植物プランクトン（藻類）の平均サイズは、一般的に、栄養塩負荷の増加に伴い大型化する。しかしながら、琵琶湖北湖におけるStaurastrum属やMicrasterias hardyi等の大型藻類の増加は、必ずしも栄養塩の経年変化とは一致していない。他の要因として光環境の変化も指摘されているが、詳細の解明には至っていない。そこで本研究では、藻類サイズ別の光合成特性に着目し、光環境や栄養塩供給との関係性を把握することを目的とした。
まず野外調査として、2019年6月から11月まで毎月1回、琵琶湖沖合および沿岸の定点において藻類群集を採取した。フィルターで小型藻類（S、<30 μm）と大型藻類（L、≥30 μm）に分画し、高速フラッシュ蛍光光度法 (FRRf) を用いて、最大量子収率（Fv/Fm）、光吸収断面積（σPSII）、熱放散係数（NSV）、および活性中心あたりの電子伝達速度（J）をサイズ別に測定した。さらに、栄養塩添加実験を毎月1回行った。各地点の試料から捕食者を除いて500 mL容のボトル6本に満たし、うち3本はNO3 とPO4を添加し、残り3本は対照区とした。これらを現場水温、500 μmol photon m-2 s-1で48時間培養し、FRRf測定を行った。
藻類群集のサイズ別現存量は、沿岸・沖合ともに6～9月はS>L、10、11月はS<Lであった。沿岸・沖合ともに、LはSより光に対する感受性が低い（σPSIIはS≥L）が、強光ストレスも低い（NSVはS≥L）ために活性が高い（Fv/FmはS≤L）ことが明らかとなった。栄養塩添加実験の結果、Sでは沖合の6、7月に、Lでは沿岸の10、11月に、それぞれ光合成特性に対する顕著な影響が認められた。すなわち栄養塩供給は、常に同じサイズ群集へ影響を与えるとは限らず、場所と季節によって異なる可能性が示唆された。