2008年度日本海洋学会秋季大会シンポジウム

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1 8 年度日本海洋学会秋季大会シンポジウム ノリ色落ちと内湾域の栄養塩動態 講演要旨集 主 催 : 日本海洋学会 コンビーナー : 藤原建紀 1) 樽谷賢治 ) ) 渡辺康憲 1) 京都大学大学院農学研究科 )( 独 ) 水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所 日時 :8 年 9 月 8 日 ( 日 ) 1:~16: 場所 : 広島国際大学呉キャンパス 1 号館 3 階 ( 講義室 131)

2 シンポジウム ノリ色落ちと内湾域の栄養塩動態 主催 : 日本海洋学会コンビーナー : 藤原建紀 ( 京都院農 ) 樽谷賢治 ( 水研セ瀬戸内水研 ) 渡辺康憲 ( 水研セ瀬戸内水研 ) 日時 :9 月 8 日 ( 日 ) 1:~16: 広島国際大学呉キャンパス 広島県呉市広古新開 場所 : 海洋学会秋季大会会場第 1 会場 (1 号館 3F: 131 教室 ) 入場無料 趣旨瀬戸内海をはじめ, 日本の多くの内湾海域では養殖ノリの色落ち ( 栄養塩不足による生育不良 ) が起きている. ノリ養殖は沿岸漁業の経済的基盤となっているため, ノリの不作は漁家経済に深刻な打撃を与えている. ノリ色落ちの直接の原因は, 大型珪藻が増殖し, 栄養塩を使い尽くし, 海水が見かけ上貧栄養化 ( 栄養塩が枯渇した状態 ) することであり, これは各海域に共通している. しかしながら, 栄養塩が枯渇していくまでのプロセスは海域により, あるいは年により異なっている. 瀬戸内海では年ごとにノリ色落ちが深刻化し,H19 年度は特に著しい不作となったのに対し, 有明海では H1 年度に珪藻赤潮により大規模なノリ色落ちが起きたものの, その後は良好な作柄となっている. 瀬戸内海や三河湾では DIN( 溶存無機態窒素 ) 不足であるのに対し, 東京湾では DIP( 溶存無機態リン ) 不足となっている. また瀬戸内海や三河湾では秋から冬に DIN DIP 濃度のピークがあるのに対し, 伊勢湾や東京湾にはない. 本シンポジウムでは, 日本の各内湾海域の栄養塩濃度の季節変動 経年変動と, ノリ色落ち状況を示し, 各海域に共通する現象と固有の現象を明らかにする. 次に, 栄養塩動態を理解し, モデル化し, 沿岸海域の栄養塩動態の科学を作り上げるアプローチを示す. 本シンポジウムにより, 各海域の担当者間の情報交換を図り, ノリ色落ちに対する共通の認識を深め, またノリ色落ちの原因を明らかにし, その対策をとるための一ステップとしたい. 各海域の状況について共通フォーマットのアンケートを行っています. これの結果も示します. 1

3 プログラム ( 目次 ) 1: - 1:5 開催あいさつ藤原建紀 ( 京大院農 ) 1. 各内湾域の実態把握座長 : 樽谷賢治 ( 水研セ瀬戸内水研 ) 1:5-1:3 ノリ養殖と珪藻赤潮 栄養塩 ( 背景と趣旨説明を含む ) p.3 渡辺康憲 樽谷賢治 ( 水研セ瀬戸内水研 ) 1:3-1:45 播磨灘の栄養塩環境とノリ養殖 p.6 原田和弘 ( 兵庫水技 ) 1:45-11: 三河湾の栄養塩環境とノリ養殖 p.8 大橋昭彦 ( 愛知水試 ) 11: - 11:15 伊勢湾の栄養塩環境とノリ養殖 p.11 坂口研一 岩出将英 藤田弘一 ( 三重水研鈴鹿水産研究室 ) 11:15-11:5 休憩 11:5-11:4 東京湾の栄養塩環境とノリ養殖 p.13 長谷川健一 ( 千葉水総研セ ) 11:4-11:55 有明海の栄養塩環境とノリ養殖 p.16 首藤俊雄 久野勝利 松原賢 ( 佐賀有明水振セ ) 11:55-1:1 博多湾の栄養塩環境とノリ養殖 p.18 渕上哲 ( 福岡水海技セ ) 1:1-13:3 昼食休憩. 栄養塩動態の理解座長 : 藤原建紀 ( 京大院農 ) 13:3-13:5 河川からの栄養塩供給とダムからの緊急放流 p.19 高木秀蔵 ( 岡山水試 ) 藤沢節茂 ( 香川赤潮研 ) 13:5-14:1 数値モデルによる栄養塩動態の解明 p.1 筧茂穂 ( 水研セ東北水研 ) 14:1-14:3 大型珪藻の栄養塩動態における役割 p.3 多田邦尚 ( 香川大農 ) 14:3-14:5 沿岸海域の栄養塩動態 ( まとめ ) p.5 藤原建紀 ( 京大院農 ) 3. 総合討論 / 情報交換会座長 : 渡辺康憲 ( 水研セ瀬戸内水研 ) 15: - 16: アンケートと集約結果 p.35

4 ノリ養殖と珪藻赤潮 栄養塩 ( 背景と趣旨説明を含む ) 渡邉康憲 樽谷賢治 ( 水研セ瀬戸内水研 ) キーワード : ノリ養殖 珪藻赤潮 栄養塩 周防灘 1. はじめに我が国の代表的伝統食品であるノリは 戦後各地で養殖技術の発展とともに生産が増大し 年間 1 億枚 (1 億円 ) に達する産業に成長した しかし 近年 瀬戸内海をはじめとする主要な生産地でしばしば栄養塩不足による色落ち ( 品質の低下 ) が発生し 沿岸域の漁家経営に深刻な打撃を与えている 本日のシンポジウムでは主要なノリ生産県におけるノリ養殖とそれを支える栄養塩環境の変遷と現状について情報交換を行い ノリ色落ちに対する共通認識を深めるとともに 栄養塩動態を理解し モデル化し 沿岸海域の栄養塩動態の科学を作り上げる筋道を示す このことで各海域の担当者間の相互理解を深め ノリ色落ちの原因を明らかにすることでその対策を考えるための第一歩としたい なお 本発表ではノリ養殖と栄養塩との関係を示す典型的な事例として 嘗て盛んだったが 199 年頃までにノリ養殖が急速に衰退した瀬戸内海西部海域 ( 周防灘 ) の状況についても紹介する. ノリの生産海域ノリ養殖は適度に富栄養化して静穏な内湾域が適地とされる 農林水産省の漁業 養殖業生産統計年報によれば ノリ生産県は 1985 年には 6 県あったが 1997 年は 1 県となり 5 年には 18 県に減少した 現在 我が国では仙台湾 ( 宮城県 ) 東京湾( 千葉県 ) 三河湾( 愛知県 ) 伊勢湾 ( 三重県 ) 瀬戸内海東部( 兵庫 県 香川県 岡山県 ) 有明海( 佐賀県 福岡県 熊本県 ) などが主産地となっている 3. ノリの生産動向主生産県のノリ生産動向を示す 図 1に太平洋北区および太平洋中区に位置する宮城県 千葉県 愛知県 三重県のノリ生産枚数の 1974 年から 5 年まで約 3 年間の経年変化を示す 宮城県は 199 年代以降も順調に生産を伸ばしているが 千葉県は 5~1 年周期で豊凶を繰り返しており 年以降低迷気味である 愛知県は 198 年代には生産枚数がしばしば 1 億枚を越えていたが 199 年代中盤以降生産量は減少し 5 年には 6 億枚程度となった 三重県も生産状況の経年変化は愛知県と類似しており 198 年代までは 6 億枚前後で推移していたが 199 年頃から生産量は減少し 5 年には 3 億枚以下となった 図 に瀬戸内海東部海域のノリ生産枚数の 生産枚数 ( 億枚 ) 太平洋北部および中部海域のノリ生産枚数の移り変わり ( 養殖年 ) 宮城千葉愛知三重 図 1 太平洋北部および中部海域のノリ生産量の経年変化 3

5 経年変化を示した 兵庫県は 197 年代後半か ら 199 年頃にかけて順調に生産を伸ばしたが 年頃から生産量が減少傾向を示し 7 年は著しい不作となった ( 発表で説明 ) 香川県も経年的傾向は兵庫県と類似しており 197 年代後半から 198 年代後半にかけて生産を伸ばしたが 年以降急激に生産量が減少している 岡山県は 198 年から 199 年代前半までは年間 4 億枚程度の生産量を維持していたが 199 年代後半以降生産量は徐々に減少し 5 年には 億枚程度にまで低下した 生産枚数 ( 億枚 ) 瀬戸内海東部海域のノリ生産枚数の移り変わり ( 養殖年 ) 兵庫香川岡山 図 瀬戸内海東部海域のノリ生産量の経年変化 図 3に有明海域のノリ生産枚数の経年変化を示した 有明海域は全国一のノリ生産海域で佐賀 福岡 熊本 3 県とも 198 年代後半以降ほぼ毎年 1 億枚以上の生産をあげている 年には著しい不作に見舞われたが その後はほぼ堅調に生産を維持或いは増加させている 4. ノリ不作の原因農作物が土に含まれる栄養分を吸収して育つのと同様 ノリは海水中に含まれる窒素などの栄養塩類を吸収して生育する 海では植物プランクトンが主な栄養塩の消費者だが 水温が低下する冬季は植物プランクトンの生育に適さないため 環境中の栄養塩をノリが独占的に利用することでノリ養殖が営まれている し 生産枚数 ( 億枚 ) 有明海域のノリ生産枚数の移り変わり ( 養殖年 ) 図 3 有明海域のノリ生産量の経年変化 佐賀福岡熊本 かし 珪藻類の一部には低水温条件下でも大増殖が可能な種があり 養殖ノリと競合して色落ちを引き起こす大きな要因となっている これが瀬戸内海東部海域ではコシノディスカスワイレシーやユーカンピアゾディアカス ( 以下 ユーカンピア ) という大型種である 珪藻類の中でも大型種の赤潮は小型種より発生期間が長いことが経験的に知られており 近年 より低栄養塩環境に適応している可能性が指摘されている 大型種が勢力を増すようになった要因として 栄養塩濃度の低下という環境変化が懸念されている 近年 千葉県や愛知県でも大型珪藻がノリ色落ち被害を引き起こしていることが報告されている 5. 瀬戸内海西部海域のノリ生産動向周防灘に面した山口県 福岡県 大分県のノリ生産状況を図 4に示した 山口県では 197 年代には 5 億枚前後の生産があったが 199 年頃には 3 億枚に減少し 5 年には約 1 億枚となった 大分県は 197 年代には 3 億枚程度だったが 199 年頃には約 1 億枚に減少し 5 年には.1~. 億枚となった 福岡県では 197 年代には約 1 億枚の生産があったが 199 年代後半から生産は行われなくなった 図中で大分県では 198 年頃 生産量が一時低下したようにみえるが これは統計データの欠落によるもので ある程度の生産は維持されていたものと推察される 4

6 生産枚数 ( 億枚 ) 瀬戸内海西部海域のノリ生産枚数の移り変わり ( 養殖年 ) 山口福岡大分 が明瞭に認められる 図中に示したが 回帰直線から求めたDINの年平均濃度は 1973 年には 3.4μmol/Lであったが 198 年 199 年 年にはそれぞれ μmol/Lであった ( 実測値の年平均値は μ mol/l) 図 4 瀬戸内海西部海域のノリ生産量の経年変化 6. 瀬戸内海西部海域の栄養塩環境周防灘の栄養塩環境を示す一例として 山口県 福岡県 大分県で実施された浅海定線調査結果 ( 全域の 5 定点 ) から m 層のDIN( 溶存態無機窒素 ) の 3 年間の経年変化を図 5に示した 1) DIN 濃度は成層化する夏季に低く鉛直混合が活発な秋から冬季に低い大きな季節変化を示しているが 経年的には減少する傾向 7. おわりに本シンポジウムでは前半で千葉県以南の主要なノリ生産県の担当者に栄養塩環境とノリ養殖の実態を報告して頂くとともに 九州海域で最も都市化が進んだ海域の一つである博多湾についても報告をお願いした 後半では 栄養塩動態の理解を目的としてモデルを中心とした 4 件の発表が予定されている 閉鎖性の高い沿岸域の栄養塩環境は様々な自然的 人為的要因に支配されるが ノリ養殖を糸口としてこれを見た時 豊かな社会を目指す将来の方向性についてどのような姿が見えてくるのか 様々な立場から活発な意見の交換を期待したい 1 DIN 5 m 層 y = -9E-5x R =.19 '73 '75 '77 '79 '81 '83 '85 '87 '89 '91 '93 '95 '97 '99 '1 '3 図 5 瀬戸内海西部海域 ( 周防灘 ) の DIN( 溶存態無機窒素 ) 濃度の経年変化 (μmol/l) 季節変化が大きいが減少傾向が明瞭に現れている 和西 佐藤 平澤 (5) 1) を 一部改変 細線 : 実測値 太線 :5 項移動平均値 1) 和西昭仁 佐藤利幸 平澤敬一 (5): 周防灘. 瀬戸内海ブロック浅海定線調査観測 3 年成 果集 独立行政法人水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所発行 p

7 播磨灘の栄養塩環境とノリ養殖 原田和弘 ( 兵庫水技 ) kazuhiro_harada@pref.hyogo.lg.jp 1. はじめに兵庫県では瀬戸内海側でノリ養殖が盛んであり 6 年度漁期には約 16 億枚 15 億円の生産量を上げている全国有数の産地である また 本県瀬戸内海側の漁業における養殖ノリの生産金額は 全漁業生産金額の約 4 割を占める基幹漁業となっている しかし 近年は大型珪藻の大量発生等に起因する栄養塩濃度の低下による 色落ち が毎年のように発生し ノリの生産に大きな影響を与えている 本報では浅海定線調査デ-タを用いて 栄養塩濃度の変遷を検証するとともに 近年の播磨灘における栄養塩環境がノリ養殖に与えている影響について述べる. 兵庫のノリ養殖兵庫のノリ養殖は播磨灘北部 ( 沿岸部 鹿ノ瀬 家島諸島 ) 淡路島沿岸および大阪湾北部で 浮き よる生産量低下や他産地との競合により 8 円 / 枚前後に低下している ( 図 1) 兵庫県におけるノリ養殖は 9 月頃からの採苗に始まり 育苗を経て 水温が 19 未満に下がる 11 月下旬以降に本格生産 ( 本張り ) が開始され 翌年 4 ~5 月に終了するのが通例である 3. 播磨灘の栄養塩播磨灘 15 地点の年間平均表層 DIN 濃度の推移を図 に示した 大局的に見ると 197 年代以降 DIN 濃度は低下傾向にあることが明らかであり 近年は ~4μmol/L 程度で推移している DIP も DIN とほぼ同様の変化を示すが DIN ほど急激な濃度低下は認められず 198 年代以降はほぼ横這いであった 一方 DSi は 197 年代から増減はあるものの 顕著な変化傾向は認められずほぼ横這いであった 1 流し式養殖により生産されている 196 年代中頃までは支柱式養殖が中心であり 出荷枚数も数千万枚に留まっていた その後 浮き流し式養殖の普及により 養殖面積が拡大するとともに 多獲性品種や冷凍網保存技術の導入等も加わって 生産量は十数億枚まで急激に増加した 一方 ノリの平均単価は 198 年頃までは 15 円 / 枚前後であったが 安定的な量産によって長年 1 円 / 枚前後 DIN(μmol/L) 年 で推移していた しかし ここ数年は 色落ち に 図 播磨灘表層の DIN 濃度経年変化 (15 地点平均 ) 出荷枚数 ( 億枚 ) 平均単価 ( 円 / 枚 ) 播磨灘の表層における DIN および DIP 濃度は毎年 1 月頃にピ-クを示す周期で変動する傾向が明瞭である DSi も同様に 1 月に高い傾向を示すが 梅雨時期の 7 月頃にも高濃度ピ-クを示す特徴がある 底層の栄養塩はいずれも成層が発達する 8 月頃にも高濃度を示し DSi では特に顕著である 4. 養殖ノリの色落ち 生産年度出荷枚数平均単価 図 1 兵庫県のノリ出荷量と平均単価の推移 兵庫県播磨灘のノリ養殖漁場では 1999 年以降 程度 の差はあるものの 毎年ノリの色落ちが発生している ノリ 6

8 の色落ちは栄養塩濃度の低下 とくに DIN の不足による 影響が大きいとされている 近年 播磨灘の養殖ノリに色 落ちが発生する要因について検討した結果 次の要素 の存在が明らかとなった 1) 大型珪藻類の大量発生播磨灘でノリ漁期に発 生するおもな大型珪藻は Eucampia zodiacus および Coscinodiscus wailesii である E.zodiacus は播磨灘北 西部を発生源として分布範囲を拡大し ノリ漁期後 半に発生量のピ - クを迎えることが多い 本種は栄 養塩濃度がある程度低下した環境でも増殖すること が可能であり 培養実験において 低水温下でも高 い窒素取り込み能を有することが判明した また C.wailesii は細胞が非常に大きく 栄養塩の消費量が 多い特徴がある さらに これらの大型珪藻のほか 7 年度漁期には播磨灘全域で Thalassiosira diporocyclus が群体を形成し DIN の枯渇を招いた事 例もある このように大型珪藻をはじめとした植物 プランクトンの大量発生による栄養塩の消費が 色 落ちの一因となっている ) 瀬戸内海東部の冬季における水塊移動兵庫 岡山 広島 香川県の共同調査および愛媛県の観測 デ - タから 瀬戸内海東部のノリ漁期における漁場 環境に関する水平分布図を作成した その結果 瀬 戸内海東部では ノリ漁期である冬季に季節風 ( 西 風 ) による水塊移動が存在することが判明した 燧 灘に存在していた貧栄養水塊は ノリ漁期が進むに 従って東方海域に移動し 各海域の栄養塩濃度低下 に影響していることが明確となった ( 図 3) 1 月中旬 月上旬 また ノリの生産が本格化する 1 月以降 ノリ漁期 が進むに従い 漁場の表層 DIN 濃度は漸減傾向を示 す特徴があるが 199 年代後半以降は 主要ノリ生 産期である 1~3 月の表層 DIN 濃度が 以前に比べ さらに低下している ( 図 4) DIN(μ mol/l) 月 14 1 月 月 14 3 月 年 図 4 ノリ生産期の播磨灘表層の DIN 経年変化 このように播磨灘では大型珪藻の大量発生 西方 海域からの貧栄養水塊流入および近年の灘全体の DIN レベル低下が互いに関連して ノリ漁期の DIN 濃度低下が進み 色落ちに至っていることが判明し た 今後はそれぞれの現象についての要因を精査し ておく必要がある 5. 今後の対策 ノリの色落ち対策として 色落ち被害の軽減およ び栄養塩回復対策が挙げられる 被害軽減対策とし て 兵庫県ではノリ生産期の浅海定線調査等の観測 デ - タや モデルを用いた栄養塩の動向予想をホ - ムペ - ジ等で毎旬提供し 養殖管理に役立てている さらに E.zodiacus については 細胞サイズを回復 する秋季の細胞密度と ブル - ムを迎える時期まで の日数に相関関係があることを見出し ノリ漁期当 1 月下旬 月中旬 初に発生予測情報を提供している 一方 栄養塩回 復対策として ノリ漁場への施肥やダムからの放水 などが試験的に実施されているが 漁場の特性など 低高 6 年漁期 DIN 濃度 図 3 瀬戸内海東部の冬季における水塊移動 3) 播磨灘の栄養塩濃度前述のように播磨灘の表層 DIN 濃度は 1 月頃にピ-クを示す周期で変動する から現在のところ顕著な効果は現れていない 今後 水産研究機関としては 適切な漁場環境に関する提言を前提に これまでの漁場観測デ-タ等と漁業生産の検証を進めるのが急務と考えている 7

9 三河湾の栄養塩環境とノリ養殖 大橋昭彦 ( 愛知水試 ) 1. はじめに 三河湾は知多半島と渥美半島に囲まれた閉鎖的な海域 で, 豊川が流入する東部の渥美湾, 矢作川が流入する西部の知多湾 ( 衣浦湾とも言う ) に分けられる ( 図 1) 三河湾では, 江戸時代末期にノリ養殖が始まり, 現在も湾内で活発にノリ養殖業が営まれている ( 平成 18 年の愛知県のノリ生産枚数は 54,988 千枚, 全国 6 位である ) 三河湾のノリ漁場は知多半島から渥美半島にかけての沿岸域と湾口部にある島嶼域 ( 篠島, 日間賀島 ) にある 三河湾内の区画漁業権は図 1 に実線で示した位置にある 渥美湾北部の沿岸にも区画漁業権はあるが, 現在はノリ養殖が行われているところは少ない 主に, 沿岸域では支柱柵, 浮き流しの両方で養殖が行われ, 島嶼域では浮き流しによる養殖が行われている ノリ養殖の生産性向上のためには栄養塩動向の把握が重要である 愛知水試では,7~8 年度の三河湾浅海定線調査,9~96 年度栄養塩調査 (1~ 月に実施 ),97 年度から現在まで続く毎月の栄養塩調査で, 三河湾の栄養塩動向を継続的に調査している 今回は, これらの結果の他に, 伊勢湾総合広域水質調査の結果を用いて三河湾の栄養塩の動向について解析を行った ( 表 ) 伊勢湾 知多湾 図 1 三河湾の海域区分 ( 点線 ) 及び区画漁業権 ( 実線 ) 表 今回の解析に用いた調査 実施年度 調査点数知多湾三河湾 三河湾浅海定線調査 7~8 7 栄養塩調査 (1~ 月 ) 9~ 栄養塩調査 ( 毎月 ) 97~ 4 8 伊勢湾総合広域水質調査 78~ 6 表 1 知多湾, 渥美湾における冬季 (1~ 月 ) に発生した赤潮の構成種 渥美湾 知多湾 Chaetoceros spp. Detonula pumila Eucampia zodiacus Nitzschia spp. Rhizosolenia spp. R.setigera Skeletonema costatum Thalassiosira spp. Akashiwo sanguinea Gyrodinium spp. Noctiluca scintillans Prorocentrum micans Eutreptiella spp. small flagellates Mesodinium rubrm 不明 渥美湾 Chaetoceros spp. Detonula pumila Eucampia zodiacus Lauderia spp. Leptocylindrus danicus Nitzschia spp. Rhizosolenia spp. R.setigera Skeletonema costatum Thalassiosira spp. Akashiwo sanguinea Ceratium fruca Noctiluca scintillans Dictyocha Distephanus Heterocapsa spp. Prorocentrum spp. Eutreptiella spp. Small flagellates Mesodinium rubrum 不明 注 ) はノリ色落ちをもたらした赤潮 8

10 延べ日数 冬季の赤潮とノリ色落ちについて 図 に 71 年度からの知多湾, 渥美湾における 1~ 月の 赤潮延べ日数, 表 1 に 71 年度からの知多湾, 渥美湾での 1 ~ 月に発生した赤潮の構成種を示した 知多湾で冬季に発生する赤潮は, 珪藻類の赤潮が多く Skeletonema costatum,chaetoceros spp. Thalassiosira spp. の赤潮が多い 8 年代後半から Eucampia zodiacus の赤潮が目立つようになっている 珪藻類の赤潮は,7 年代後半から増加し始め, 近年も延べ日数 日を越える赤潮が発生している 渥美湾は, 珪藻類だけでなく鞭毛藻類の赤潮も多く発生している ただ赤潮となっている鞭毛藻類の多くは Noctiluca scintillans である 珪藻類は, 知多湾同様に S.costatum,Chaetoceros spp.,thalassiosira spp. が多い E.zodiacus は 8 年代後半から散発するが, 知多湾よりは少ない 発生延べ日数は, 知多湾と同様に 7 年代後半から増加し始めている 延べ日数は, 知多湾より多く推移しており, 延べ日数が 4 日を越える年も多い ノリの色落ちは,E.zodiacus の赤潮が発生したときは, ほとんどの場合発生している また E.zodiacus だけでなく S.cosatum,Chaetoceros spp.,thalassiosira spp. 等の赤潮による場合も多数ある 3. 三河湾の栄養塩濃度の季節変動について 97 年度からの栄養塩調査の結果を用いて三河湾の栄養塩濃度の季節変動を調べた この調査は三河湾内の 13 点で行っており, 知多湾, 渥美湾の中央部各 1 点で 3 層 ( 表層,5m, 底上 1m), 他は表層のみの調査である 97~7 年度の各月の値を平均して季節変動をみた 図 3 に, 渥美湾の調査点 A5 における DIN 及び DIP の季節変動を示した 最初に DIN についてであるが, 表層は 4 月から次第に減少し,7~9 月の夏季が最も低い時期となる 逆に底層では, 春から夏に向けて増加し 8 月にピークとなる これは底層が貧酸素化し, 底泥からアンモニア態窒素の溶出が進むためと考えられる 夏から冬は, 表層の DIN は次第に増加し,1 月にピークとなる 次に DIP であるが, 表層は,DIN とは異なり 3 月から 5 月 71 7 知多湾 年度 延べ日数 が谷で,6 月から次第に増加し,1 月がピークとなっている ノリ漁期の 1~3 月は.μg-at/l 未満の低い濃度になる 底層の変動は DIN と同じく 8 月に大きなピークとなる これも, 貧酸素水塊の発達により底泥からの溶出が進むためと考えられる 三河湾内の他の調査点も概ね似たような傾向を示す ノリの色落ちが起こることが多い 月の三河湾の表層 DIN 及び DIP を図 4 に示した DIN は枯渇することはないが,DIP は矢作川河口域を除き, ほぼ枯渇した状態となることがわかる 4. 栄養塩濃度の年々変動について年々変動は 7 年度以降の各調査の結果を用いた ( 表 ) 各調査の調査点 各年の 1~3 月の値を知多湾, 渥美湾に分けて平均したものを図 5 に示した ただし, 各調査の調査点が異なるため単純には比較できないことと,83~96 年度は調査回数が少なく 1~3 月の 3 ヶ月の平均ではないことに注意が必要である DIN は知多湾が渥美湾より高い濃度で推移している 知多湾, 渥美湾ともに 7 年度から 9 年度にかけて減少傾向にあったが,91 年度に増加して後, 増減を繰り返しているが,91 年度以降は概ね知多湾 渥美湾ともに減少傾向にある DIP も DIN 同様に知多湾が渥美湾より高い濃度で推移している 84~9 年度は知多湾, 渥美湾ともに.μg-at/l 未満で推移していることが特徴的である 91 年度以降は両湾とも回復するが,74~83 年度の濃度までは回復していない 知多湾では減少傾向, 渥美湾では.μg-at/l 未満の濃度で横這いである 栄養塩濃度の年々変動 ( 図 5) と赤潮発生延べ日数 ( 図 ) を比較すると, 赤潮発生延べ日数の多い年度に栄養塩濃度が少なくなっていることが多い 中でも E.zodiacus の長期的な赤潮が発生した年度 (9,95,3) は, 栄養塩濃度が, 特に低い このことは,E.zodiacus の増殖が三河湾のノリ養殖期の栄養塩環境に大きな影響を与えていることを示唆している 渥美湾 年度 図 知多湾, 渥美湾における冬季 (1~ 月 ) 赤潮発生延べ日数 ノクチルカ不明繊毛虫類ノクチルカ以外の鞭毛藻類珪藻類 9

11 5. おわりに近年, 温暖化の影響によりノリ養殖の開始時期が以前に比べ遅れており, 年明けの 1~ 月の生産状況がノリ養殖経営を大きく左右する状況となっている しかし, この時期の三河湾の栄養塩は経年的に減少してきており, さらに E.zodiacus の赤潮が長期間発生した場合, 極端に低い濃度にまで落ちこみ, 色落ちが頻発しやすい環境であると言える 栄養塩の長期的な減少傾向は, 総量規制等により陸域からの負荷が減少したことが一因であると考えられ, これ以上に流入負荷を削減することは, ノリ養殖にはマイナスであり, バランスの取れた環境施策が求められている DIN DIP (μg-at/l) μg-at/l μg-at/l DIN A5-m A5-5m A5-B 月 DIP A5-m A5-5m A5-B μg-at/l (μg-at/l) 図 4 月の各調査点における DIN,DIP 濃度 1~3 月 DIN 平均の推移 chita atsumi 年度 月 ~3 月 DIP 平均の推移 chita atsumi 図 3 渥美湾の調査点 A5 における DIN,DIP 濃度の季節変動 A5 μg-at/l 年度 図 5 知多湾, 渥美湾における 1~3 月の栄養塩濃度の推移 1

12 伊勢湾の栄養塩環境とノリ養殖 坂口研一 岩出将英 藤田弘一 ( 三重水研鈴鹿水産研究室 ) キーワード : ノリ養殖, 珪藻赤潮,DIN, 伊勢湾 1. 伊勢湾の形状と流入河川伊勢湾は面積 1,738km, 容積 33.9km 3, 平均水深 19.5m, 最大水深 37mを持つ我が国最大級の内湾である 海底地形は中央部が最も深く, 水深 3 数メートルの海底が広がっており, 北側の湾奥部や西側の三重県側の海底は緩やかになっている また, 湾奥には大都市圏を抱えるとともに, 揖斐川, 長良川, 木曽川の大河川 ( 通称木曽三川とよぶ ), 西側には鈴鹿川, 雲出川, 櫛田川, 宮川が流入している このうち木曽三川からの河川流入量は伊勢湾への河川流入量の約 8% を占めている. 三重県のノリ養殖の概要伊勢湾では自然海岸が多く残され遠浅の地形により, 湾内の三重県側においては四日市市を除く木曽岬町から鳥羽市にかけて広くノリ養殖が行われている ( 図 1) 経営体数は 1981 年には 1,936 経営体であったが,7 年は 1 経営体であった 生産枚数は最盛期には 7 億 5 千万枚であったが,7 年は 億 6 千万枚であった ( 図 ) 生産額は最盛期には 89 億円であったが,7 年は 1 億円であった 平均単価は 1981 年には 1,8 円 ( 百枚 ) であったが,7 年は 768 円 ( 百枚 ) であった 近年は珪藻赤潮の発生にともなう DIN 不足による色落ちの頻発化 長期化, その他燃油高騰, 単価安等, ノリ養殖にとって非常に厳しい状況となっている 生産枚数 ( 千枚 ) 図 1 三重県のノリ養殖漁場 8, 7, 6, 5, 4, 3,, 1, 図 三重県の黒のり生産枚数の推移 11

13 3. 栄養塩濃度の変動について 毎月 1 回行われている浅海定線観測によるデ ータから表層の DIN 濃度を期間は 1 年 1 月 から 8 年 3 月まで, 測点はノリ養殖漁場に 近い湾奥 鈴鹿市沖 津市沖 伊勢市沖 鳥羽市沖の 5 測点で解析を行った 湾奥から湾口部にむかうほど DIN 濃度は低下した いずれの測点においても DIN の季節変動はみられず, 経年的な DIN 濃度は低下傾向であった 図 3 には湾奥と鳥羽市沖のデータを示した N ) DI (μg-at/l DI N (μg-at/l ) 年 1 月 1 年 1 月 年 1 月 年 1 月 3 年 1 月 3 年 1 月 湾奥 (ST) 4 年 1 月 図 3 栄養塩濃度の変動について ( 湾奥 鳥羽 ) 5 年 1 月 鳥羽市沖 (ST16) 4 年 1 月 5 年 1 月 6 年 1 月 6 年 1 月 7 年 1 月 7 年 1 月 8 年 1 月 8 年 1 月 近年の低栄養状態の頻度及び期間をノリ養殖時期に毎週 1 回, 伊勢湾の三重県側養殖魚場内 測点で行っている栄養塩分析結果を用いて DIN が 4μg/l 以下の低栄養状態になった割合と DIN4μg/l 以下の分析値が連続してみられた回数について 年 ~4 年の 3 年間と 5 年 ~7 年の 3 年間を比較した その結果, 低栄養状態になった割合は鈴鹿地区では 18.% から 6.1% に, 南勢地区で 8.6% から.5% に, 二見 鳥羽内湾側地区で 3.6% から 35.7% に大幅に増加した DIN4μg/l 以下の分析値が連続してみられた回数をみると鈴鹿地区, 南勢地区, 二見 鳥羽内湾側地区で低栄養状態の長期化が大幅に増加した 一方鳥羽の外海では低栄養状態の頻度と連続期間は特に変化はみられなかった ( 表 ) この理由としてはこの地域では流速が速く赤潮の滞留が少ないこと, 外洋水の流入もあり, 湾内の長期間の赤潮によって DIN が極端に低下した伊勢湾内の海水の影響が少なくなることなどが考えられる 表三重県における近年の低栄養状態の頻度及び期間 DIN4 (μg/l) 以下の割合 鳥羽伊勢湾側 鈴鹿 南勢 二見 外海 %.5% 35.7% 9.7% (17/65) (16/71) (5/7) (7/7) % 8.6% 3.6% 8.% (1/66) (6/7) (17/7) (6/73) DIN4 (μg/l) 以下の連続回数 鳥羽伊勢湾側 鈴鹿 南勢 二見 外海 5-7 週 週 3 週 週 3 週 1 3 週 1 3 週 4 週 1 5 週 3-4 週 1 週 1 週 3 週 1 4 週 1 3 週 1 1

14 各内湾域の実態把握 - 東京湾の栄養塩環境とノリ養殖 - 長谷川健一 林俊裕 ( 千葉県水産総合研究センター ) 1. はじめに近年, 本県のノリ養殖業を取り巻く環境は大きく変化しており,199 年代以降, 東京湾では冬季ケイ藻赤潮が多発し, これによる栄養塩不足によってノリの色落ちが発生し, ノリ養殖業に大きな被害を与えている. ノリの色落ち原因は通常 DIN 不足によるが, 東京湾では DIP 不足によって起きている. これらのケイ藻赤潮は湾全域でほぼ同時に発生し, それによる栄養塩濃度の低下とともに出現種が遷移し, 最も低栄養時に増殖するケイ藻種 ( 今のところ Eucampia zodiacus) がノリの色落ち被害に影響していると考えられる. 本シンポジウムにおいて 日本の各内湾海域の栄養塩濃度の季節変動 経年変動とノリ色落ち状況を示し, 各海域に共通する現象などを明らかにすることから, 当センターが長年定期的に観測した水質観測資料などから東京湾の現状を紹介する.. 栄養塩環境の挙動東京湾の水質観測は 1947 年 9 月から開始し,1967 年 1 月からは月 1 回の頻度で行なっている 定期的に長期間観測した 1967 年からの無機栄養塩データ ( 内湾中央部 st.8: 盤洲地先 ) を用いて, この季節変動と長期的変動傾向の解析を試みた. NH 4 -N は季節的な年周期の変動がほとんどみられないが,DIN と DIP は比較的明瞭な年周期を繰返し, 表 底層ともほぼ同調的な規則性が認められた. DIN は表 底層ともほぼ 1~1 月に大きな山が認められ,7~8 月にかけては顕著な谷がみられる. DIP は DIN に比べて表層が 1 ケ月, 底層では 4~5 ケ月ほど早く, 大きな山と顕著な谷がみられる ( 図 1).. 無機栄養塩濃度の長期的変動傾向 1967 年以降の各無機栄養塩濃度の経年変動および月別変動をそれぞれ 36 ケ月移動平均 3 ケ年移動平均で解析した. NH4-N (μm) DIN (μm) 表層底層.1 無機栄養塩濃度の季節変動 年代における各無機栄養塩濃度の季節変動を 3 ケ月移動平均で解析した. DIP (μm) 1 DIN (μm) DIP (μm) 表層底層 8 図 1 無機栄養塩濃度の季節変動 (st.8: 盤洲地先 ) 図 無機栄養塩濃度の長期的経年変動 (st.8: 盤洲地先 ) 経年変動では,NH 4 -N と DIN が比較的同調的な増減を示しており, 両者とも 7 年代前半ごろピークに達した後, 急激に減少した. その後,8 年代からは増加傾向を示し,9 年代後半ごろから再び急減している.DIP もほぼ 7 年代前半ごろピークに達した後, NH 4 -N(DIN) よりもやや遅れて 7 年代末ごろから急減した. その後,8 年代半ばごろからはほぼ横ばい状態を示し,9 年代半ばごろより再び急減している. しかし, 底層では 年前後から再び増加傾向を示している ( 図 ). 13

15 次に, 月別変動では,NH 4 -N は 5 月から 11 月にかけては明瞭な傾向がみられないものの,1 月から 4 月において 7 年代前半をピークとした変動傾向がみられ, 特に 月が顕著に現れている ( 図 3). NH4-N (μm) 月 表層底層 この傾向は前項で述べた経年変動と類似しており, この変動傾向は冬季から春季の NH 4 -N の変動が反映されているものと考えられる. DIP (μm) DIP (μm) DIP (μm) 月 3 月 4 月 5 図 3 NH4-N 濃度の長期的経年変動 (st.8: 盤洲地先 ) 図 4 DIP 濃度の長期的経年変動 (st.8: 盤洲地先 ) 表層底層 DIN と DIP は季節的に特徴のある変動傾向は認められなかったが, 後者では 9 年代後半の 月から 4 月にかけてノリの色落ちを引起こすとされる濃度を下回り, その頻度も 3 月,4 月に多くなっている ( 図 4). 3. ノリ色落ち 3.1 ノリ養殖の現状東京湾の千葉県側では, 千葉北部地区 ( 市川市 船橋市 ), 木更津地区 ( 木更津市 ), 富津地区 ( 富津市 ) の 3 地区でのり養殖が行われ ( 図 5), 平成 1 1 年度の従事者は 369 経営体である. 平成 19 年度の生産枚数は約 4 億 千万枚で, 東京湾全体の 97% を占め, 全国の 5% に相当する. 養殖方式は支柱柵と浮き流し式が併用されているが, 主漁場である富津地区ではすべて浮き流し式で行われている. 3. ノリの色落ちと作柄色調が低下した乾のりは出荷されずに廃棄されたり, 著しい色調低下時には生産が休止または終了してしまうため被害状況の算定が難しいが, 千葉県漁連による共販において, 色調が浅いと判断されて出荷される製品 (A 印 ) の枚数は 9 年代終わりから一部の年を除いて著しい増加傾向にある ( 図 6). ノリ色落ち枚数 ( 万枚 ) 1 富津地区 1989 木更津地区 図 5 千葉県ののり養殖漁場 1994 また, 近年の生産状況を年内, 年明け (1~ 月 ), 漁期末 (3~4 月 ) に分類すると, 年内は水温低下時期の変動によって不安定, 年明けについては比較的安定しているのに対して, 漁期末の生産は 年以降年々減少傾向にあり ( 図 7), この原因が色調低下による無札品の増加や早期の生産終了によるものと考えられる 千葉北部地区 4 図 6 色素が浅い製品の出荷枚数経年変化 ( 千葉県漁連共販 ) 14

16 枚 3 3 数(5 年内 (11~1 月 ) 5 金 金額 額(千 億万 1 1 枚)5 5 円)枚数 数(数(枚)枚 3 金額 3 年明け (1~ 月 ) 5 5 金 額(千万 億 枚) 円)枚数 枚 3 3 金額 5 漁期末 (3~4 月 ) 5 金 額(千 万億 1 1 円)枚数 図 7 時期別の共販出荷状況経年変化 4. ケイ藻プランクトン 4.1 ケイ藻赤潮優占種の出現変化 199 年代に入って, 多発している冬季ケイ藻赤潮の優占種は主に Skeletonema costatum Thalassiosiria spp. Cheatoceros didymum,eucampia zodiacus および Rhizosolenia setigera の 5 種である. これらの優占種は東京湾に普通に出現する種類で, Skeletonema costatum は通年卓越する種類である. しかし, 養殖ノリにとって, 栄養塩を大量に消費したことにより, ノリ葉体の過度の色素低下をもたらす原因とされる生物でもある. 東京湾では, いまのところ Eucampia zodiacus がこれに大きく関与している生物と推測している. これら優占種の 199 年からの出現推移をみると, Skeletonema costatum が最も高い頻度で出現し, 次いで大型ケイ藻の Rhizosolenia setigera, Eucampia zodiacus の順に出現している. しかし, 年代に入って前者の出現が少なくなり, 後者が比較的多く出現する傾向に変わってきている. 4. 大型ケイ藻 Eucampia zodiacus の発生要因前節で述べたように, 年代に入って多発している Eucampia zodiacus の発生要因を 5-6 年漁期に実施した調査結果を用いて, この発生前後の海況変動から解析を行なった. この漁期に発生したケイ藻赤潮は年明後の 1 月に Skeletonema costatum 赤潮, 月に Eucampia zodiacus 及び Cheatoceros didymum による複合赤潮が形成された. 前者は短期間にとどまり, 後者では 種が同時に増殖したものの,Cheatoceros didymum は早期に減少 し, Eucampia zodiacus だけがその後も比較的長期間増殖し続けた. Sk. costatum (cells/ml) 優占種 (cells/ml) 5 1 DIP (μm) DIP (μm) /11 1/11 DIP 1/1 1/1 1/16 Sk. costatum 図 8 DIP 及びケイ藻赤潮優占種の推移 (st.8: 盤洲地先 ) /9 /4 E. zodiacus /9 3/11 Thalassiosiria sp. これは本種が多種類の DOP を増殖に利用することが知られており, 年明け後の栄養塩は貧栄養で,DIP が最も低濃度時にあったので, リンの利用源として DOP を利用して増殖したものと考えられる 参考文献海老原天生 (1977): 東京湾の水質について, 水産海洋研究会報,Vol.5,116-1 長谷川健一 石井光廣 : 冬季の東京湾における珪藻プランクトンの出現状況. 千葉県水産総合研究センター研究報告, No.,5-3, 7 石井光廣 長谷川健一 松山幸彦 : 東京湾のノリ生産に影響を及ぼす環境要因 : 栄養塩の長期変動および最近の珪藻赤潮発生. 水産海洋研究,7,-9,8. 3/11 山口峰生 板倉茂 長井敏 (3): 生活史特性からみた珪藻赤潮の発生機構. 海苔と海藻,(65),18-. 板倉茂 (5): 有明海におけるノリ色落ちの原因となる珪藻赤潮について. 瀬戸内通信,(),6-7. 西川哲也 堀豊 (4): ノリの色落ち原因藻 Eucampia zodiacce の増殖に及ぼす窒素, リンおよび珪素の影響. 日水誌,7(1),

17 ノリ色落ちと内湾域の栄養塩動態 - 有明海の栄養塩環境とノリ養殖 - 首藤俊雄 久野勝利 松原賢 ( 佐賀有明水振セ ) 1. はじめに有明海は全国でも有数のノリ養殖漁場であり その生産力を支えている主な要因は栄養塩環境にある 一方 栄養塩不足によるノリ色落ち被害も発生しており 有明海のみならず 各地のノリ養殖漁場でもノリの色落ちは大きな問題となっている そこで ノリ色落ち発生状況と栄養塩動態等の関連性について検討を行った なお 栄養塩等のデータは 1989 年度から 7 年度までの全ての海況調査に共通する 8 定点の表層データで その 8 点の平均値を解析に用いた. 栄養塩濃度の変動.1 季節変動有明海の DIN の季節変動については 6~7 月の梅雨時とノリ養殖期間の両方に DIN のピークが出現する 峰型と ノリ養殖期間のみにピークが出現する 1 峰型の つのパターンを示す傾向が認められる ( 図 1) しかし 近年においては ノリ養殖期のピークが不明瞭になっているようである なお 夏季の DIN ピークの出現には 降水量 ( 河川水の流入量 ) が関係しており 降水量が多いと DIN 濃度が高くなる傾向が認められる DIN(μg-at/L) /4 1989/7 1989/1 199/1 199/4 199/7 199/1 1991/1 1991/4 1991/7 1991/1 199/1 199/4 199/7 199/1 1993/1 1993/4 1993/7 1993/1 1994/1 1994/4 1994/7 1994/1 1995/1 1995/4 1995/7 1995/1 1996/1 1996/4 DIN(μg-at/L) 年度 1 月 1 月 月 3 月 図 DIN の月別の年変動 3. ノリ色落ちに関して 3.1 有明海のノリ漁場と生産状況佐賀県のノリ漁場を図 3に示す 佐賀県のノリ張り込み枚数は約 31.5 万枚で 有明海の各県 ( 佐賀 福岡 熊本 長崎 ) の総和は約 73 万枚 支柱式と浮き流しの割合はおおよそ 9:1 である /4 1996/7 1996/1 1997/1 1997/4 1997/7 1997/1 1998/1 1998/4 1998/7 1998/1 1999/1 1999/4 1999/7 1999/1 /1 /4 DIN(μg-at/L) DIN(μg-at/L) /7 /1 1/1 1/4 1/7 1/1 /1 /4 /7 /1 3/1 3/ /4 3/7 3/1 4/1 4/4 4/7 4/1 5/1 5/4 5/7 5/1 6/1 6/4 6/7 6/1 7/1 7/4 7/7 7/1 8/1 8/4 8/7 8/1 9/1 9/4 9/7 9/1 1/1 1/4 図 1 DIN の季節変動 6 月 ~7 月にDINのピークが認められた月ノリ養殖期 (1 月 ~ 月 ) に DINピークが認められた月 DIN の最大値の出現時期については 峰型と 1 峰型とでは異なり 峰型の年は 6 月 ~7 月に最大値を示す場合が殆どであるが 1 峰型の年の多くは 9 月 ~11 月に最大値の出現が認められる 一方 最小値はノリ養殖期後半の 月 3 月に出現する傾向が強いが 4 年度以降は 月 3 月の DIN が極小まで減少することはなく 最小値が 5 月や 8 月に出現している. 長期変動 DIN の月平均値による長期変動については 年により DIN の変動は認められるものの 明確な傾向は認められなかった しかし 月別の変動においては 年前後を境にして 1 月が微増傾向から減少傾向 1 月 ~3 月は減少傾向から増加傾向に転じている ( 図 ) 生産枚数 ( 百万枚 ) および金額 ( 千万円 ) 3,,5, 1,5 1, 5 図 3 佐賀県のノリ養殖漁場 佐賀県のノリ養殖生産金額 ( 共販実績 ) は 1998 年以降は豊作と不作を繰り返しながら推移しており 豊作の時は 億を超える生産金額となっている 近年の生産については 3 4 は 億に僅かに届かなかったものの 5 年以降は 3 年連続で 億を超えており 生産金額は高水準で安定している ( 図 4) 生産枚数生産金額平均単価 年度 図 4 佐賀県のノリの生産状況 平均単価 ( 円 / 枚 ) 16

18 3. 佐賀県のノリ色落ち 1989 年度以降のノリ色落ち被害年は 1996 年度である 4 年度以降は 短期的な色落ちが発生しているが 大きな被害には至っていない ( 図 5) 年度 / 地区 東部中部 7 西部南部東部中部 6 西部南部東部中部 5 西部南部東部中部 4 西部南部東部中部 3 西部南部東部中部 西部南部東部中部 1 西部南部東部中部 西部南部東部中部 1999 西部南部東部中部 1998 西部南部東部中部 1997 西部南部東部中部 1996 西部南部東部中部 1995 西部南部東部中部 1994 西部南部東部中部 1993 西部南部東部中部 199 西部南部東部中部 1991 西部南部東部中部 199 西部南部東部中部 1989 西部南部 PO4-P 東部中部 西部南部 PO4-P DIN(μg-at/L) DIN(μg-at/L) (μg-at/l) (μg-at/l) 月 上旬 中旬 下旬 11 月 上旬 中旬 下旬 1 月 上旬 中旬 下旬 1 月 上旬 中旬 下旬 + : ノリ漁期 : ノリ漁期中に確認された色落ち期間 月 上旬 中旬 下旬 /1/1 3 /11/1 /1/1 1/1/1 1//1 1/3/1 1 /1 /11 /1 1/1 1/ 1/ /1/1 3 /11/1 /1/1 3/1/1 3//1 3/3/1 1 東部中部 西部南部 図 5 佐賀県のノリ色落ち出現状況 (1989~7) 図 6 に示す色落ち発生時の DIN と PO 4 -P の推移を見ると DIN と PO 4 -P が共に必要なレベルを下回っている例と DIN は必要なレベルを下回っているが PO 4 -P は最低レベルを維持している例の 通りに分類される このことから 有明海においては DIN 不足による色落ちが主体であると考えられる /1/1 /11/1 /1/1 3/1/1 3//1 3/3/1 3.3 冬季の大型珪藻の発生状況佐賀県海域でノリ養殖期に発生する主な大型珪藻はユーカンピア リーゾソレニアであり 1989 年度以降の大型珪藻の発生年は ~3 年度である また その主な発生月は 1 月 ~ 月である ( 図 7) 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数 細胞数, 1, 3 年度 Eucampia Rhizosolenia Rhizosolenia 3/1/1 3/11/1 3/1/1 4/1/1 4//1, 1, 年度 Eucampia Rhizosolenia Eucampia /1/1 /11/1 /1/1 3/1/1 3//1 5, 4, 3,, 1, 1 年度 Eucampia Rhizosolenia 1/1/1 1/11/1 1/1/1 /1/1 //1 3,, 1, 年度 Eucampia Rhizosolenia /1/1 /11/1 /1/1 1/1/1 1//1 4, 3,, 1, 1999 年度 Eucampia Rhizosolenia Eucampia 1999/1/1 1999/11/1 1999/1/1 /1/1 //1 11,7 5, 1998 年度 Eucampia 4, 3,, 1, Rhizosolenia Eucampia 1998/1/1 1998/11/1 1998/1/1 1999/1/1 1999//1, 1, 1996 年度 Eucampia Rhizosolenia 1996/1/1 1996/11/1 1996/1/1 1997/1/1 1997//1 3,, 1, 1994 年度 Rhizosolenia 1994/1/1 1994/11/1 1994/1/1 1995/1/1 1995//1 4, 199 年度 Rhizosolenia 3,, 1, 199/1/1 199/11/1 199/1/1 1993/1/1 1993//1, 1, 199 年度 Eucampia Rhizosolenia 199/1/1 199/11/1 199/1/1 1991/1/1 1991//1 Eucampia 図 7 大型珪藻の増殖の推移 ( 西部地区 : 発生年のみ ) 4. まとめノリの色落ち発生年と大型珪藻プランクトンの発生年が一致していることから 珪藻の増殖による栄養塩類の減少がノリの色落ちの主な要因と考えられ 栄養塩類のなかで DIN 不足がノリの色落ちに大きく関与しているものと考えられる 図 6 色落ち発生時の DIN と PO 4 -P の推移 17

19 博多湾の栄養塩環境とノリ養殖 渕上哲 ( 福岡県水産海洋技術センター研究部 ) 1. 博多湾の概要博多湾 ( 正式名称 : 福岡湾 ) は九州最大の都市である福岡市の北部に位置し 東西約 km 南北約 1km 面積約 133km の半閉鎖的な湾である ( 図 1) 平均水深は約 1m と浅く 底質は泥 ~ 砂泥質がほとんどである 近年では特に東部海域で埋め立てにより人工海岸化が進む一方で 湾奥には和白干潟や今津干潟などの自然海岸も残り 野鳥など多くの生物が生息している また 博多港は特定重要港湾の指定を受け東部海域の広い範囲が港湾区域となっており コンテナ船や大型貨物船が頻繁に往来している 一方で 湾内はクルマエビやシャコの好漁場でもあり 小型底びき網や刺網漁業 冬期にはノリやワカメの養殖が営まれている 生産 5 枚数(4 百 3 万)枚 年 図 博多湾におけるノリ生産枚数の推移 図 1 博多湾の位置とノリ漁場. 博多湾のノリ養殖の概要博多湾内ではかつて数百の経営体がノリ養殖を営んでいたが 埋め立てによる漁場の消失や後継者不足等により 現在は 経営体 ( うち 1 経営体は協業方式 ) が残るのみとなっている 養殖形態はごく一部で支柱式 大半は浮き流し式となっており 張り込み網数は約 1,3 枚である 生産の大半を占める浮き流し漁場は 博多湾沿岸部中央の姪浜地先に位置しており 平成 18 年の生産枚数は約 6 万枚であった 生産は比較的順調に推移してきたが 平成 16 年以降は不安定な状況となっている ( 図 ) 特に平成 16 年度漁期は 11 月に発生した Karenia mikimotoi による赤潮が翌年の 3 月まで継続し 栄養塩不足による色落ちの発生で記録的な不作となった それ以降も色落ちの発生は毎年みられている 3. 博多湾の栄養塩環境半閉鎖的内湾である博多湾には 大小数十本の河川に加え 約 万人が利用する下水道の処理水が流入しており これらが主な栄養塩負荷源であると考えられる 当センターでは湾内に 1 の調査点を設け 赤潮監視のための調査を基本的に月 1 回行っている このうち ノリ養殖漁場に近い 5 調査点の表層栄養塩平均値を図 3 に 示した 全体的な傾向としては DIN DIP 共に夏期に減少し 冬期に増加する傾向がみられる また ノリ漁期中に DIN は常に 1μM/L 以上であるのに対し DIP は多い時で.7μM/L 少ないときには.1μM/L を割り込むような状況がみられる 一般的にノリ養殖において必要な DIN は 5~1μM/L 程度であることから DIN については十分量であるといえる 一方 DIP についてはこれまでほとんどノリ養殖における指標が示されていないが 東京湾の例では.5μM/L 以下になると色落ちが発生している ( 石井ら,8) このことから考えると博多湾で発生するノリの色落ちは DIP の不足が原因となっている可能性が高い 現在はデータの蓄積が少なく DIP 濃度と色落ちの関連や 湾内における DIP の挙動については不明な部分が多い これらについては今後さらに調査を行っていく予定である DIN(μM/L) DIN DIP 図 3 ノリ漁場周辺海域における栄養塩の推移 参考文献石井光廣 長谷川健一 松山幸彦 : 東京湾のノリ生産に影響を及ぼす環境要因 : 栄養塩の長期変動および最近の珪藻赤潮発生. 水産海洋研究,7(1),-9, DIP(μM/L) 18

20 8 河川からの栄養塩供給とダムからの緊急放流 高木秀蔵 ( 岡山水試 ) 藤沢節茂 ( 香川赤潮研 ) 1. はじめに備讃瀬戸は瀬戸内海のほぼ中央部に位置し, 岡山 香川両県に挟まれた閉鎖性の強い場所である. 備讃瀬戸には旭川 吉井川 高梁川の 3 つの 1 級河川が流入し, 河川から豊富な栄養塩が供給される. そのため, 浮き流し方式によるノリの養殖が行なわれている. しかし近年, ノリ漁場における DIN 不足によりノリの色落ちが発生し, 大きな被害を受けている. 平成 13 年度に 3 億円程度あった岡山県のノリの生産額は, 平成 19 年度には 11.3 億円まで減少した. ノリ漁場への栄養塩の供給を目的としたダムからの緊急放流が行なわれたこともあり, 近年の DIN 減少の原因究明と河川から供給される DIN のノリ漁場への影響を明らかにすることが求められている.. 栄養塩の季節変動岡山県海域 33 定点で月に 1 回行なっている浅海定線調査の 1989 年から 1998 年までの 1 年間と 1999 年から 8 年までの 1 年間について, 月ごとの表層の DIN と塩分の平均値を図 1 に示す. 最近 1 年では, 過去 1 年と比較すると一年を通じて,DIN の減少と塩分の上昇が見られる. 陸域からの河川水の流入量が減少したために, 河川からの DIN の供給量も減少し, 海域の DIN も減少した可能性も考えられるが, 年変動が非常に大きいために, はっきりしたことは分かっていない. ークを示す. その後は, 降雨の減少と共に, 徐々に DIN の量は減少する. これらのことは,7 月に河川水の流入により塩分が最も低下し, 月に塩分が最も高くなることからも支持される. 3. 河川からの栄養塩供給 7 年 1 月 6 日から 8 年 月 日まで, の児島湾口から備讃瀬戸北部の 19 測点に塩分自動観測計を水深.5m に設置し,1 分に 1 回塩分を測定した ( 図 ).1 日に 1 回程度の間隔で測器のメンテナンスと共に, 採水を行い, 塩分と DIN の関係を調べた. 旭川 吉井川 児島湾 KJ 9 km 図 図 1 調査海域. は塩分自動観測計設置位置は塩分自動観測計の設置, 陰影部はノリ漁場を示す位置, 陰影部はノリ漁場を示す.KJ: 京ノ上﨟島 KJ; 京ノ上﨟島 (a) Stn 9 京ノ上﨟島宇野港潮位 45 Salinity Tide at Uno (cm) 図 1 DIN と塩分の季節変動 また,DIN は規則的な変動を示し,7 月と 11 月にピークを示す. その理由については, 次のように考えられている.6~7 月の降雨により陸域から栄養塩が供給され,DIN も増加するが,8~9 月には植物プランクトンが大量に発生して,DIN は取り込まれ減少する. 一方, 植物プランクトンはその後, 底層に沈降, 分解され底層に DIN がストックされる.1 月頃に海水の上下交換がおこり, 底層から DIN が表層に供給され,11 月にピ (b) DIN (μm) /7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/ Stn 9 京ノ上﨟島 1/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/1 7 図 3 (a) 測点 9 および京ノ上﨟島の塩分記録, 宇野港潮位 ( 細線 ),(b) 塩分から算定した DIN の時系列記録. 図 (a) 測点 9 および京ノ上﨟島の塩分記録, 宇野港潮位 ( 細線 ),(b) 塩分から算定したDIN の時系列記録. 図 3(a) に測点 9( 湾口から 4 km) および KJ( 同 1 km) の塩分記録および宇野港の潮位を示す. 19

21 図に示した 1 月中旬は, 当該海域に流入する旭川 + 吉井川の日平均流量が 3 m 3 /s 程度であり, 年間最少であった. 河川水は下げ潮時にのみ児島湾口から海域に出てくることが分かった. 測点 9 には, 河川系水はきわめて間欠的に届き, その時間は干潮後 1 時間である. 測点 KJ には, 河川系水は干潮後 4 時間に届く. 海域のどの測点においても, 河川系水は間欠的に届き, その潮時はほぼ一定していた. 海域の塩分と DIN 濃度の間には高い負の相関が見られた r =.96(p <.1).y=-1.79x+6.13 (y:din,x: 塩分 ) この関係式を用いて測点 9 と KJ の DIN 濃度の時系列を推定した ( 図 3(b)). 図に示した期間は海域の DIN 濃度は約 1μM と DIN が枯渇した状態であるが, 測点 9 のノリは間欠的に 6μM を超える河川水由来の DIN に曝露されており, 測点 KJ でも μm の濃度に曝露されていると考えられる. 4. 河川流量と海域での河川水の拡散範囲図 4(a) に 7 年 1 月 日から 5 日までの宇野港の潮位と測点 8 の塩分の変化を示し, 同期間の干潮時の塩分の水平分布を図 4(b) に示す.1 月,3 日の旭川 + 吉井川の日平均河川流量は 31.m 3 /s 35.6m 3 /s であったが,4 日は 86.9m 3 /s となり前日と比べて 51.3m 3 /s 増加した.3 日の干潮時の塩分は 3.8 であったが,4 日の干潮時には.1 となり, 河川流量の増加に伴って, 干潮時の塩分の低下は大きくなった. 塩分の分布範囲についても流量の増加した 4 日では,3 日と比べると広い範囲で塩分の低下がみられた. これらのことから, 河川流量の増加に伴い河川水の拡散範囲は拡がり, 影響も大きくなることが分かった. また, 流量が増加した 4 日でも下げ潮時にのみ塩分は低下したことから, 河川流量が増加しても, 河川水は下げ潮時においてのみ海域に流出することが考えられた. 5. ダムの上乗せ放流の影響 8 年 1 月 16 日の午前 9 時から吉井川水系で合計 4m 3 /s の緊急の上乗せ放流が行なわれた.16 日の旭川 + 吉井川の日平均流量は 37.m 3 /s であったが,17 日には 4.8 m 3 /s へと増加した. 図 5 に 8 年 1 月 16 日から 18 日までの測点 9,4 の塩分の記録と宇野港の潮位を示す.16 日の干潮時の測点 9,4 の干潮時の塩分は 3.3,33.5 となり, 測点 4 では塩分の変化は見られず, 河川水は測点 4 まで届いていなかった. しかし, 流量の増加した 17 日の干潮時の測点 9,4 の塩分は 9.,3.7 となり, 測点 4 でも塩分が低下し, 河川水は測点 4 まで届いていた. また, 測点 9 では前日より大きく塩分は低下した. これらのことから,1% 程度の河川流量の増加により, 河川水の広がる範囲が 大きくなった可能性が考えられた. まとめ備讃瀬戸の DIN は季節毎にも潮汐毎にも河川水の影響を受けて変化することを紹介した. 特に, ノリ養殖においては, 間欠的にではあるものの河川水から DIN が供給されることが考えられた. また, 河川流量の増加に伴って, 河川水の広がる範囲が変わることも分かった. このことから, 河川流量の増加により, 短時間でも河川水による DIN 供給の範囲が広がれば, ノリの色調が維持される範囲も広がると推定できる. しかし, 河川流量の変化と河川水の広がりについては不明な点も残る. 特に, 小さな流量の変化に対しては, 風などの影響も受けるために, 正確に把握することができない. 河川流量と拡散範囲の関係を定量的化するためには, 注意が必要である. 今後は冬場だけでなく, 一年を通じて河川から海域への供給される栄養塩の量と動態を調べる予定である. これにより, 河川水が海域の DIN 変動に与える影響を明らかにすることが出来れば備讃瀬戸の近年の DIN の減少について明らかにできると考える. (a) (b) 図 4 (a) 測点 8 の塩分と潮位の変化図 4 (b) 干潮時の塩分の水平分布図 37.m 3 /s 4.8m 3 /s 図 5 上乗せ放流中の測点 9,4 の塩分と河川流量 潮位の変化

22 数値モデルによる栄養塩動態の解明 筧茂穂 1 藤原建紀 ( 1 東北水研 京大農 ) キーワード : 内湾域 栄養塩動態モデル レッドフィールド比 季節変動 1. はじめに内湾海域では, 高 COD 化や貧酸素水塊および赤潮の発生など, 富栄養化に伴う水質の悪化が問題となっている. 主要な閉鎖性内湾 ( 東京湾, 大阪湾, 伊勢湾 ) では, 後背地から海域に負荷される人為起源の有機物や栄養塩が汚染の一因と考えられ, 長期間にわたって負荷量の削減がなされてきた. にもかかわらず, 水質には明瞭な改善は見られない. また, 小規模な内湾域では, 養殖漁業が盛んであり, 残餌や排泄物による水質汚染が発生している. このような富栄養化に根元をなすさまざまな水質問題が報告されている一方で, 近年, 有明海や瀬戸内海では, 栄養塩不足に関わる問題も報告されるようになった. それが本シンポジウムの中心的な話題であるノリの色落ちである. 内湾における水質の改善 予測 管理を行うためには, 富栄養化物質である窒素 リンの挙動, 収支, および現存量や, これらの季節 経年変化を明らかにすることが最も基本的な事項である. 本研究では, 貧酸素水塊が毎年夏季に発生し, 多大な漁業被害が起きている内湾の一つである伊勢湾を対象海域として, 栄養塩の季節変動機構を解明するために, 実測データにもとづいた 3 次元の栄養塩動態モデルを開発した.. 栄養塩動態モデル栄養塩の収支を解明することを目的としたモデルであり, できる限り実測データを与えるとともに, いくつかのパラメータの値は実測データをよく再現するように調整している. 河川流量, 河川中の栄養塩濃度, 開境界 ( 外海 ) の栄養塩濃度は実測データに従った. 領域内や開境界での移流 拡散フラックスは流動モデルに従っている. また, 栄養塩の生成 消滅には,RF( レッドフィールド ) 比に従う成分 (RF 比成分 ) とそれからの偏差成分 (RF 比偏差成分 ) が寄与しており, 前者は光合成 分解, 後者は脱窒, 溶出, 吸着等による変化と解釈される. 光合成の制限要因に関しては, 栄養塩については古典的ではあるが, 十分に検証が行われ, 一般に用いられている Michaelis - Menten 型, 温度 光については Steele 型 (Steele,196) の式を用いた. 分解 ( 呼吸 ) よる栄養塩の生成は, 実測データをもとに見積もった酸素消費速度と RF 比から求めた. また,RF 比偏差成分は実測データにもとづいて定式化してモデルに組み込み, パラメータ調節して用いた (Fig. 1). モデルの結果は栄養塩の分布や季節変動をよく再現し (Fig. ), 栄養塩収支を解明するのに十分なものであった. 3. 結果 Fig. 3 に上下層における窒素の形態別現存量を示す. 春 ~ 夏季の上層では DIN が減少し,PON が増加しており, 光合成によって栄養塩が有機物に変換されている. 下層の DIN は, 春 ~ 夏季にかけてほぼ一定であり, 秋季に急激に減少する. これは冷却に伴う鉛直混合によって DIN の枯渇した上層水と混合するためである. このとき上層には下層から DIN が供給されるものの, すみやかに光合成に用いられるために上層の DIN は増加しない. Fig. 4 に年平均の窒素収支を示す. 栄養塩は主として上層では光合成によって消費され, 下層では分解によって生産される. 上層での光合成に利用される栄養塩の約 5% は物理過程によって下層から供給されるものである.RF 比偏差成分は負となっており, 海中から DIN を除去していた. これは脱窒によるものと考えられる. 脱窒による DIN の除去は, 海底での分解による DIN の生成量に匹敵するほど大きなものであった. リンについては,RF 比偏差成分によって夏季は生成 (= 溶出 ), 秋 ~ 春季は消失 (= 吸着 ) となっていた. 4. 考察湾内では光合成と分解によって窒素 リンが形態変化しながら上層と下層を循環するとともに一部が堆積してゆく. この機構によって湾内では有機物の生成が維持されて高 COD 状態が持続するとともに, 窒素 リンの湾内の滞留時間が長くなるため, 富栄養化状態が改善されない. 通年では RF 比偏差成分である脱窒や吸着によって窒素やリンは除去され, 富栄養化が緩和されている. ただし, 夏季には, 分解のみならず, 溶出によってもリンが生成されるため, 夏季の下層にはリンが蓄積しやすい. 5. ノリの色落ち問題への応用ノリの色落ちは, 冬季の栄養塩不足が主たる原因である. 冬季の栄養塩不足は, ユーカンピア等の低温期でも成長可能な珪藻が増殖することによって引き起こされていると考えられている. そこで本モデルにユーカンピアに見立てた新しい植物プランクトンのコンパートメントを導入し, 計算を行った. 冬季にユーカンピアを有光層に配置すると, ごく低濃度の初期値であるにもかかわらず, ユーカンピアは 1

23 大増殖し, 表層付近の栄養塩を低下させた. また, ユーカンピアは無光層に配置しても増殖し, 表層付近の栄養塩を低下させた. これは, ユーカンピアが鉛直混合によって無光層から有光層に運ばれるからである. ここではあくまで仮想的なユーカンピアをモデルに入れてシミュレーションしたが, より詳細なユーカンピアの生理, 生態, 生活史等をモデルに与えることでユーカンピアの大発生や貧栄養水の形成を予測することが可能になる ddin/ dt (µm/ month) 5-5 DIP dev- RF ddip/dt (µm/ month) Nitrogen (t) 4 PON_lower DIN_lower PON_upper -1 DIN dev- RF Month -.5 DIN_upper Month Fig. 1 DIN,DIP の RF 比偏差成分の季節変動. 正は生成, 負は消失を示す. は実測データから算出した値, 実線は水温と溶存酸素濃度で回帰したもの, 破線はこの回帰式を用いて推定した値. Fig. 3 上下層における窒素の形態別現存量の季節変化. Fig. 湾中央部における DIN(μM) 鉛直分布の季節変化. Fig. 4 DIN の年平均収支.

24 大型珪藻の栄養塩動態における役割 多田邦尚 ( 香川大 農 ) 1. はじめに近年 日本の多くの内湾で 低水温期に大型珪藻が増殖し養殖ノリの色落ち被害が起きている 年度漁期には 九州の有明海で 珪藻赤潮が発生して大規模なノリ色落ち被害が起き 諫早湾の閉め切りとの因果関係がマスコミに大きく取り上げられ 社会問題となった 瀬戸内海東部海域でも近年ノリの不作が続き 深刻な色落ち被害が頻発している 瀬戸内海東部海域のノリの色落ちの原因としては 降水量の不足による河川からの栄養塩供給の減少 冬季の強い西風の影響による燧灘海域の低栄養塩の水塊の東部への移動 および ノリと栄養塩を競合する珪藻の大量発生による溶存無機態窒素 (DIN) の大量消費が指摘されている 今回は 演者らがこれまで瀬戸内海の播磨灘で行ってきた大型珪藻 Coscinodiscus wailesii についての研究例を紹介し ノリ色落ちの原因となる大型珪藻の栄養塩動態における役割について考えてみたい. 瀬戸内海東部海域のノリ色落ち原因種瀬戸内海東部海域でノリ色落ちの原因となった珪藻としては これまで Coscinodiscus wailesii Eucampia zodiacus Thalassiosira diporocyclus Chaetoceros densus が報告されている これらの珪藻種のうち 198 年代初頭には Coscinodiscus wailesii がノリ色落ちの原因種であった その後 199 年代後半からはほぼ毎年 C. wailesii に加え E. zodiacus が大量発生するようになった 特に 最近は E. zodiacus による色落ち発生海域が広域化するとともに 発生期間が長期化して漁業被害が頻発する傾向にある また 4 年度には C. densus が 1994 および 7 年度には T. diporocyclus がそれぞれ大量発生した 3. 大型珪藻の特徴と海水中の栄養塩消費 一般に植物プランクトンは細胞サイズの大きい種ほど海底に沈降しやすい 従って 細胞サイズの大きい大型珪藻が 有光層で増殖し続けるためには 海水の上下混合が必要不可欠となる そのため 大型珪藻は成層期 (4~9 月 ) にはブルームを形成できず この時期には細胞サイズの小さい珪藻が優占し 大型珪藻は台風の通過直後等の限られた条件下でのみ観察される このように 大型珪藻が大量発生できるチャンスは水温の低い鉛直混合期 (1~3 月 ) に限られ この時期がノリ養殖漁期 (11~4 月 ) と重なり 大型珪藻とノリの間で栄養塩をめぐって競合する状況となっている 前述のように 瀬戸内海東部海域でノリ色落ちの原因種とされる主な珪藻種は C. wailesii と E. zodiacus の 種が考えられるが この 種の増殖生理については既に詳しく研究されている ( 例えば Nagai et al.,1996 西川ら 西川 堀 4) 両種の増殖生理については ここでは詳しく触れないが C. wailesii と E. zodiacus の 種で比較すると 両種とも栄養塩を大量に消費するが C. wailesii は比較的高濃度の栄養塩下で増殖し E. zodiacus は C. wailesii よりも低栄養塩濃度下でも適応できる特性を有している これは両種の生活史とも密接に関連した出現特性であると考えられる すなわち C. wailesii は増殖に不適な時期 (4~9 月の成層期 ) に休眠期細胞を形成し 海底泥中で生存し 鉛直混合の始まる秋から栄養細胞となって二分裂による増殖を行う このため 本種は栄養塩濃度の高い秋季 ~ 冬季に細胞密度がピークに達し 海域の栄養塩濃度を大きく低下させる 一方 E. zodiacus は最小細胞内栄養塩含量が低く 低栄養塩濃度下でも休眠期細胞を形成せず周年栄養細胞のまま生残していると考えられている また E. zodiacus は C. wailesii のように秋季に大量発生しない これは C. wailesii 同様 本種にとっても至適増殖環境である秋季に増殖するのではなく 増大胞 3

25 子の形成による細胞サイズの回復を行うためである E. zodiacus のブルーム形成時期は一般に C. wailesii よりも遅く ノリ漁期後半 (1~3 月頃 ) に見られる この時期の栄養塩濃度は C. wailesii によって低下しているが 上述の特性によって E. zodiacus は増殖が可能であり 海域の栄養塩濃度は E. zodiacus によってさらに低下し ほぼ枯渇した状態となる このように 現在のノリ養殖はタイプの異なる珪藻によって二重にダメージを受けるようになり その結果 深刻な色落ち被害が長期間継続するようになったと考えられる 4. C. wailesii の栄養塩動態における役割演者らは 過去 播磨灘で大量発生した C. wailesii について その細胞内の窒素 (N) リン(P) ケイ素 (Si) 含量と現存量 (Tada et al. ) C. wailesii 細胞の沈降速度 ( 小野ら 6) および C. wailesii 細胞としての N, P, Si の鉛直輸送量 ( 小野ら 印刷中 ) 等について検討してきた その結果 C. wailesii 細胞はその細胞サイズが大きいため 他の珪藻類に比べ細胞当たりのC NおよびSi 含量が高く ( 図 1.) さらにSi 含量が他の珪藻類と比較して相対的に大きいことが明らかとなった また C. wailesii 細胞はその細胞サイズが大きいため 他の珪藻類に比べ沈降速度が速く 海水中の栄養塩を速やかに海底に鉛直輸送することが考えられた C. wailesii 細胞によるNやSiの鉛直輸送量を見積もるために セジメント トラップ実験を実施した 本実験では トラップ内に捕集されたC. wailesii 細胞を生細胞と死細胞にわけて計数した 実験の結果 本種がその細胞の形で底層へ輸送したと考えられるNとSi 量は 低水温期に水柱内から栄養塩の形態で消失したNとSi 量に対してその生細胞のみで見積もった場合はそれぞれ 6 および 1 % に相当し 生細胞 + 死細胞で見積もった場合には 4 および 8% に相当した このようにC. wailesiiが低水温期において底層へ輸送する生元素量は膨大で 本種は沿岸海域の物質循環過程に大きな影響を及ぼしていることが定量的に明らかとなった また Si 含有率の高いC. wailesii 細胞が多量に増殖し 沈降することによって海水中の Si(OH) 4 :DINが低下し 鞭毛藻類が優占しやすい環境が生まれる可能性が考えられた ( 図.) 図 1. C. wailesii と他の植物プランクトンの細胞体積と 細胞内炭素量の関係. が C. wailesii. 1~5 は他 図. 沿岸海域における C. wailesii の栄養塩動態 における役割 の植物プランクトンの値 ( 過去の文献値による ). 1, Mullin et al (1966);, Moal et al. (1987); 3, Verity et al. (199); 4, Rocha and Duncan (1985); 5, Montagnes et al. (1994) 4

26 沿岸海域の栄養塩動態 藤原建紀 ( 京大院農 ) fujiwara@kais.kyoto-u.ac.jp 1. はじめに瀬戸内海をはじめ, 日本の多くの内湾海域では養殖ノリの色落ち ( 栄養塩不足による生育不良 ) が起きている. ノリ養殖は沿岸漁業の経済的基盤となっているため, ノリの不作は漁家経済に深刻な打撃を与えている. ノリ色落ちの直接の原因は, 大型珪藻が増殖し, 栄養塩を使い尽くし, 海水が見かけ上貧栄養化 ( 栄養塩が枯渇した状態 ) することであり, これは各海域に共通している. しかしながら, 栄養塩が枯渇していくまでのプロセスは海域により, あるいは年により異なっている. 瀬戸内海では年ごとにノリ色落ちが深刻化し,H19 年度は特に著しい不作となったのに対し, 有明海では H1 年度に珪藻赤潮により大規模なノリ色落ちが起きたものの, その後は良好な作柄となっている. 瀬戸内海や三河湾ではDIN( 溶存無機態窒素 ) 不足であるのに対し, 東京湾では DIP( 溶存無機態リン ) 不足となっている. また瀬戸内海や三河湾では秋から冬に DIN DIP 濃度のピークがあるのに対し, 伊勢湾や東京湾にはない. 本シンポジウムでは, 日本の各内湾海域の栄養塩濃度の季節変動 経年変動と, ノリ色落ち状況を示し, 各海域に共通する現象と固有の現象を明らかにする. 次に, 栄養塩動態を理解し, モデル化し, 沿岸海域の栄養塩動態の科学を作り上げるアプローチを示す. 本シンポジウムにより, 各海域の担当者間の情報交換を図り, ノリ色落ちに対する共通の認識を深め, またノリ色落ちの原因を明らかにし, その対策をとるための一ステップとしたい. 栄養塩動態で使われる用語, 形態別の窒素 (N), リン (P) の記号をまとめて末尾の付図に示した.. 資料栄養塩の動態を調べるにあたっては形態別の N P の情報が必要である. このため東京湾では国総研が HP で提供する 1 年間のデータを用いて東京湾平均 ( 富津岬以北 ) を求めた ( 毎月,3 層 ). 大阪湾については, 神戸市の公共用水質調査データ ( 毎月,3 層 ; 6 年間 ) を用いて C,B,A 類型海域ごとに平均した. 播磨灘においては京大 兵庫水技および養殖研が協力し, 各態窒素の測定を行った ( 毎月,1.5 年間,3 層 ). また環境庁の広域総合水質調査データ ( 年 4 回 ; 東京湾, 伊勢湾, 瀬戸内海 ) を参考に用いた. 毎日のデータとしては, 岡山県水試が 3 年近く継続している水試前定置データ, 兵庫水技セが明石海峡で 6 年間にわたって測定していた定置データを用いた (T,S,pH, 濁度, クロロフィル a, フェオフィチン, 無機窒素 3 態,PO 4, ケイ素, コスシノディスカス細胞数 ). 3. 結果 3.1 栄養塩 溶存酸素 (DO) モデル海水中の栄養塩動態を, 従来の生態系モデルで記述することは難しい. これは生態系モデルでは定量的にはよくわかっていないプロセスが多く含まれるからである. このため我々は栄養塩 DO に特化したモデルを開発している ( 図 1).DIN を例とすれば, 水中の DIN の収支にかかわる主な輸送量 ( フラックス ) は下記の 5 個である. 1 河川から流入する DIN 隣海との海水交換で運ばれる DIN 3 植物に取り込まれる DIN 4 水中および海底の有機物が呼吸分解されることによって生じる DIN. 5 脱窒, 海底への吸着 溶出フラックス. このなかで 1, は容易に算定される.4 のフラックスは酸素消費と対応しており, 酸素消費速度から算定される.5 のフラックスは, 直接的な測定は難しいが 4 と組み合わせ,DIN の収支から推定することがかなりできる ( 本シンポジウム : 筧氏の伊勢湾の例 ).3 は植物プランクトンの生長式として, 数値モデルの中では古くから定式化されているものである. このフラックスは短期間変動が大きいため, 月に 1 回の現地観測では捉えることが難しい. とくに大型珪藻は短期間に増殖し, 沈降してしまうので水中のクロロフィルには増殖の結果が残っていないことがある. 3.1 栄養塩濃度の季節変動 5

27 栄養塩濃度の季節変動を支配する最も大きな要因は, 光強度であった. 東京の全天日射量 ( 光強度 ) の変動を図 に示す. 光は 1 月ごろから弱くなり 1 月 ( 冬至 ) に最も弱くなる.3 月は気温こそ低いが, その光強度は年平均値か, それをしのぐ強さになっている. 備讃瀬戸の毎日の DIN とクロロフィル a を図 3 に示す. 冬が近づき光が弱くなると (1 月 ) 急にクロロフィルの濃度が低下し, 替わって DIN が急上昇する. つまり図 1 では 3 がへって,4 が増える. 冬至が終わり,1 年 1 月にはクロロフィルが増えて DIN が減った. このようなクロロフィルの上昇と DIN の低下が対応することは, 解析の過程の至る所でみられた. つまり 3 と 4 の逆位相の変化が栄養塩変動の主な要因であった ( 上層の場合 ).( 図 3) 3. まとめの模式図本研究で得られた各海域の栄養塩状態の位置づけを図 4 に示す. 図の左側が河口に近いところ, あるいは河川からの栄養塩供給の大きいところであり, 右側が河川水の影響が少なく外海に近い海域である. 左右は場所的な違いを意味するが, 東京湾のように, 陸上からの負荷量が経年的に減少してきた海域では, 年代とともにこの図の左から右に移動していく時間軸ともなっている. 季節的には, 夏に左に移動し, 冬に右に移動する. また河川流量がへると右に移動する. 一般に, 河川水の NP 比 (DIN/DIP) はレッドフィールド比 (16) よりもはるかに大きく,4 とか, に達することも珍しくない. つまりリンに比べて窒素が極めて多い. 一方, 外海から内湾に供給される栄養塩の NP 比は 1~15 でありレッドフィールド比に近い. 植物プランクトンの成長の制限要因は, 図の左から光制限, リン制限, 窒素制限となっている. 東京湾北西部のように DIN, DIP ともに高濃度の海域では, 栄養塩濃度が制限要因とはならず, 高濃度の植物プランクトン自身が濁り物質となり ( 透明度を下げ ), 光の水中への浸透をさまたげ光制限となる. 3.3 東京湾の長期変動と季節変動東京湾の長期変動を図 5 に示す ( 千葉県水総研 : 石井光廣氏作成 ).DIP は 197 年代から大きく低下している.DIN は 198 年前半に低く,199 年頃高く, その後大きく低下している. この変動パターンは瀬戸内海中東部とよく似ている. 図 6 に形態別の季節変動を示す ( 観測日は月の下旬 ). 窒素とリンの図の縮尺はレッドフィールド比に従っている. 表層には一年を通じて高濃度の DIN があり, 河川等から大量の窒素負荷がある ことを示している.(PON+DIN) は TN の季節変動と連動している.(POP+DIP) も TP と連動している. つまり, 窒素 リン共に, 粒状態が増えれば栄養塩が減る. DIP の枯渇 : TP は一定ではなく, 夏から冬に向かって減っていく. つまり水中の DIP は植物プランクトンに取り込まれたのち懸濁態となって沈降し海底上に積もるというプロセスが続き, 水中のリンが除かれる. 同時に透明度は上昇する. 月後半から 3 月はすでに十分な光強度がある. 透明度が高い上に日射量が十分な強度があるので, 植物プランクトンの早春のブルーミング ( 大規模な増殖 ) が起きる ( 基本的な季節変動 ). これに DIP が使われ,DIP は枯渇する. 図 7 に縦断面のクロロフィル分布を示す. 月に, 他の季節よりもずっと厚いクロロフィル層ができていることが示されている. 東京湾で DIN ではなく DIP が枯渇するわけ : DIN と DIP の散布図を図 8 に示す.DIP が枯渇しも DIN は 3μM もある. つまり東京湾ではリンに比べて窒素負荷量が非常に大きく,DIN が枯渇しないと考えられる. 総量規制について : 東京湾の負荷量削減による水質改善のシナリオは, おおむね当初のシナリオ通りであった. 透明度も上昇している ( 冬季の透明度を著しく上昇させた.( 石井光廣氏資料 )) しかし, 強く削減したリンの減少は, 植物プランクトンの増殖を制限するより前に, 海藻 ( ノリ ) の成長を制限していると考えられる. ( 主に湾の北西部から離れた海域 ) 3.4 大阪湾大阪湾 ( 神戸海域 ) の C 類型海域の各態窒素 リンを図 9 に示す. この海域の TN TP は, それぞれ東京湾の TN TP の 1.5 分の一である. TP TN は時間的に一定というわけではない. 大阪湾においても C 類型海域では 3 月にリンが枯渇している可能性が強い ( 確認作業中 ).( 注 : この海域にはノリ漁場がない ) TN TP 共に近年減少傾向にある. 3.5 瀬戸内海播磨灘の 1 月 ( ノリ養殖初期 ) の DIN と降水量を図 1 に示す ( 兵庫水技のデータで原田和弘さん作成の図に追加 ). 両者には相関があり, 多雨年には 1 月の DIN が高く, 少雨年には低い. 日本では近年, 年降水量の変動幅が大きくなり, 極端な少雨年が表れるようになった. 瀬戸内海東部では, 長期的にみると少雨化傾向が見られる ( 図 11). 瀬 6

28 戸内海の冬季の DIN 低下は, おもに近年の少雨によって起きていると考えられる. ( 特に岡山 香川海域 ) 図 1 は姫路の月降水量である.8 年は極端な少雨であり, 本年度のノリ漁期の DIN 不足が懸念される. 沿岸海域の栄養塩動態 DO 栄養塩モデル 従来の生態系モデル ここはブラックボックスでもかまわない 河川 1 DIN 流入 3 取込 植物プランクトン 河川 DIN 有機物流入 隣海 海水交換 5 呼吸分解による生成 4 脱窒 吸着 溶出 懸濁態有機物 底泥有機物 動物プランクトン 隣海との間の懸濁物輸送 図 1 海水中の DIN 収支 全天日射量 (MJ/m) 年 1 月 年 1 月 3 年 1 月 4 年 1 月 5 年 1 月 毎月 3 月 11 月 図 東京の全天日射量 18 DIN クロロフィル 1 DIN (μm) クロロフィル a (μg/l) 年 1 月 1 年 1 月 年 1 月 3 年 1 月 図 3 備讃瀬戸の毎日のDIN とクロロフィルa ( 岡山県水産試験場 ) 7

29 川河口陸からの N P 負荷量 外海外海らの N P 負荷量 N/P 比 : N rich レッドフィールド比 :16 透明度 : 低高 制限要因 : 光制限 ( 植 P による ) リン制限 ( ノリにとって ) 窒素制限 貧酸素水塊の解消 海域 : 北西 東京湾南東 大阪湾 C 類型 大阪湾 B 類型 大阪湾 A 類型 季節変動 夏 冬対ノリ : 強いリン制限 播磨灘 河川流量 : 大 少 図 4 内湾域の栄養塩動態まとめの模式図 Transparency DIP DIN NH4-N 5 8 透明度 ( m) DIP(μM) DIN NH4-N(μ M) year 図 5 東京湾の透明度と栄養塩の長期変動.36 月移動平均. ( 千葉県水総研 : 石井光廣氏作成 ) 8

30 窒素 リン DON PON DIN.5 m N (μm).5m PON TN DIN P (μm).5m DIP TP POP DOP POP PO4 14 年 7 月 年 8 月 年 9 月 年 1 月 年 11 月 年 1 月 3 年 1 月 3 年 月 3 年 3 月 3 年 4 月 3 年 5 月 3 年 6 月 3 年 7 月 年 7 月 年 8 月 年 9 月 年 1 月 年 11 月 年 1 月 3 年 1 月 3 年 月 3 年 3 月 3 年 4 月 3 年 5 月 3 年 6 月 3 年 7 月 1 1 DON PON DIN B-1 m N (μm) B-1 m TN DIN 年 7 月 年 8 月 年 9 月 年 1 月 年 11 月 年 1 月 3 年 1 月 3 年 月 3 年 3 月 3 年 4 月 3 年 5 月 3 年 6 月 3 年 7 月 P (μm) B-1 m TP DIP 年 7 月 年 8 月 年 9 月 年 1 月 年 11 月 年 1 月 3 年 1 月 3 年 月 3 年 3 月 3 年 4 月 3 年 5 月 3 年 6 月 3 年 7 月 DOP POP PO4 図 6 東京湾の各態 N P の季節変動. 観測日は各月の下旬 ( 国総研古川氏 HP 公開データより作成 ) 9

31 / 9/ 6 / 1/ 18 3/ 3/ 6 / 1/ 3 3/ 1/ 3 3/ 5/ / 11/ 6 3/ / 5 3/ 5/ 6 図 7 東京湾の縦断面のクロロフィル分布. 月に厚いブルーミングが起きている. ( 国総研古川氏 HP 公開データより作成 ) 1 8 y = x DIN (μm) DIP (μm) 図 8 東京湾の表層 DIN と DIP の散布図.( 国総研古川氏 HP 公開データより作成 ) 3

32 N (μm) C 類型海域 TN DIN PON 線形 (TN) 年 1 月 3 年 1 月 4 年 1 月 5 年 1 月 6 年 1 月 7 年 1 月 8 年 1 月 P (μm) C 類型海域 TP PO4 3 POP 線形 (TP) 1 年 1 月 3 年 1 月 4 年 1 月 5 年 1 月 6 年 1 月 7 年 1 月 8 年 1 月 図 1 大阪湾 ( 神戸市 ) の各態 N P の季節変動.3 ヶ月移動平均. ( 神戸市環境局提供のデータより作成 ) 降水量 (3-11 月合計 ) 姫路 DIN 1 月表層 (H1-15 平均 ) 降水量 DIN 図 11 播磨灘の DIN と降水量.( 兵庫水技データ ; 原田和弘さん作成図に追加 ) 31

33 年降水量 y = x 図 1 姫路降水量 月降水量 ( 姫路 ) 図 13 姫路降水量.8 年 8 月まで. 3

34 TN ( 全窒素 ) DON ( 溶存態有機窒素 ) PON ( 粒状態有機窒素 ) 行き来が大きい NH 4 ( アンモニア態窒素 ) DIN ( 溶存態無機窒素 ) NO ( 亜硝酸態窒素 ) NO 3 ( 硝酸態窒素 ) TP ( 全リン ) DOP ( 溶存態有機リン ) POP ( 粒状態有機リン ) 行き来が大きい DIP ( 溶存態無機リン ) = PO 4 ( リン酸態リン ) 窒素 1 mg/l = 1/14 = 71 μm ( モラー ) μm = μmol/l リン.1 mg/l = 1/31 = 3. μm RF 比 ( レッドフィールド比 ) 海産植物プランクトンの窒素とリンのモル比 = 16 : 1 付図栄養塩動態参考表 33

35

36 N (μm) 春 DIN DON PON DIN 大阪湾TN 紀伊水道豊後水道備N (μm) 秋 DIN PON DON TN N (μm) 夏 DIN DON PON TN N (μm) 冬 DIN DON PON TN 讃 TN は負荷源から広がるが,DIN は負荷源付近に集中して分布

37 アンケート : 8 年度海洋学会シンポジウム ノリ色落ちと内湾域の栄養塩動態 発表者の皆様 各海域の発表に当たっては, 各海域の栄養塩濃度の季節変動と年々変動およびノリの 色落ち, 作柄に関して, 下記の項目を含んで発表をお願い致します. この中で青字の部分は例です. 1. 栄養塩濃度の季節変動について ( 主に表層について ) 場所 : 播磨灘中央部, 浅海定線調査測点 1( 海深 : 約 4m) データーソース : 浅海定線調査特殊項目 ( 毎月 or 年 4 回 ), 灘の平均値 (1) 栄養塩濃度に季節変動はありますか?: ある ( ここで季節変動とは, 比較的明瞭な年周期の繰り返し ) 播磨灘 stn 1 表層 DIN (μm) 年 1 月 4 年 1 月 5 年 1 月 6 年 1 月 7 年 1 月 年, 年度 ( ノリ年度 ) は西暦年で記述してください. グラフの年の区切りは, 年度ではなく, 年を使用してください ( 例 : 上図 ). エクセルの図を貼り付けるときは, 編集 / 形式を選択して貼り付け / 図 ( 拡張メタファイル ) として上記の空色の描画枠に貼り付けるとうまくいきます. 36

38 () 上記が, ある, の場合 (-1) 栄養塩濃度の山 ( 年最大 ) はいつ頃起きますか : (-) 栄養塩濃度の谷 ( 年最小 ) はいつ頃起きますか : (-3) 秋 ~ 冬 (11 月 ~1 月ごろ ) に栄養塩濃度の山はありますか :. 栄養塩濃度の年々変動について (1) 栄養塩濃度が, 近年, 低下しているようですか?: 3. ノリ色落ちに関して (1) ノリ漁場はどこにありますか : () ノリ養殖は 浮き流し ですか, ヒビ立て ですか: (3) 近年, ノリ色落ちは起きていますか : (4) 上記がはいのとき, 不足しているのは DIN ですか DIP ですか. (5) 近年のノリの作柄はどうですか : 4. 大型珪藻について (1) 冬季に大型珪藻の増殖は見られますか : () 主な種, 発生の時期, 昔と変わった点 : 37

39 アンケート集約結果 1. 栄養塩濃度の季節変動および長期変動 海域 季節変動の特徴 季節変動の有無極大極小 長期変動の特徴 東京湾 あり DIN;1~1 月 DIP;11~1 月 DIN;7~8 月 DIP;6~7 月 DIN,DIP 濃度ともに 199 年代後半頃から低下 三河湾あり DIN,DIP ともに 1 月 DIN;9 月 DIP;7 月 DIN,DIP 濃度ともに減少傾向 伊勢湾なし DIN 濃度は近年, 減少傾向 播磨灘 北部 あり DIN,DIPともに1 月頃 DIN,DIPともに8 月頃 DIN 濃度は199 年代以降, 低下 DIP 濃度も199 年代以降, 徐々に低下 南西部 あり DIN;11~1 月 DIN;~6 月 DIN 濃度は減少傾向 備讃瀬戸 北部 あり DIN;7 月,1~1 月 DIN;3 月 DIN 濃度は減少傾向 南部 あり DIN;1~11 月 DIN;3~4 月 DIN 濃度は減少傾向 周防灘北部あり DIN;1~1 月頃 DIP;1~1 月頃 DIN;8 月頃 DIP;4~5 月頃 DIN 濃度は 199 年代半ば以降, 減少傾向 DIP 濃度はほぼ横這い 有明海湾奥部あり DIN;6~7 月,9~11 月 DIP;~3 月 DIN 濃度は概ね横這いで推移 博多湾あり DIN,DIP ともに 1 月頃 DIN,DIP ともに 8 月頃 DIP 濃度は減少傾向 38

40 アンケート集約結果. ノリ養殖をめぐる現状 ( 色落ち, 作柄など ) 海域主な漁場養殖法色落ちの有無 不足している栄養塩 近年の作柄 東京湾 千葉北部地区木更津地区富津地区 浮き流しと支柱式の併用 ( 浮き流しが主 ) あり DIP 年内の生産が不安定 ( 水温低下の遅れ ) 漁期末は顕著な色調低下で, 予定を早め生産を終了する年が多く, 生産枚数は減少傾向 三河湾 沿岸各所 湾口部 ; 浮き流し地先 ; 浮き流しと支柱式の併用 あり 不明 不作の年が頻発 ( 近年では平成 18 年度 ) 生産金額は減少傾向 伊勢湾 桑名沿岸から鳥羽沿岸 桑名地区 ; 支柱式鳥羽地区 ; 浮き流しその他 ; 主に浮き流し あり DIN ここ 3 年間は色落ちによる不作が顕著 播磨灘 北部, 南西部淡路島沿岸 浮き流しあり DIN 出荷量は年によって増減, 単価は低い ( 兵庫県海域 ) 悪い ( 香川県海域 ) 備讃瀬戸全域浮き流しあり DIN 過去最低を更新中 ( 岡山県海域 ) 悪い ( 香川県海域 ) 周防灘 王喜, 小野田宇部 防府 ほとんどが浮き流しあり DIN 悪い 有明海 沖合を除く全域 ( 佐賀県海域 ) 支柱式 あり ( ただし短期的 ) DIN 豊作 (3 年連続で共販金額が 億円以上 ) 博多湾 中央部 浮き流しと支柱式の併用 ( 浮き流しが主 ) あり DIP 年変動が大きく不安定 39

41 アンケート集約結果 3. ノリ漁期における大型珪藻の発生状況 海域 大型珪藻類によるブルームの有無 主な種発生時期備考 東京湾 あり Skeletonema costatum Thalassiosira spp. Chaetoceros didymum Rhizosolenia setigera Eucampia zodiacus DIP が低濃度時 年代以降,E. zodiacus による赤潮が多発 三河湾 あり Eucampia zodiacus Chaetoceros spp. Rhizosolenia setigera 198 年代後半から E. zodiacus による赤潮が多発 伊勢湾 ほとんどなし Skeletonema costatum Thalassiosira spp. Chaetoceros spp. ノリ養殖漁期 珪藻赤潮が頻発化, 長期化する傾向 播磨灘 あり Eucampia zodiacus Coscinodiscus wailesii E. zodiacus ; 月以降 C. wailesii ;1~11 月, 月頃 199 年代後半以降, ほぼ毎年,E. zodiacus による赤潮が発生 備讃瀬戸 あり Eucampia zodiacus Coscinodiscus wailesii E. zodiacus ;1 月中 ~ 下旬 C. wailesii ;1 月,1~ 月 E. zodiacus の増殖に伴う栄養塩濃度の減少でノリ漁期の終漁が早期化 周防灘 なし ( 優占種にはなる ) Coscinodiscus sp. Chaetoceros spp. Rhizosolenia spp. Coscinodiscus ;9~1 月, 3~5 月 Rhizosolenia ;1~3 月 年前とプランクトン組成に大きな変化はない 群体性 Thalassiosira spp. が 1~ 月に出現しヌタ現象を起こすことがある 有明海 あり Eucampia zodiacus Rhizosolenia spp. 主に ~3 月 3 年度以降は大型珪藻の増殖はほとんど認められない 博多湾 なし 4

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9-2_資料9(別添)_栄養塩類管理に係る順応的な取組の検討 資料 9( 別添 ) ノリ養殖を取り巻く環境の変化について 1. 播磨灘 1 1.1 ノリ養殖を取り巻く環境の変化 1 (1) ノリの生産状況の変化 1 (2) 水環境の変化 2 (3) 大型の珪藻類について 5 (4) 降水量との対応 9 1.2 まとめ 1 2. 備讃瀬戸 11 2.1 ノリ養殖を取り巻く環境の変化 11 (1) ノリの生産状況の変化 11 (2) 水環境の変化 12 (3) 大型の珪藻類について

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