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ありみちはしかわ
7 years ago
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1 自然的特徴リアス式海岸線連続する公園湾口の水深が深く比較的海水交換のよい開放的内湾外洋の影響も強く受ける湾奥部に海草群落, 湾口湾央部に岩礁藻場 13-2 開放性内湾が連なる三陸沿岸海域における沿岸環境管理法の開発津波からの環境回復監視 : みえる化里海創生森は海の恋人の定量的理由解明巨大防潮堤の緊急影響評価

2 S13-2 サブテーマの課題 (1) 遷移する沿岸環境監視とそれを応用した沿岸海域管理法開発 : S13-2-(1) 小松輝久 ( 横浜商科大 ) (2) 森川海の栄養物質輸送機構の解明 : S13-2-(2) 門谷茂 ( 北大 ) (3)1 森 - 海の物質輸送に果たす有機物の役割解明 : S13-2-(3)1 ( 鉄 ) 吉村千洋藤井学夏池真史 ( 東工大 ) (3)2 森 - 海の物質輸送に果たす有機物の役割解明 : S13-2-(3)2 ( 有機物 ) 西村修坂巻隆史野村宗弘藤林恵 ( 東北大 ) 玉置仁 ( 石巻専修大 ) 青字は研究協力者

3 S13-2 サブテーマ S13-4 S13-5 の関係 S13-2-(1) 遷移する沿岸環境監視志津川湾の藻場養殖筏監視藻場養殖物の生物量 S13-2-(2, 3) 森は海の恋人仮説検証陸域を含む志津川湾の物質循環の定量 ( 栄養塩鉄有機物 ) 物質循環データ S13-2-(1) 沿岸海域管理法開発協議会の設置養殖筏台数と配置シミュレーションシナリオの co-design 合意形成 S13-5 : 総括班陸域を含む志津川湾生態系モデル開発養殖筏の台数と配置経済評価政策提言 S 年, 2100 年の内湾農林漁業者住民の意識経済評価三段階管理復興国立公園里海物語

4 リモートセンシングによる磯焼海域の可視化 S13-2-(1) 2014 年から各所でウニによる磯焼けの発生志津川港岩礁性藻場 ( ホンダワラ類 ) アカモク等磯焼け岩礁砂泥 1 km 岩礁性藻場 ( コンブ類 ) マコンブ等遷移する沿岸生態系のモニタリングの重要性とフィードバック管理への寄与海草藻場アマモタチアマモ (GeoEye-1 衛星 :2015 年 2 月 12 日撮影 )

S13-2-(1) 沿岸域の生物多様性を支えるウニ漁業 : 里海 (t) 2500 2000

5 S13-2-(1) 沿岸域の生物多様性を支えるウニ漁業 : 里海 (t) 漁業が健全な沿岸生態系を支える里海活動であることの具体的事例ウニ漁獲量岩手宮城農林水産統計捕食者としての人間活動の停止による爆発的増加 Trophic cascade 栄養カスケード 2015 年 1 月椿島西側

6 S13-2-(1) 志津川湾におけるカキおよびワカメ養殖筏台数の変化カキ養殖筏戸倉地区 70% 削減志津川地区 50% 削減ワカメ養殖筏戸倉地区 70% 削減志津川地区震災前と同じ海洋環境 ( 物質循環 ) への影響は?

カキ成長追跡 O D F A J A O D F S13-2-(3)2 A J A 2014 年 11 月から 2016 年 8 月まで筏台数 50% 削減 B A C D 筏台数 70% 削減 250 200 150 100 50 0 カキ固体軟体部湿重量平均個体湿重 ( 殻付

7 カキ成長追跡 O D F A J A O D F S13-2-(3)2 A J A 2014 年 11 月から 2016 年 8 月まで筏台数 50% 削減 B A C D 筏台数 70% 削減カキ固体軟体部湿重量平均個体湿重 ( 殻付 g/ind) (g/ind) A 0 m Shiz-A Shiz-B B 0 m Tog-A C 0 m Tog-A8m C 8 m Tog-B D 0 m C-0m D-0m 筏削減台数の多い戸倉で高い成長 A-0m B-0m C-0m C-8m D B-0m A-0m

8 糞擬糞の酸素消費速度 (mg-o2/g-dw/hr) マガキの月齢による糞擬糞中有機炭素含有率 S13-2-(3) ヶ月 15 ヶ月 27 ヶ月志津川戸倉地区では, 震災後養殖密度を 30% に削減養殖期間の短縮 (18 ヶ月程度以上 10 ヶ月程度以上に ) 身入り向上 (>20g/ 個体 )( 現地漁業者談 ) カキ糞擬糞の有機炭素含有率 (%) マガキ高齢化により, 同化率低下, 糞の有機炭素含有量上昇, 酸素消費速度上昇. 養殖筏削減による生産性向上と環境負荷の低減が両立 8

9 志津川湾の物質循環過程模式図 S13-2-(2) 11: 漁獲 3: 枯死 2 : 同化 B 植物プランクトン C 付着性微細藻 F 懸濁有機物 1 : 流入 3: 分解再生 4 : 摂餌 7: 沈降 10: 溶出 A 栄養塩 9: 分解再生 E アマモ K 大型海藻 5 : 液体排泄 4: 摂餌 G カキホヤ H 排泄物 6: 排糞 D 底生微細藻 8: 堆積 J 栄養塩 I 堆積有機物堆積物 J 栄養塩 A~K は現存量 1~11 は Flux:( 単位時間単位面積当たりの移行量 )

湾内サンプリング調査項目 S13-2-(2) 流入河川定点, 志津川湾内定点現地観測 (15 定点 )

8,13,15 にて 2 週間に 1 度の定期採水 ) 計器観測 (YSI6600) 0 2 5 ~ 28

14 5 4 6 10 7 8 9 11 12 13 セジメントトラップ設置マガキ採取志津川湾奥部 13.

10 湾内サンプリング調査項目 S13-2-(2) 流入河川定点, 志津川湾内定点現地観測 (15 定点 ) 2014/7, /1,4,7, /2 (2014/6~2015/3 に Stn.8,13,15 にて 2 週間に 1 度の定期採水 ) 計器観測 (YSI6600) ~ 28 m 5 m 以降は 5 m おき観測採水 ( ポンプバンドン ) 0-30 m 5 m おきに採水項目 : TS Chl.a NH 4 -N,NO 2 +NO 3 -N(DIN), PO 4 -P(DIP) CN セジメントトラップ設置マガキ採取志津川湾奥部 13.8 km 2 ( 黒線より内側 ) と仮定セジメントトラップ設置 2014/10 ~ 2016/8 24 時間設置後回収 ADCP 断面観測 (2015/10) 湾口部 ( 地図上赤線 ) にて断面解析

11 志津川湾の N 循環過程植物プランクトン N 現存量 : POC/Chl.a (C/N = 6.6) として計算マガキ N 排泄量 : 横路 ( 未発表 ) S13-2-(2) 2015/1( 冬季 ) ( 栄養塩濃度増加 ) 2015/4( 春季 ) ( 植物プランクトン濃度増加 )

まとめ S13-2-(2) 志津川湾における N の Stock の特徴が明らかとなった春季 :

12 まとめ S13-2-(2) 志津川湾における N の Stock の特徴が明らかとなった春季 : 植物プランクトン濃度が増加, 夏季 : デトリタス粒子増加, 栄養塩プール枯渇秋季 : 沈降粒子量増加冬季 : 栄養塩プールの増加半開放性内湾としての志津川湾半開放性内湾における主要な栄養物質流入源は外洋であり, 河川の栄養塩供給源としての機能は限られていた養殖海域において二枚貝は物質シンクとしての役割は大きく, 三陸沿岸では時に栄養塩プールを上回ることがわかったカキ養殖付着基質としてのカキ養殖施設の付着珪藻増大とカキによるその利用カキによる栄養塩の再生で一次生産速度の向上

鉄仮説の検証鉄仮説 : 陸域から供給される鉄は沿岸域の生物生産性に貢献している具体的にはどのような土地から流出した鉄がどのような経路や反応を経てどの程度藻類に摂取されているか? 鉄動態生物利用性に関する科学的知見は限定的 S13-2-(3)1 Fe(III) これまでに実施した部分溶存態の鉄の大部分は有機物と結合して存在する陸域からの溶出凝集沈降 3.

13 鉄仮説の検証鉄仮説 : 陸域から供給される鉄は沿岸域の生物生産性に貢献している具体的にはどのような土地から流出した鉄がどのような経路や反応を経てどの程度藻類に摂取されているか? 鉄動態生物利用性に関する科学的知見は限定的 S13-2-(3)1 Fe(III) これまでに実施した部分溶存態の鉄の大部分は有機物と結合して存在する陸域からの溶出凝集沈降 3. 陸域からの鉄の溶出 Fe(III) OH OH OH Fe(III)Fe(III) OH OH OH Fe(III)Fe(III) OH OH OH 溶存鉄不溶化鉄 Fe(III) OH OH OH Fe(III)Fe(III) OH OH OH Fe(III)Fe(III) OH OH OH 河川から湾内への供給わ Fe(III) 微細藻類群集湾内水中微細藻類による鉄摂取 Fe(III) Fe(III) 1. 河川湾での鉄と有機物動態湾内から湾外への流出湾外から湾内への流入 Fe(III) 2. 鉄摂取と藻類増殖 Fe(III)

14 全溶存態鉄濃度 [Fe] T (nm) (nm) 陸域由来有機物と溶存鉄との関係 S13-2-(3) : 八幡川 : 水尻川 : 折立川黒塗 : 上流白抜 : 下流河川水の a 254 と溶存鉄濃度の関係 (2014 年 7 月 ~12 月 ) < 線形回帰式 > 河川 n 傾き * 切片 * R f 2 八幡川上流 (9.7) (46.3) 下流 (5.0) -112 (38) E-05 水尻川上流 (5.6) (26.4) 下流 (3.7) (18.1) 折立川上流 (4.8) (42.7) 下流 (5.9) (27.5) a 254 (m -1 ) 紫外吸光度 (a 254 m -1 )( 腐植物質の指標 ) * カッコ内は標準誤差 r 八幡川と水尻川で a 254 と溶存鉄濃度との間に有意な正の相関溶存鉄は主に腐植物質と結合した形で陸域から下流へ輸送河川間で回帰直線の傾きに異なる傾向鉄の供給源となる森林土壌の特性 ( 鉄含量や形態等 ) の違いや他の供給源の混入の程度の違い等が要因

15 外洋との海水交換は湾内の鉄の挙動に支配的に影響河川からの鉄供給量は微細藻類群集の鉄摂取量や水揚げによる除去量に相当夏季に藻類の増殖が鉄によって制限今後ワカメと藻場の鉄要求量を推定 S13-2-(3)1 志津川湾における鉄収支 : 季節変化 ( 暫定値 ) 春 8.5 kg 0.71 kg 4.8 kg 7.8 kg 1.4 kg 沈降 92 kg kg* 0.28 kg 0.03 kg 0.25 kg 秋沈降 0.19 kg 0.02 kg 外洋データ分析中外洋 A 2.1% B 50.7% A?% B?% 海水交換 : 拡散係数を 10 6 cm 2 sec -1 と仮定した概算値 0.56 kg 0.06 kg 0.51 kg 0.22 kg 0.02 kg 0.20 kg 夏 0.4 kg 34 kg 沈降冬 0.4 kg 46 kg 沈降 0.1 kg 0.1 kg 0.02 kg 7.6 kg 0.02 kg 5.7 kg 夏外洋冬外洋 A. 河川流入の海水交換に対する割合 0.79% B. 基礎生産に対する割合 60.0% A 0.35% B 20.0%

16 S13-2-(3)2 志津川湾奥部 16km 2 における1 日あたりの粒状有機炭素収支春夏一次生産 7.7 呼吸 0.3 一次生産 4.0 呼吸 0.2 河川からの流入 0.09 POC 34 河川からの流入 0.01 POC 23 沈降 1.4 外洋からの流入 -1.4 沈降 0.7(0.03) 外洋からの流入 4.3 秋一次生産 3.5 呼吸 0.2 冬一次生産 2.7 呼吸 0.2 河川からの流入 0.03 POC 23 河川からの流入 0.01 POC 15 沈降 9.2(0.03) 外洋からの流入 -1.9 沈降 2.0 外洋からの流入 -3.4 : フラックス (ton-c/day) : ストック (ton-c) 夏秋の沈降フラックスの () 内 : カキ養殖施設からの剥離沈降量の推定内部生産および外洋から供給される POC に比べ河川からの POC は圧倒的に少ない

17 S13-2 森は海の恋人仮説検証開放性内湾では窒素栄養塩律速で秋季の窒素栄養塩での河川の貢献は外洋の 1/4 である河川由来の溶存有機態鉄の鉄フラックスへの寄与は河川流量に依存し春は大きく (60%) 夏は小さい (20%) 河川由来の有機物は湾内で生産される有機物よりも量的に少ない

18 S13-2-(1) 第 1 回志津川湾の将来を考える研究会開催 1. 日時平成 27 年 4 月 30 日 ( 木曜日 )14 時 30 分から 17 時 2. 場所南三陸町平磯の公民館 ( 和室 ) 3. 主催志津川湾の将来を考える研究会実行委員会 4. 参加者 : 漁業者約 16 名, 宮城県関係 3 名,NHK1 名, 海洋大 1 名, 組合 3 名, 南三陸町 2 名 5. 目的本プロジェクトの結果の紹介とそれをもとにした地元漁業者自治体関係者環境 NPO との志津川湾の将来の海洋環境に対する意見交換

ASC 認証のための筏データ提供社会貢献 Co-design, co-production, co-delivery S13-2 カキ養殖場に国際認証南三陸で国内初取得 ASC の国際認証を取得した養殖場から収穫したカキ =30 日宮城県南三陸町戸倉宮城県南三陸町戸倉のカキ養殖場が30 日環境に配慮した養殖を後押しする水産養殖管理協議会 (ASC 本部オランダ )

労働環境などの審査を受けたカキ部会の後藤清広会長 (55) は被災地の新しい取り組みが認められてうれしい認証取得がゴールではないので今後も高品質のカキづくりを目指すと話しているカキ部会は震災後持続可能な養殖を目指そうといかだを震災前の3 分の1 以下に減らした漁場に余裕が生まれ環境が改善一粒一粒のカキに栄養が十分に行き渡るようになり養殖期間も2~3

19 ASC 認証のための筏データ提供社会貢献 Co-design, co-production, co-delivery S13-2 カキ養殖場に国際認証南三陸で国内初取得 ASC の国際認証を取得した養殖場から収穫したカキ =30 日宮城県南三陸町戸倉宮城県南三陸町戸倉のカキ養殖場が30 日環境に配慮した養殖を後押しする水産養殖管理協議会 (ASC 本部オランダ ) の国際認証を国内で初めて取得した東日本大震災で養殖施設が被災したことを受けて実施した養殖いかだを大幅に減らす漁場改革が奏功した生産者や町は南三陸ブランドとしてカキを国内外に売り出す考えだ認証を受けたのは県漁協志津川支所戸倉出張所のカキ部会 37 人が所有する志津川湾の養殖いかだ305 台県漁協が昨年 10 月 ASCに申請し周辺の環境状況労働環境などの審査を受けたカキ部会の後藤清広会長 (55) は被災地の新しい取り組みが認められてうれしい認証取得がゴールではないので今後も高品質のカキづくりを目指すと話しているカキ部会は震災後持続可能な養殖を目指そうといかだを震災前の3 分の1 以下に減らした漁場に余裕が生まれ環境が改善一粒一粒のカキに栄養が十分に行き渡るようになり養殖期間も2~3 年から1 年に短縮した認証を受けた養殖場の年間生産量はむき身で約宮城県漁業協同組合志津川湾協議会 500キロを見込む 4 月 2 日から東北関東のイオンやイトーヨーカドー WWF で販売する南三陸町の森林所有者は昨年との協働 10 月森林管理協議会 (FSC) の国際認証を受けている同じ自治体の養殖場と森林が国際認証を取得したのは世界でも例がないという持続可能で適切に管理された養殖場を認証

20 S13-2 S13-2 全体での方向志津川生態系モデルのユニバーサル化森里海のつながりを考慮した最適養殖診断システムの確立土地利用による単位面積当たりの栄養塩鉄粒状有機物負荷の見積もり沿岸域監視方法湾内における物質循環のストックフラックス測定方法の確立 ( バイオマスデータの見積もり方法を含む ) 養殖種ごとの物質循環モデルの部品化陸域を含む最適養殖診断システムの確立 ( 経済評価を含む ) (S13-4, 13-5 と協働 ) S13-5 で紹介協議会の経験 (S13-4, S13-5 と協働 ) の普及漁民住民意識経済社会評価の分析とその応用 (S13-4 と協働 )

環境科学部年報（第16号）－04本文-学位論文の概要.indd

環境科学部年報（第16号）－04本文-学位論文の概要.indd 琵琶湖におけるケイ素画分の特徴とそれに影響を及ぼす要因安積寿幸環境動態学専攻はじめに近年人間活動の増大が陸水や海洋において栄養塩 ( 窒素リンケイ素 ) の循環に影響を与えているこの人間活動の増大は河川や湖沼海洋の富栄養化を引き起こすだけでなくケイ素循環にも影響をおよぼす特に陸水域における富栄養化やダムの建造は珪藻生産珪藻の沈降堆積を増加させ陸域から海洋へのケイ素の輸送を減少させる