t i o n s   on t h e  s t r u c t u r e  and f u n c t i o n  o f  m a r i n e  A n t a r c t i c  e c o s y s t e m s  and on t h e  k r i l l  b i o l o g y   w e r e  c a r r i e d  o u t .   To make e f f e c t i v e  d a t a  a c q u i s i t i o n  i n  t h e  r e s e a r c h  a r e a ,  t h e  c r u i s e   s c h e d u l e s  o f  t h e  UMITAKA MARU I I I  and t h e  HAKUHO MARU, Ocean R e s e a r c h  I n s t i t u t e   o f  t h e  U n i v e r s i t y  o f  Tokyo, w e r e  c o o r d i n a t e d  i n  a d v a n c e .  

The UMITAKA MARU I I I  d e p a r t e d  from Tokyo on November 2 2 ,  1 9 8 3  and r e t u r n e d   on March 1 4 ,   1 9 8 4 ,  a f t e r  s p e n d i n g  4 1  d a y s  i n  t h e  S o u t h e r n  Ocean and i t s  n e i g h b o r i n g   w a t e r s .   O c e a n o g r a p h i c  o b s e r v a t i o n s   w e r e  c a r r i e d   o u t  a t   1 2   s t a t i o n s   a l o n g   l  l 6 ° E   and 1 5  s t a t i o n s  i n  t h e  l  l 8 ° E ,  1 2 0 ° E  and 1 2 2 ° E  b e t w e e n  6 0 ° S  and 6 5 ° S .   F u r t h e r  o b ‑ s e r v a t i o n s  w e r e  made a t  1 0  s t a t i o n s  a l o n g  l 5 0 ° E  and 4  s t a t i o n s  around 6 5 ° S ,  1 4 7 . 5 ° E .   CTD and XBT o b s e r v a t i o n s  w e r e  c a r r i e d  o u t  a t   4 2  and 1 5 2  s t a t i o n s ,  r e s p e c t i v e l y .   S a m p l i n g s  o f  p l a n k t o n  and m i c r o n e k t o n ,  p r i m a r y  p r o d u c t i v i t y  m e a s u r e m e n t s  w i t h   t h e  i n  s i t u  1 3 C  method and a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i 1 l   w e r e  c a r r i e d  o u t  a t   s e l e c t e d   s t a t i o n s   i n   a d d i t i o n  t o   t h e  CTD o b s e r v a t i o n .   R e s e a r c h  e f f o r t s   w e r e  c o n c e n t r a t e d   i n  t h e  two a r e a s  around 6 2 ° S ,   l  2 0 ° E  and 6 3 ° S ,   l  5 0 ° E .   A s e d i m e n t  t r a p  moored a t   a b o u t  6 1 ° 3 0 ' S ,   l 5 0 ° E  by t h e  HAKUHO MARU on December 2 5 ,   1 9 8 3  was r e c o v e r e d   on F e b r u a r y  5 ,   1 9 8 4 .  

S u b t r o p i c a l  c o n v e r g e n c e ,  s u b a n t a r c t i c  f r o n t ,   A n t a r c t i c  f r o n t   and A n t a r c t i c  d i ‑ v e r g e n c e  w e r e  i d e n t i f i e d  a t  4 0 ° S ,  4 9 ‑ 5 0 ° S ,  5 5 ‑ 5 6 ° S  and 6 3 ‑ 6 4 ° S  a l o n g  I  1 6 ° E  and 4 7 ° S ,  

s s 0 s ,   56 — 58°S and 6 3 ‑ 6 4 ° S  a l o n g  

I 

5 0 ° E .   The l a t i t u d i n a l  v a r i a t i o n  o f  n u t r i e n t  s a l t s  

was o b s e r v e d .   I n  g e n e r a l ,  c o n c e n t r a t i o n s  o f  P 0 4 ,  N02 and N03 i n c r e a s e d  s t e p w i s e  

a t  t h e  f r o n t s  t o w a r d s  s o u t h  and t h a t  o f  S i 0 3  became h i g h  beyond t h e  A n t a r c t i c  f r o n t .  

The mean c h l o r o p h y l l  a  c o n c e n t r a t i o n s  and i n t e g r a t e d  c h l o r o p h y l l  a  c o n t e n t s  a b o v e  

2 0 0  m d e p t h  i n  t h e  w a t e r  a l o n g  l  I 6 ° E  and I  5 0 ° E  w e r e  0 . 2 2 6 ‑ 0 . 3 9 9  mg  m‑3 and 0 . 1 5 0 ‑

0 . 2 4 5  mg m‑3 and 2 6 . 5 1 ‑ 5 2 . 2 8  mg m

→ 

and 1 7 . 4 0 ‑ 4 4 . 6 0  mg m ‑ 2 ,  r e s p e c t i v e l y .   P r i ‑

mary p r o d u c t i v i t y  measured a t  6 5 ° S ,   I  l  6 ° 2 0 ' E  and 6 5 ° S ,   1 5 0 ° E  was 2 9 . 2 2  mgC m‑2 

h ‑ 1  and 5 . 8 4  mgC m

→ 

h

ー

1 . I t   was a l s o  c l a r i f i e d  t h a t  t h e  major p a r t  o f  c h l o r o p h y l l  

a  owed t o  t h e  n a n n o p l a n k t o n  o f  3‑20μm i n   t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   The l a t i t u d i n a l  

d i s t r i b u t i o n  o f  p r o t i s t s  was i n v e s t i g a t e d  i n  r e l a t i o n  t o  t h e  f r o n t s .   Amoeba and c o l ‑

o r l e s s   d i n o f l a g e l l a t e s   w e r e  common and p r e d o m i n a n t  c o n s t i t u e n t s   i n   h e t e r o t r o p h s  

408  T. HOSHIAI, M. MURANO, K. NASU and M. TERAZAKI 

i n  t h e  S o u t h e r n  Ocean. 

The mean c o n c e n t r a t i o n  o f  p a r t i c u l a t e   o r g a n i c  carbon and t h a t  o f  p a r t i c u l a t e   n i t r o g e n  were 59.7‑118μgC I

→ 

and  8.85 — 16.6µgN 1 ‑ 1  i n  t h e  s u r f a c e  w a t e r  and d e c r e a s ‑ e d  w i t h  d e p t h  t o  r a n g e s  o f  16.1‑54.lμgC 1 ‑ 1  and  1.48 — 3.44µgN 1 ‑ 1 .  

Composition o f  amino a c i d ,   c a r b o h y d r a t e  and l i p i d   i n   t h e   p a r t i c u l a t e   o r g a n i c   c a r b o n  was a n a l y z e d .   T o t a l  amount o f  t h e  t h r e e  components o c c u p i e d  6 3 . 8 ‑ 8 8 . 3 %   o f  p a r t i c u l a t e  o r g a n i c  c a r b o n  i n   t h e  s u r f a c e  and d e c r e a s e d  w i t h  d e p t h .   I n  g e n e r a l ,   t h e  p r o p o r t i o n  o f  amino a c i d  and l i p i d  t o  t h e  p a r t i c u l a t e  o r g a n i c  carbon i n c r e a s e d   i n v e r s e l y   w i t h  w a t e r  t e m p e r a t u r e .   P r o p o r t i o n  o f  l i p i d   was h i g h  i n   t h e   s u b s u r f a c e   t e m p e r a t u r e  minimum l a y e r  and t h a t  o f  amino a c i d  was h i g h  i n   t h e  s u r f a c e  l a y e r .   The abundance o f  k r i l l  e s t i m a t e d  w i t h  t h e  a c o u s t i c  s u r v e y  was 0 . 0 2 8 7  g  m ‑ : i  and  0 . 0 7 1 2  g  m‑3 i n   t h e  two s u r v e y e d  a r e a s ,  and t h e s e  v a l u e s  w e r e  a b o u t  f o u r  t i m e s  t h a t   i n   t h e  FIBEX c r u i s e  c a r r i e d  o u t  b y  t h e  UMITAKA MARU I I I  i n  a l m o s t  t h e  same a r e a .   As f o r  t h e  f e e d i n g  o f  k r i l l ,   r e s u l t s  o f  i n g e s t i o n  e x p e r i m e n t s  i n d i c a t e d  t h a t  i n  t h e   c o n c e n t r a t i o n  o f  f o o d  p a r t i c l e s  i n  t h e  a m b i e n t  w a t e r s ,  i n d i v i d u a l s  l a r g e r  t h a n  8 . 1 6  mg  i n  d r y  w e i g h t  c o u l d  n o t  c a t c h  f o o d  t o  s a t i s f y  t h e i r  minimum r e q u i r e m e n t  f o r  n o u r i s h ‑ ment and t h a t  m i g h t  have o p p o r t u n i t i e s  t o  t a k e  s u f f i c i e n t  f o o d  sometime d u r i n g  sum‑

m e r .   An a n a l y s i s  o f  l i p i d   and amino a c i d  c o m p o s i t i o n  o f  f e c a l   p e l l e t   o f  k r i l l   and  p o s s i b l e  food p l a n k t e r s  showed t h a t  s m a l l  k r i l l   f e d  on d i a t o m s  b u t  l a r g e r  one t o o k   b o t h  d i a t o m s  and c h o a n o f l a g e l l a t e s .   S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was c o n d u c t e d   t o   a c c u m u l a t e  b a s i c   i n f o r m a t i o n  on t h e  e c o s y s t e m  s t r u c t u r e  f o l l o w i n g  t h e   FIBEX. 

2 . 2 .   F i s h e r i e s  Agency (KAI  YO  MARV) 

BIOMASS and BIOMASS r e l a t e d  r e s e a r c h  c r u i s e s  which were p e r f o r m e d  by t h e   KAIYO MARU, F i s h e r i e s  Agency o f  Japan were c a r r i e d  o u t  s i x  t i m e s  d u r i n g  t h e  p e r i o d   from t h e   1 9 7 9 ‑ 8 0  s e a s o n  t o   t h e   1 9 9 0 ‑ 9 1   s e a s o n .   P r i o r  t o   t h e  commencement o f   c r u i s e s  o f  t h e  KAIYO MARU, i n   1 9 7 2 ‑ 7 3  a  f e a s i b i l i t y  s t u d y  f o r  t h e  u t i l i z a t i o n  o f  t h e   A n t a r c t i c  k r i l l  a s  a  f u t u r e  r e s o u r c e  o f  p r o t e i n  f o r  mankind was s t a r t e d  by JAMARC. 

F o l l o w i n g  t h i s  p i l o t  s t u d y ,  c o m m e r c i a l  o p e r a t i o n s  f o r  t h e  k r i l l  began i n   1973 — 74 and  have b e e n  c o n t i n u e d  u n t i l  now.  S i n c e  F i s h e r i e s  Agency o f  Japan i n t e n d e d  t o  r a t i o n a l l y   u t i l i z e  t h e  k r i l l ,   i t   e m p h a s i z e d  t h e  n e e d  t o  c o l l e c t  b a s i c  d a t a  on t h e  e n v i r o n m e n t  and  e c o s y s t e m  o f  f i s h i n g  ground t o  a v o i d  h a r m f u l  e f f e c t s  o f  f i s h e r i e s  a c t i v i t y  t o  t h e  n a t u r a l   e n v i r o n m e n t  and e c o s y s t e m s  o f  t h e  A n t a r c t i c  O c e a n ,  a s  w e l l  a s  t h e  n e c e s s i t y  f o r  o b t a i n ‑ i n g  b a s i c  i n f o r m a t i o n  on t h e  b i o l o g y  o f  t h e  k r i l l  t o  p r e v e n t  i t s  d e p l e t i o n .  

2 . 2 . 1 .   Pre‑FIBEX 

The f i r s t   c r u i s e  was done i n   t h e   1 9 7 9 ‑ 8 0  s e a s o n .   The o b j e c t i v e s  o f  t h i s   c r u i s e  

were t h e  a c q u i s i t i o n  o f  b a s i c  i n f o r m a t i o n  on t h e  e n v i r o n m e n t  and e c o s y s t e m s  i n  t h e  

w a t e r s  o f f  t h e  w e s t e r n  c o a s t  o f  W i l k s  Land, t h e  e s t i m a t i o n  o f  t h e  k r i l l  abundance and 

t h e  e x a m i n a t i o n  o f  b i o l o g i c a l  p a r a m e t e r s  o f  t h e  k r i l l .   The KAIYO MARU d e p a r t e d  

from Tokyo on December 1 2 ,   1 9 7 9  and r e t u r n e d  on March 8 ,   1 9 8 0 .   R e s e a r c h  work 

was done f o r  3 7  d a y s  i n  t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   A r e g i o n  e n c i r c l e d  by 1 0 0 ° E  and l  20°E 

and 6 1 ° S  and 6 5 ° S  was s e l e c t e d  f o r  t h e  i n t e n s i v e  s t u d y .   Along f i v e  m e r i d i o n a l  l i n e s  

o c c u p i e d  a t  5 ° i n t e r v a l s  from l  00°E t o  1 2 0 ° E  p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  o b s e r v a ‑

t i o n s  were r o u t i n e l y  c a r r i e d  o u t  a t  i n t e r v a l s  o f  2 0 ' l a t i t u d e .   P l a n k t o n  s a m p l i n g s  were 

made a t  s e l e c t e d  s t a t i o n s  o u t  o f  t h e  r o u t i n e  s t a t i o n s .   I n  a d d i t i o n ,  i n t e n s i v e  p l a n k t o n  

s a m p l i n g s  w i t h  o c e a n o g r a p h i c  o b s e r v a t i o n s  w e r e  done i n   t h e   a r e a s  o f  6 5 ° S ,   l  l  5°E 

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

409 

and 6 5 ° S ,   l  2 0 ° E ,  where abundance of t h e  k r i l l  was h i g h .   H y d r o a c o u s t i c  s u r v e y  was  done c o n t i n u o u s l y  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k  o f  t h e  s h i p .   O b s e r v a t i o n s  o f  t h e  k r i l l  r e a r e d   on board was made.  S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was made a l o n g  t h e  c r u i s e   t r a c k .  

F r o n t a l   z o n e s ,   s u b t r o p i c a l   c o n v e r g e n c e ,   A u s t r a l a s i a n   s u b a n t a r c t i c   f r o n t   and  A n t a r c t i c   c o n v e r g e n c e   were  o b s e r v e d   a t   4 0 ° 0 6 ' S ,   1 1 1 ° 2 8 ' E ,   4 7 ° ‑ 4 9 ° S ,   l  l 0 ° E   and  5 5 ° 4 2 ' S ,   1 0 5 ° 2 0 ' E  i n   t h e  southbound c r u i s e  and 4 4 ° 0 7 ' S ,   l 4 0 ° 4 2 ' E ,   5 1 ° ‑ 5 2 ° S ,   1 3 5 ° E   and 5 8 ° 4 7 ' S ,   1 2 9 ° 2 2 ' E  i n   t h e   northbound c r u i s e .   A g e n e r a l  e a s t w a r d  c u r r e n t  was  o b s e r v e d  i n  t h e  s t u d y  a r e a ,  i n  w h i c h  t h e r e  were r e g i o n a l  c u r r e n t  s y s t e m s .   The c y c l o n i c   and a n t i c y c l o n i c  e d d i e s  were o b s e r v e d  i n   t h e  a r e a  e n c l o s e d  w i t h  l a t i t u d i n a l  l i n e s   o f   6 2 ° S  and 6 2 ° 3 0 ' S  and l o n g i t u d i n a l  l i n e s  o f  l 0 5 ° E  and 1 1 0 ° E .   A s t r o n g  meandering o f   e a s t w a r d  f l o w  which seemed t o  b e  i n d u c e d  by t h e  bottom t o p o g r a p h y  was s e e n  s o u t h   o f  6 3 ° S .   The k r i l l  abundance was h i g h  beyond 6 4 ° S .   The k r i l l  d e n s i t y  e s t i m a t e d  w i t h   t h e  n e t  s a m p l i n g  was l ‑ 4 0  g  m ‑ 3 .   I t   seemed t h a t  t h e r e  was a  c l o s e  r e l a t i o n s h i p  b e ‑ t w e e n  t h e  k r i l l  abundance and h i g h  c o n c e n t r a t i o n  o f  c h l o r o p h y l l  a .   B r e e d i n g  b e h a v i o r   of t h e  k r i l l   was o b s e r v e d  i n   an onboard a q u a l i u m .   The number o f  e g g s ,  f r e q u e n c y   o f  e g g  l a y i n g  and t h e  development o f  l a i d  e g g s  w e r e  e x a m i n e d .   The e g g s  d e v e l o p e d   t o  t h e  m e t a n a u p l i u s  s t a g e  one month a f t e r  t h e  e g g  l i b e r a t i o n .   S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s   and w h a l e s  was done t o  a c c u m u l a t e  b a s i c  i n f o r m a t i o n  on t h e i r  d i s t r i b u t i o n .  

2 . 2 . 2 .   FIBEX 

The s e c o n d  c r u i s e  o f  t h e  KAIYO MARV was c o n d u c t e d  t o  p a r t i c i p a t e  i n   t h e  I n ‑ t e r n a t i o n a ]   I n d i a n  Program o f  FIBEX.  The main o b j e c t i v e s  o f  t h i s  c r u i s e  were t o   c o n t i n u e  o c e a n o g r a p h i c  r e s e a r c h  o f  t h e  marine A n t a r c t i c  e n v i r o n m e n t  and e c o s y s t e m s   and t o  d e v e l o p  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l  d i s t r i b u t i o n  and abundance i n  t h e  w a t e r s   i n c l u d i n g  f i s h i n g  g r o u n d s  o f  J a p a n e s e  f i s h e r i e s  f l e e t .   The KAIYO MARU l e f t   Tokyo  on November 1 1 ,   1 9 8 0  and r e t u r n e d  on March 1 8 ,   1 9 8 1 .   R e s e a r c h  work was done  f o r  5 0  d a y s  i n  t h e  S o u t h e r n  O c e a n .   The c r u i s e  o f  t h e  KAIYO MARV i n  t h e  S o u t h e r n   Ocean c o n s i s t e d  o f  two l e g s .   The o b s e r v a t i o n s  o f  t h e  f i r s t   l e g  were m a i n l y  made i n   t h e  a r e a  b e t w e e n  60°E and 85°E s o u t h  o f  6 1 ° S  and t h o s e  o f  t h e  s e c o n d  l e g  i n   t h e  a r e a   b e t w e e n  30°E and 55°E s o u t h  o f  6 3 ° S .   S i x  n o r t h ‑ s o u t h  l i n e s  a t  5 ° i n t e r v a l s  were s e t   a t  e a c h  o f  two r e s e a r c h  a r e a s  and p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  o b s e r v a t i o n s  w e r e   c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e  t r a n s e c t s .   The d i s t r i b u t i o n  o f  p h y t o p l a n k t o n ,  z o o p l a n k t o n  and  p a r t i c u l a t e  m a t t e r  was o b s e r v e d  i n  r e l a t i o n  t o  t h e  p h y s i c a l  and c h e m i c a l  o c e a n o g r a p h i c   c o n d i t i o n s .   A c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l   was a l s o  c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .   Abundance o f  t h e  k r i l l  was h i g h  i n  t h e  s o u t h e r n  p a r t  o f  s u r v e y  a r e a s ,  w h i c h  were w i t h i n   200 km from t h e  pack i c e  e d g e .   Major z o o p l a n k t e r s  o t h e r  t h a n  t h e  k r i l l   were Me‑

d u s a e ,   T h a l i a c e a   and  Pteropoda  i n   t h e s e   a r e a s .   I n t e r c a l i b r a t i o n   o f  t h e   s c i e n t i f i c   echo s o u n d e r  and comparison o f  s a m p l i n g  e f f i c i e n c y  o f  two t r a w l  n e t s  e q u i p p e d  on t h e   A u s t r a l i a n  r e s e a r c h  v e s s e l  NELLA DAN and t h e  KAIYO MARV w e r e  u n d e r t a k e n .   S i g h t ‑ i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was made a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

2 . 2 . 3 .   SIBEX‑I 

The t h i r d   c r u i s e  was c o n d u c t e d  t o   p a r t i c i p a t e   i n   SIBEX‑I.  The o b j e c t i v e s   o f  

r e s e a r c h  s e t   up i n   s u c c e s s i o n  t o  t h e  s e c o n d  c r u i s e  were t o  c o l l e c t  b a s i c  d a t a  on t h e  

o c e a n o g r a p h i c  c o n d i t i o n s  and marine e c o s y s t e m s  o f  t h e  S o u t h e r n  Ocean and t o  make 

a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l .   The r e s e a r c h  a r e a ,  h o w e v e r ,  was s e l e c t e d  b e t w e e n  65°E 

410  T .  H o S H I A I ,  M. M U R A N O ,   K.  N A S U  a n d  M. T E R A Z A K I  

and 75°E s o u t h  o f  6 1 ° S  o f f  P r y d z  B a y ,  t a k i n g  i n t o  a c c o u n t  t h e  scheme n e g o t i a t e d  by  t h e  I n d i a n  S e c t o r  g r o u p  o f  SIBEX.  F i v e  m e r i d i o n a l  l i n e s  a t  2 ° 3 0 ' i n t e r v a l s  w e r e  s e t   f o r  t h e  o c e a n o g r a p h i c  o b s e r v a t i o n s  and b i o l o g i c a l  s a m p l i n g s .   The f i r s t   o b s e r v a t i o n   was c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e s e  l i n e s  b e t w e e n  61°Sand 6 4 ° S  i n  t h e  p e r i o d  o f  December 4  t o  2 5 ,  1 9 8 3 .   The s o u t h  end o f  t h e  o b s e r v a t i o n  s i t e s  was l i m i t e d  w i t h  t h e  pack i c e  e d g e .   The s e c o n d  o b s e r v a t i o n  was made a l o n g  t h e  s o u t h e r n  p a r t  o f  f i v e   l i n e s   p r e v i o u s l y   s e t t l e d .   I n  g e n e r a l ,   o b s e r v a t i o n s  w e r e  done b e t w e e n  6 3 ° S  and 6 9 ° S  b e c a u s e  o f  t h e   r e t r e a t  o f  i c e  e d g e .  

The p h y s i c a l  s t r u c t u r e  o f  w a t e r  mass i n   t h e  r e s e a r c h  a r e a  was o b s e r v e d .   The  d i s t r i b u t i o n   o f  n u t r i e n t s ,   c h l o r o p h y l l   a w i t h  p h a e o p i g m e n t s  and d i s s o l v e d   o x y g e n   c o n t e n t s  were measured i n  c o n j u n c t i o n  t o  t h e  p h y s i c a l  c o n d i t i o n s  o f  s e a  w a t e r .   C h l o ‑ r o p h y l l  a  c o n c e n t r a t i o n  was h i g h  i n  a  s u b s u r f a c e  l a y e r  which c o i n c i d e d  w i t h  t h e  t e r n ‑ p e r a t u r e  minimum l a y e r .   I t   a p p e a r e d  t h a t  t h i s   h i g h  c h l o r o p h y l l  l a y e r  e x t e n d e d  t o   s o u t h  w i t h  t h e  r e t r e a t  o f  i c e  e d g e .   T a r g e t  s t r e n g t h  o f  t h e  k r i l l  measured i n  s i t u  was 

‑66.2 dB 1  g ‑ 1  w i t h  an e c h o  i n t e g r a t o r ,  FQ‑50 w i t h  a  f r e q u e n c y  o f  2 0 0  kHz.  The  k r i l l   b i o m a s s  was e s t i m a t e d  a c o u s t i c a l l y  a s   5 , 4 9 0 , 0 0 0  t  o v e r  t h e  s e c o n d  s u r v e y  a r e a   w i t h  h i g h e r  d e n s i t y  i n   t h e  s o u t h e r n  p a r t  o f  r e s e a r c h  a r e a  on b o t h  o c c a s i o n s .   S i z e   c o m p o s i t i o n  and m o r p h o l o g i c a l  p a r a m e t e r s  o f  t h e  k r i l l   w e r e  i n v e s t i g a t e d .   S i g h t i n g   o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was made a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

2 . 2 . 4 .   SIBEX‑II 

The f o u r t h  c r u i s e  o f  t h e  KAIYO MARU was c o n d u c t e d  t o  p a r t i c i p a t e  i n  S I B E X ‑ 1 1 .   Most o f  p r o p o s e d  r e s e a r c h  a r t i c l e s  f o l l o w e d  t h o s e  o f  t h e  p r e v i o u s  c r u i s e  t o  c o n t i n u e   t h e  e f f o r t s  i n  o b t a i n i n g  b a s i c  d a t a  on t h e  o c e a n o g r a p h i c  c o n d i t i o n s  and e c o s y s t e m s   o f  t h e  S o u t h e r n  Ocean and i n  c a r r y i n g  o u t  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l   a b u n d a n c e .   The KAIYO MARU l e f t  Tokyo on O c t o b e r  9 ,   1 9 8 4  and r e t u r n e d  on March 1 0 ,   1 9 8 5 .   The r e s e a r c h  c r u i s e  i n  t h e  S o u t h e r n  Ocean c o n s i s t e d  o f  two l e g s .   L i n e s  a l o n g  t h e  90°W  l o n g i t u d e  and a l o n g  t h e  w e s t  c o a s t  o f  t h e  A n t a r c t i c  P e n i n s u l a  and a  t r a n s e c t  c r o s s i n g   t h e  Drake P a s s a g e  w e r e  c o v e r e d  i n  t h e  f i r s t  l e g  from November 2 7  t o  December 1 7 ,   1 9 8 4 .   L i n e s  a l o n g  30°W i n  t h e  e a s t e r n  p a r t  o f  t h e  S c o t i a  S e a ,  o f f  t h e  P r i n c e  A s t r i d   C o a s t  and a l o n g  t h e  1 2 ° E  l o n g i t u d e  w e r e  i n v e s t i g a t e d  i n  t h e  s e c o n d  l e g  from J a n u a r y   2  t o  2 2 ,   1 9 8 5 .   P h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  o b s e r v a t i o n s  w e r e  c a r r i e d  o u t  a l o n g   t h e  c r u i s e  t r a c k .   B a s i c  d a t a  on t h e  h o r i z o n t a l  and v e r t i c a l  d i s t r i b u t i o n  o f  t h e  b i o m a s s   o f  p h y t o p l a n k t o n ,  z o o p l a n k t o n  and t h e  k r i l l   w e r e  c o l l e c t e d .   The t a r g e t  s t r e n g t h  o f   t h e  k r i l l   measured i n   s i t u  was ‑57.6 dB l  g ‑

1. 

Average k r i l l   d e n s i t y  was e s t i m a t e d   a c o u s t i c a l l y  a s  1 1 . 5  g  m

→ 

t h r o u g h o u t  t h e  t r a c k  l i n e s  i n  t h e  s u r v e y  r e g i o n .   Abundant  k r i l l  w e r e  o b s e r v e d  i n  t h e  n o r t h  o f  t h e  S o u t h  S h e t l a n d  I s l a n d s  and i n   t h e  w e s t  o f  t h e   S o u t h  S a n d w i t c h  I s l a n d s .   S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  was c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e   c r u i s e  t r a c k .  

2 . 2 . 5 .   Post‑SIBEX 

The f i f t h   c r u i s e  was c o n d u c t e d  t o  f u r t h e r  e f f o r t s  on t h e  e s t i m a t i o n  o f  t h e  k r i l l  

b i o m a s s  t o  a c q u i r e  b a s i c  d a t a  f o r  t h e  management o f  A n t a r c t i c  m a r i n e  l i v i n g  r e s o u r c e s ,  

t a k i n g  i n t o  a c c o u n t  t h e  a c t i o n  o f  CCAMLR.  The p r o p o s e d  r e s e a r c h  a r t i c l e s  w e r e  

composed o f  t h e  i n v e s t i g a t i o n s  f o r  t h e  d e t e r m i n a t i o n  o f  t a r g e t  s t r e n g t h  o f  t h e  k r i l l  

w i t h  t h e  e c h o  i n t e g r a t o r  i n s t a l l e d  on board t h e  KAIYO MARU, t h e  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  

t h e  k r i l l  d i s t r i b u t i o n  and abundance and p h y s i c a l ,  c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  i n v e s t i g a ‑

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS  4 1 1  

t i o n s  o f  o c e a n o g r a p h i c  c o n d i t i o n s  i n  r e l a t i o n  t o  t h e  k r i l l  d i s t r i b u t i o n .   For t h e  k r i l l   b i o m a s s  s t u d i e s ,  c o o p e r a t i v e  o p e r a t i o n s  w i t h  a  USA/Poland R e s e a r c h  V e s s e l ,  P R O F E S S O R   S I E D L E C K I  and a  J a p a n e s e  t r a w l e r ,  Aso MARV w e r e  u n d e r t a k e n .  

The KAIYO MARV l e f t   Tokyo on O c t o b e r  2 8 ,   1 9 8 7  and r e t u r n e d  on March 1 6 ,   1 9 8 8 .   The r e s e a r c h  c r u i s e s  i n  t h e  S o u t h e r n  Ocean c o n s i s t e d  o f  two l e g s .   A t r a n s e c t   b e t w e e n  5 6 ° S ,  70°W and 6 2 ° S ,  55°W, c r o s s i n g  t h e  Drake P a s s a g e  and t h r e e  l i n e s  a l o n g   55°W ( 5 7 ° ‑ 6 2 ° S ) ,  50°W ( 5 6 ° ‑ 6 2 ° S )  and 45°W ( 5 0 ° ‑ 6 2 ° S )  w e r e  c o v e r e d  w i t h  t h e  f i r s t   l e g  from December 1 6  t o  2 8 ,   1 9 8 7 .   The c r u i s e  o f  t h e  s e c o n d  l e g  was made f i r s t  i n  a  l i n e  a l o n g  60°W s o u t h  o f  5 7 ° S .   S u c c e s s i v e l y  t h e  c o o p e r a t i v e  r e s e a r c h  f o r  t h e  d e t e r ‑ m i n a t i o n  o f  t a r g e t  s t r e n g t h  o f  t h e  k r i l l  w i t h  t h e  Aso MARV was done a t  a b o u t  6 2 ° S ,   6 0 ° 2 3 ' W ,  n o r t h  o f  L i v i n g s t o n  I s l a n d ,   S o u t h  S h e t l a n d  I s l a n d s  on J a n u a r y  1 7  t o  2 0 ,   1 9 8 8 .   I n t e r c a l i b r a t i o n   o f  t h e   e c h o   i n t e g r a t o r   and  n e t   s a m p l i n g   w i t h   P R O F E S S O R   S I E D L E C K I  was done a t  a b o u t  6 1 ° S ,  56°W, n o r t h  o f  E l e p h a n t  I s l a n d  on J a n u a r y  2 3  and  2 4 ,  1 9 8 8 .  

A c c o r d i n g  t o  b o t h  t h e  r e s u l t  o f  a c o u s t i c  s u r v e y  w i t h  t h e  e c h o  i n t e g r a t o r ,  FURU‑

NO  FQ‑50 and t h e  c a t c h  amount o f  t h e  k r i l l   by t h e  Aso MARV, c a l c u l a t e d  t a r g e t   s t r e n g t h  o f  1  g  i n  w e t  w e i g h t  o f  t h e  k r i l l  was ‑ 6 6 . 1  d B .   F u r t h e r m o r e ,  t a r g e t  s t r e n g t h   o f  t h e  k r i l l  m e a s u r e d  t w i c e  i n   s i t u  was ‑60.9 dB 1  g ‑ 1 .   The k r i l l  b i o m a s s  e s t i m a t e d   w i t h  t h e  e c h o  i n t e g r a t o r  was 2 3 , 8 5 0 , 0 0 0  t  i n  t h e  w a t e r s  s o u t h  o f  5 7 ° S  i n  t h e  s u r v e y  a r e a   and 6 0 0 , 0 0 0  t i n  t h e  c o o p e r a t i v e  s u r v e y  a r e a  w i t h  a  t r a w l e r  ( 3 0 ' l a t i t u d e   x  I O  l o n g i t u d e ) .   As f o r  t h e  k r i l l  d e n s i t y ,  r e s u l t s  o f  t h e  s a m p l i n g  w i t h  a  KYMT  n e t  g a v e  a  f i g u r e  o f  8 4  g  i n  w e t  w e i g h t  1 0 0 0  m ‑ 3 .   The n o r t h e r n  l i m i t  o f  t h e  k r i l l  d i s t r i b u t i o n  s h i f t e d  n o r t h w a r d   a s  o n e  g o e s  e a s t w a r d .  

The s t r u c t u r e  o f  w a t e r  mass and t h e  p o s i t i o n  and o c e a n o g r a p h i c  c o n d i t i o n s  o f   f r o n t a l  z o n e s  w e r e  e l u c i d a t e d  t h r o u g h  p h y s i c a l  and c h e m i c a l  o c e a n o g r a p h i c  o b s e r v a ‑ t i o n s .   C l o s e  r e l a t i o n s h i p   o f  h i g h  c h l o r o p h y l l  c o n c e n t r a t i o n  w i t h  h i g h  c o n t e n t s  o f   d i s s o l v e d  o x y g e n  and low c o n t e n t s  o f  p h o s p h a t e ‑ P  and n i t r a t e ‑ N  was g e n e r a l l y  o b s e r v e d .   T h i s  i n d i c a t e d  h i g h  p r i m a r y  p r o d u c t i v i t y  i n  t h i s  w a t e r .   S i g h t i n g  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s   was c a r r i e d  o u t  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k .  

2 . 2 . 6 .   Post‑BIOMASS 

The s i x t h  c r u i s e  was c o n d u c t e d  t o  c o n t i n u e  r e s e a r c h  on t h e  b i o l o g y  o f  t h e  k r i l l   t o  c o n t r i b u t e  t o  t h e  management o f  t h e  k r i l l   and o t h e r  A n t a r c t i c  m a r i n e  l i v i n g  r e ‑ s o u r c e s .   R e s e a r c h  p r o g r a m s  w e r e  composed o f  t h e  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  k r i l l  d i s ‑ t r i b u t i o n  and a b u n d a n c e ,  t h e  o b s e r v a t i o n  o f  i n t e r a c t i o n  b e t w e e n  t h e  k r i l l  and i t s  p r e d ‑ a t o r s  and t h e  m e a s u r e m e n t s  o f  b i o l o g i c a l  p a r a m e t e r s  o f  t h e  k r i l l  i n  r e l a t i o n  t o  e n v i r o n ‑ m e n t a l  c o n d i t i o n s .   The p h y s i c a l ,   c h e m i c a l  and b i o l o g i c a l  o b s e r v a t i o n s  o f  o c e a n o ‑ g r a p h i c  c o n d i t i o n s  and t h e  s i g h t i n g  o b s e r v a t i o n s  o f  s e a b i r d s  and w h a l e s  w e r e  c a r r i e d   o u t .   The i n v e s t i g a t i o n  on t h e  i n t e r a c t i o n  b e t w e e n  t h e  k r i l l   and p r e d a t o r s  was u n ‑ d e r t a k e n  i n  c o o p e r a t i o n  w i t h  t h e  N a t i o n a l  O c e a n i c  and A t m o s p h e r i c  A d m i n i s t r a t i o n   (NOAA), USA. 

The KAIYO MARU l e f t  Tokyo on November 

I, 

1 9 9 0  and r e t u r n e d  on March 2 2 ,  

1 9 9 1 .   The r e s e a r c h  c r u i s e  i n   t h e  S o u t h e r n  Ocean c o n s i s t e d  o f  two l e g s .   I n  t h e  f i r s t  

l e g  o c e a n o g r a p h i c  o b s e r v a t i o n s  w e r e  c a r r i e d  o u t  i n  t h e  v i c i n i t y  o f  t h e  S o u t h  S h e t l a n d  

I s l a n d s  i n c l u d i n g  B r a n s f i e l d  S t r a i t ,  b u t  i n  t h e  s e c o n d  l e g  o b s e r v a t i o n s  w e r e  c o n c e n t r a t ‑

e d  i n  t h e  w a t e r s  n o r t h  o f  t h e  S o u t h  S h e t l a n d  I s l a n d s .   I n t e n s i v e  a c o u s t i c  s u r v e y  o f  t h e  

412 

T .  H o s H I A I ,  M. MURANO, K .  NAsu a n d  M. T E R A Z A K I  

k r i l l  was done i n  a  l i m i t e d  a r e a  n o r t h  o f  L i v i n g s t o n  I s l a n d  two t i m e s  i n  l a t e  December  1 9 9 0  and i n  l a t e  January t o  e a r l y  February 1 9 9 1 .   I t   was o b s e r v e d  t h a t  t h e  k r i l l  d e n s i t y   i n  t h e  s e c o n d  l e g  was about 3 ,   4  t i m e s  h i g h e r  than t h a t  i n  t h e  f i r s t  l e g .   F e e d i n g  b e ‑ h a v i o r  o f  s u c h  k r i l l  p r e d a t o r s  a s  c h i n s t r a p  p e n g u i n ,  m a c a l o n i  p e n g u i n  and A n t a r c t i c   f u r  s e a l  was i n v e s t i g a t e d  a t  S e a l  I s l a n d  and i t s  v i c i n i t y .   D i v i n g  s e q u e n c e  and p o s i t i o n   o f  i n d i v i d u a l   p r e d a t o r   were  a u t o m a t i c a l l y   r e c o r d e d .   The s p e c i e s   c o m p o s i t i o n   o f   stomach c o n t e n t s  o f  p r e d a t o r s  and t h e  d i s t r i b u t i o n  and abundance o f  t h e  k r i l l  i n  t h e i r   f o r a g i n g  f i e l d  were i n v e s t i g a t e d .   R e s u l t s  w i l l  c o n t r i b u t e  t o   t h e  a n a l y s i s  o f  f u n c t i o n   o f  e c o s y s t e m s .   Reduction o f  t h e  d a t a  and p r o c e s s i n g  o f  t h e  s a m p l e s  o b t a i n e d  i n  t h e   s i x t h  c r u i s e  a r e  i n  p r o g r e s s .  

2 . 3 .   Ocean R e s e a r c h  I n s t i t u t e ,   U n i v e r s i t y   < ? f   Tokyo (HAKUHO MARV) 

The KH‑83‑4 c r u i s e  o f  t h e  HAKUHO MARU formed t h e  SIBEX‑1 a c t i v e l y  i n   t h e   P a c i f i c  s e c t o r  o f  t h e  A n t a r c t i c  a l o n g  w i t h  a n o t h e r  s h i p ,  UMITAKA MARU o f  t h e  Tokyo  U n i v e r s i t y  o f  F i s h e r i e s .   The s t u d i e s  c a r r i e d  o u t  on t h e  HAKUHO MARU i n c l u d e d  t h o s e   on t h e  A n t a r c t i c  p e l a g i c  e c o s y s t e m  and i t s  dynamics e s p e c i a l l y  on k r i l l ‑ d o m i n a n t  w a t e r s .   The HAKUHO MARU o p e r a t e d  m o s t l y  i n   t h e  s o u t h e r n  o c e a n s  o f  A u s t r a l i a  i n c l u d ‑ i n g   t h e   A n t a r c t i c   O c e a n .   S c i e n t i f i c   r e s e a r c h   was c a r r i e d   o u t   m a i n l y  a l o n g   I  50°E  from December 1 1 ,   1 9 8 3  t o  January 2 ,   1 9 8 4  and a l o n g  I  l  5"E i n  t h e  p e r i o d  o f  J a n u a r y   1 8  t o  3 1 ,   1 9 8 4 .   B e s i d e s  3 0  s c i e n t i s t s  from 9  o r g a n i z a t i o n s ,  one f o r m a l  o b s e r v e r  ( f r o m   t h e  P e o p l e ' s  R e p u b l i c  o f  C h i n a )  t o  t h e  J a p a n e s e  A n t a r c t i c  o p e r a t i o n  j o i n e d  t h e  c r u i s e .   The f o l l o w i n g  r e s e a r c h  i t e m s  were i n v e s t i g a t e d :   I .   S t u d i e s  on d i s t r i b u t i o n ,  s p e c i f i c   c o m p o s i t i o n s  and p r o d u c t i o n  o f  p l a n k t o n  and m i c r o n e k t o n ,  2 .   S t u d i e s  on t h e  g r a z i n g   a c t i v i t y   o f  z o o p l a n k t o n  s u c h   a s   c o p e p o d s ,  e u p h a u s i i d s   and t h a l i a c e a n s   on p h y t o ‑ p l a n k t o n ,  3 .   E c o l o g i c a l  s t u d i e s  on marine b a c t e r i a ,   4 .   S t u d i e s  on t h e  c h a r a c t e r i s t i c s   o f  b i o l o g i c a l  a c t i v i t i e s   u n d e r  low t e m p e r a t u r e  and l o n g  d a y l i g h t  c o n d i t i o n s ,   5 .   A s ‑ s e s s m e n t s  o f  t h e  k r i l l   abundance w i t h  a  f i s h  f i n d e r ,   6 .   Measurements o f  g r a v i t y  and  m a g n e t i c s ,  7 .   S i g h t i n g s  o f  marine mammals ( e s p e c i a l l y  w h a l e s )  and s e a b i r d s ,  8 .   Mca‑

s u r e m e n t s  o f  p h y s i c a l  and c h e m i c a l  e n v i r o n m e n t a l  c o m p o n e n t s .  

Oceanographic c o n d i t i o n s  were examined a l o n g  two m e r i d i o n a l  s e c t i o n s  o f  l  5 0 ' '   and l  1 5 ° E .   The s u b t r o p i c a l  c o n v e r g e n c e  was a t  4 7 ° S  a l o n g  1 5 0 ° E  and 4 7 . 5 ° S  a l o n g   l  1 5 ° E .   The s u b a n t a r c t i c  f r o n t  was a t   4 9 ° S  a l o n g   1 5 0 ° E  and 4 7 . 5 ° S   a l o n g   l  1 5 ° E .   The p o l a r  f r o n t  was a t   5 6 . 5 ° S  a l o n g  l  50°E and 5 5 ° S  a l o n g  l  l  5 ° E .   The g e o s t r o p h i c   f l o w  r e l a t i v e  t o   2000 dB was c a l c u l a t e d  f o r   both s e c t i o n s .   The maximum v e l o c i t y   was 1 8  cm s

―1 

a t  t h e  s u r f a c e  between 45°and 4 7 . 5 ° S  a l o n g  1 1 5 ° E .   The d i r e c t i o n  o f   t h e  f l o w  was m a i n l y  e a s t w a r d  f o r  b o t h  s e c t i o n s .  

S e t t l i n g  p a r t i c l e s   were c o l l e c t e d   a t   1 4 6 0  m and 3 7 6 0  m d e p t h  i n   t h e   A n t a r c t i c   Ocean w i t h  s e d i m e n t  t r a p s  o f  t i m e  s e r i e s  t y p e  d e p l o y e d  a t  6 1 ° 3 0 ' S ,  1 5 0 ° E .   During t h e   42 d a y s  t h e  c o n c e n t r a t i o n  o f  s i l i c a t e  i n  t h e  s u r f a c e  w a t e r  d e c r e a s e d  by 32%, w h e r e a s   t h o s e  o f  n i t r a t e  and phosphate d e c r e a s e d  by o n l y  4‑5%.  The t o t a l  p a r t i c u l a t e  f l u x   (lgm

→ day―

1 )   i n   t h e   A n t a r c t i c   Ocean  i s   t h e   l a r g e s t   o f  a l l   t h e   world o c e a n s .   The t i m e  v a r i a t i o n  o f  t h e  p a r t i c u l a t e  f l u x  a t   1 4 6 0  m d e p t h  a l m o s t  c o i n c i d e d  w i t h  t h a t   a t   3760 m.  Hydrocarbon c o m p o s i t i o n  was c h a r a c t e r i s t i c  t o  e a c h  o f  t h e  p a r t i c l e  and  s e d i m e n t  s a m p l e s  c o l l e c t e d  a t  6 3 0  m, 1 4 3 0  m and 3230 m.  H e n e i c o s a h e x a e n e  w i d e l y   o c c u r r e d  i n  d i a t o m s  a n d / o r  c o c c o l i t h o p h o r e s  l i v i n g  i n  t h e  s u r f a c e  w a t e r s .  

Decomposition o f  c h i t i n  by t h e  A n t a r c t i c  m i c r o o r g a n i s m s  was i n v e s t i g a t e d  under 

J a p a n e s e  A c t i v i t i e s  f o r  BIOMASS 

413 

l a b o r a t o r y  c o n d i t i o n s .   The e x o s k e l e t o n  o f  t h e  k r i l l   was decomposed w i t h i n   I  o r  2  months e v e n  a t   a  low t e m p e r a t u r e  o f  t h e  A n t a r c t i c  O c e a n ,  and t h e  d e c o m p o s i t i o n   r a t e  was a c c e l e r a t e d  i f  t h e  c h i t i n o u s  e x o s k e l e t o n  c o n t a i n s  some p r o t e i n .   I n  a d d i t i o n ,   t h e  d e c o m p o s i t i o n  o f  c h i t i n  was m a i n l y  due t o  t h e  c h a r a c t e r i s t i c  community o f  b a c t e r i a .   V  c r t i c a l   d i s t r i b u t i o n   o f  h e t e r o t r o p h i c   b a c t e r i a   was s u r v e y e d   a t   s i x   s t a t i o n s .   The  t o t a l  b a c t e r i a l  c o u n t s  p e r  ml o f  s e a w a t e r  i n  t h e  A n t a r c t i c  r e g i o n  r a n g e d  from 1 0 4  t o   I O

尺

w h e r e a st h e  p l a t e  c o u n t s  by t h e  f i l t e r  method w e r e  1 0 ° t o  1 0 1   i n  t h e  u p p e r  5 0 0  m  l a y e r s  and 1 0 ‑ 1  t o   1 0 ° i n  t h e  d e e p e r  w a t e r  l a y e r s .   More t h a n  87% o f  t h e  b a c t e r i a l   s t r a i n s  i s o l a t e d  from s u r f a c e  w a t e r  o f  t h e  A n t a r c t i c  Ocean w e r e  o r a n g e ‑and y e l l o w ‑ p i g m e n t   b a c t e r i a .   Among t h e   p i g m e n t e d   b a c t e r i a ,   G r a m ‑ n e g a t i v e ,   n o n ‑ m o t i l e ,   o r a n g e ‑ p i g m e n t e d  r o d s  t h a t  a p p e a r e d  t o  c o n s t i t u t e  a  s i n g l e  s p e c i e s  b e l o n g i n g  t o  F l a ‑ v o b a c t e r i u m ‑ C y t o p h a g a  p r e d o m i n a t e d .  

I n  t h e  S o u t h e r n  Ocean f o u r  n a n n o p l a n k t o n  a s s e m b l a g e s  w e r e  d e f i n e d ,   n a m e l y ,   s u b t r o p i c a l ,   s u b a n t a r c t i c ,   A n t a r c t i c   and  c i r c u m ‑ A n t a r c t i c   p a c k   i c e   a s s e m b l a g e s .   The f o r m e r  t h r e e  a s s e m b l a g e s  w e r e  composed m a i n l y  o f  c a l c a r e o u s  n a n n o p l a n k t o n ,   dominated  b y   v a r i e t i e s   o f  C o c c o l i t h o p h y c e a e .   The l a s t   a s s e m b l a g e   i s   dominated  by a  g r e a t  number o f  s i l i c e o u s  m i c r o o r g a n i s m s .   Two k i n d s  o f  p h y t o p l a n k t o n  com‑

m u n i t i e s  w e r e  i d e n t i f i e d  i n  t h e  s u b t r o p i c a l  c o n v e r g e n c e  a t  l  5 0 ° E :  a  s u b a n t a r c t i c  d i a t o m   d o m i n a t e d  p o p u l a t i o n  and a  n o r t h e r n  p o p u l a t i o n  w i t h  l e s s   diatom d o m i n a n c e .   The  i n v e r s i o n  c o n f i n e d  t h e  s u b a n t a r c t i c  p o p u l a t i o n  t o   t h e   s h a l l o w e r  mixed l a y e r  w h i c h   was r i c h  i n   n i t r a t e  and p h o s p h a t e ,  r e s u l t i n g  i n   i n c r e a s e d  c h l o r o p h y l l  a  and p r i m a r y   p r o d u c t i o n .   P h y t o p l a n k t o n  w e r e  s i z e ‑ f r a c t i o n a t e d   by t h e   u s e   o f  n e t s   o f  d i f f e r i n g   mesh s i z e .   T h i s  e n a b l e d  p r i m a r y  p r o d u c t i v i t y  t o  b e  d e t e r m i n e d  f o r  t h e  v a r i o u s  s i z e   f r a c t i o n s .   The  s p e c i e s   c o m p o s i t i o n   o f   t h e   p h y t o p l a n k t o n   was  a l s o   d e t e r m i n e d .   Changes w e r e  s e e n  i n  t h e  d i s t r i b u t i o n  and abundance o f  d i a t o m s ,  p a r t i c u l a r l y  N i t z s c h i a ,   and  d i n o f l a g e l l a t e s ,   and  t h e s e   d i f f e r e n c e s   w e r e   r e l a t e d   t o   s i l i c a   c o n c e n t r a t i o n   a t   d i f f e r e n t  s t a t i o n s .   A l s o ,  t h e  v e r t i c a l  d i s t r i b u t i o n  o f  d i a t o m s ,  d i n o f l a g e l l a t e s   and  o t h e r  f l a g e l l a t e s  was d e t e r m i n e d .  

On t h i s  c r u i s e ,  z o o p l a n k t o n ,  e s p e c i a l l y  c h a e t o g n a t h s ,  w e r e  u s e d  a s  i n d i c a t o r s  o f   d i f f e r e n t   w a t e r   m a s s e s   around  t h e   s u b t r o p i c a l   c o n v e r g e n c e .   E u k r o h n i a   hamata  a c c o u n t e d  f o r  more t h a n  90% o f  t h e  c h a e t o g n a t h  numbers s o u t h  o f  t h e  s u b t r o p i c a l   c o n v e r g e n c e ,  w h i l e  S a g i t t a  t a s m a n i c a  was most abundant n o r t h   o f  t h e  s u b t r o p i c a l   c o n v e r g e n c e .   The v e r t i c a l  d i s t r i b u t i o n  o f  c h a e t o g n a t h s  a l o n g  t h e  c r u i s e  t r a c k  was  e x a m i n e d .   S a l p s   dominated wet w e i g h t   o f  z o o p l a n k t o n  s o u t h   o f  t h e   s u b t r o p i c a l   c o n v e r g e n c e ,  w i t h  S a l p a  t h o m p s o n i  most abundant i n   A n t a r c t i c  w a t e r s  and T h e t y s   v a g i n a  dominant n o r t h  o f  t h e  P o l a r  F r o n t .   The t o t a l  z o o p l a n k t o n  b i o m a s s  and t h e   abundance o f  f o u r  major h e r b i v o r o u s  copepod s p e c i e s  w e r e  compared w i t h  t h e  c o r ‑ r e s p o n d i n g  d a t a  o f  t h e  D i s c o v e r y  I n v e s t i g a t i o n s   5 0 ‑ 6 0  y e a r s  ago when t h e   m a r i n e   A n t a r c t i c  e c o s y s t e m  was a l m o s t  n e a r  i t s  p r i s t i n e  s t a t e .   The t o t a l  z o o p l a n k t o n  b i o m a s s   o b s e r v e d  was w e l l  w i t h i n  t h e  v a r i a t i o n  o f  p o s s i b l e  s a m p l i n g  b i a s   o f  t h e   D i s c o v e r y   r e s u l t ,   and was c o n s i d e r e d  t o   h a v e  b e e n  a l m o s t  unchanged d u r i n g  t h e  p a s t  s e v e r a l   d e c a d e s .   On t h e   o t h e r  h a n d ,  t h e  abundance o f  t h r e e   o f  f o u r   major h e r b i v o r o u s   c o p e p o d s  i s   r e m a r k a b l y  p o o r e r  w i t h  t h e  m a g n i t u d e s  o f  1 0 ‑ 1  t o  1 0 ‑ 2  i n  more t h a n  70% 

o f  a v e r a g e  f i g u r e s  o f  t h e  p r e s e n t  s t u d y  t h a n  t h a t  r e p o r t e d  i n   t h e  D i s c o v e r y  I n v e s t i ‑

g a t i o n s .