‑7 6 咽

一 ①

こ こ で 、 D は 遊 走 子 の 遊 泳 に よ る 拡 散 係 数 で あ り 、 第 4

n

で 求 め た 最 大 遊 泳 距 離 か ら 算 出 し た 。 拡 散 係 数 D は、

ろ 過 海 ノk 中 で は ワ カ メ で 2.1cm^z/scc、 カ ジ メ で

13.3cm^z/sccで あ り 、 20mg/Q の 法jり 濃 度 で は ワ カ メ で O.1cm^z/scc、 カ ジ メ で 8.1cm^z/secで あ っ た。 xは 遊 定 子 放 出 点 か ら の 距 離 、 tは 遊 定 子 放 出 後 の 経 過 時 間 で あ る。

一 方、 渦 に よ る 拡 散 は 乱 流 輸 送 迎 論 に 基 づ い て 、 次 の

よ う な 一 次 元 拡 散 方 程 式 ( フ ィ ッ ク の 拡 散 方 程 式 ) と し

て 表 さ れ る。

dC  duC. Kd²C 

‑ー・・巴

=  ‑

^{‑ ‑‑ーー‑ ......  ーーーーーーーーーーーーー‑}

dt  dx δx^{2  一 ②}

..̲  ..̲で、

c 

( x，  l ) は 瞬 間 浪 度 、 u は 瞬 間 速 度 、 K は 渦 !]j}) 拡 散 係 数 で あ る 。

こ の 方 程 式 に お い て 十 分 な 時 間 の 経 過 の あ る 場 合 の 解 は、 ガ ウ ス 分 布 に 近 似 さ れ る 。

よ っ て 、 放 出 さ れ た 遊 走 子 群 の 重 心 回 り の 濃 度 分 布 の 解 は 以 下 の よ う に な る 。

1  ‑x² 

C(x，t)=‑‑;=

一 = = ‑

e x p

ー す ー

2 π K  t  4.K  t  一 ③

こ こ で

c

^{( x}，  t ) は 瞬 間 濃 度 、 K は 渦 動 拡 散 係 数 で あ

る。

渦 に よ る 拡 散 に は 、 す べ て の 大 き さ の 渦 が 拡 散 に 影 響 す る 絶 対 拡 散 と 粒 子 聞 の 距 離 以 下 の 大 き さ の 渦 が 拡 散 に 影 響 す る 相 対 拡 散 と が あ る 。 遊 定 子 の 放 出 の よ う に 多 数 の 粒 子 が 一 点 、 の 重 心 か ら 拡 散 す る 場 合 、 思 心 回 り の 粒 子 の jよ が り は 粒 子 群 以 下 の ス ケ ー ル の 渦 で 決 ま る と 考 え ら れ る 〈 大 久 保 、

1  970 

)。 こ の こ と よ り 、 逃 走 子 嚢 よ り 瞬 間 に 放 出 さ れ た 遊 走 子 群 の 重 心 ( 放 出 点 〉 回 り の 拡 散 は 、 相 対 拡 散 と し て 級 え る こ と が わ か る。

す な わ ち ③ 式 は 、 相 対 拡 散 の 成 分 を 持 っ た 渦 動 拡 散 係 数 を 代 入 す る こ と に よ り 、 尚 に よ る 遊 定 子 の 拡 散 の 式 と し て 用 い る こ と が で き る 。 本 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に お い て は、 ~II 対拡散の成分を持つ渦動拡散係数 K として、 社 多 ( 1 

989 

)がガラモ場内の流速から導いた結よ~

( K  = 2.56t^l・ 7a ) を 用 い た 。

以 上 の こ と よ り 、 遊 走 子 の 遊 泳 と 渦 と に よ る 水 平 方 向 の 一 次 元 の 広 が り を 予 測 す る 式 は つ ぎ の よ う に な る 。

C(x.t)=  t  2

， J 7 ( . マ 万

+K)t 

exp 

‑ 7 8   ‑

‑x 2 

4 

(D+

I<) t 

一 @

(  2 

) 逃 走 子 の 着 底 密 度 分 布 の 予 測 方 法

遊

A

子 の 着 J畠 密 度 分 {Jrは @ 式 を 遊 走 チ の 滞 留 時 間 で 積 分 す る こ と に よ り 予 測 す る こ と が で き る 。

鉛 直 方 向 に 渦 に よ る 広 が り が な い と 仮 定 す る と、 遊 走 子 は あ る 沈 降 辿 度 で 等 辿 に 沈 降 す る こ と に な る 。

遊必子の沈降速度は J1~ 4 ilの 結 果 よ り 、 ろ 過 海 水 中 で 平 均

Q .81cm /min

、

2mg /

. e 以 上 の 濁 り で は 平 均

0.42c m/min

で あ る こ と が わ か っ て い る 。

ワ カ メ の 遊 定 子 裂 の 存 在 す る 高 さ を

10"'20cm

と す る と 、 逃 走 子 の 滞 留 時 間 は ろ 過 海 水 中 で

7 0 0 . . . . . . . . 1400scc

、

2mg /

.e 以 上 の 懸 濁 海 水 中 で

1 4 0 0 . . . . . . . .2800scc

程 度 と な る 。

す な わ ち 遊 定 子 の 着 庇 密 度 分 布 は 次 式 で 表 さ れ る。

&

'b  

du

& ︐ .    

x ︐ ︐ ︑

C 

×  一

ml

M

一 一

一 内ζ

‑ m' a  

内 〆

﹄

・

4

T T  

︐S

EE

‑J  

一 一

x ︐ ︐ ︑

F  一 ⑤

こ こ で 、 M は 遊 走 子 の 総 放 出 量。 T1、T2は そ れ ぞ れ 遊 走 子 の 最 短 お よ び 最 長 滞 留 時 間 で あ る。

⑤ 式 を j日 い て 遊 定 子 の 拡 散 お よ び 拡 散 へ の 濁 り の 影 響 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を 行 っ た。

6 ‑ 2.  遊 走 子 の 拡 散 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン

ろ 過 海 水 中 の 遊 走 子 の 遊 泳 に よ る 拡 散 を ⑤ 式 よ り 求 め た。 結よ~は Fig.33 のようであった。 同 図 は 、 放 出 さ れ た 遊 定 子 の 総 此

M

を

100

% と し て 相 対 値 で 表 し た 。

ろ 過 海 水 中 で 遊 定 子 が 遊 泳 だ け で 広 が っ た 場 合 、 遊 走 子 の 若 生 数 は 放 出 点 で 遊 定 子 放 出 血 の 約

0.48

% で あ り 、

1  m

で

0.20

%、

2m

で

0.02

% と な り 、

3m

で ほ と ん ど Oと な っ た 。 カ ジ メ 遊 定 子 の 場 合 、 放 出 点 で

0.22%

，

2m

で O.

10%

と なり、

6m

で ほ と ん ど

0%

と な っ た 。

す な わ ち 遊 定 子 が 遊 泳 だ け で 広 が る 場 合 、 ワ カ メ は 半 径

2m

の 円 内 に 高 密 度 に 集 中 し て 着 底 す る の に 対 し 、 カ ジ メ は 半 径

4

m の内内になだらかに ~J J記 す る 。 ま た こ の シ 、 ュ レ ー シ ョ ン 結 果 は 第 4 章 の 実 験 結 果 と ほ と ん ど 合 致 し た。

つ ぎ に 遊 泳 に よ る 拡 散 に 渦 に よ る 拡 散 が 加 わ っ た 場 合 、 遊 定 子 の 者 底 密 度 分 布 は

Fig.34

の よ う に な っ た 。 実 線 は ろ 過 海 水 中 、 点 線 は 懸 濁 海 水 中 (

2mg/

. e 以 上 〉 の 場 合 で ある。

ろ i曲 海 水 中 の 場 合 、 ワ カ メ 遊 定 子 の 泊 底 数 は 放 出 点 で

ー

8 0‑

0.047%

で あ り 、

1 0 m

で

0.020 %

、

20 m

で

0 .002 %

と な っ た。

渦 に よ っ て か な り 広 い 範 囲 に 拡 散 さ れ た。 ま た ワ カ メ 、 カ ジ メ と も そ の 広 が り は ほ と ん ど 一 致 し た。

こ の こ と よ り 、 現 場 海 域 で の 遊 定 子 の 拡 散 は ほ と ん ど 尚 に よ っ て 行 わ れ て い る と 言 え た。

こ れ に 対 し 、

2mg/

. e 以 上 の 濃 度 の 懸 樹 海 水 中 の 場 合 、 放 出 点 で 約

0.023%

の 着 底 が み ら れ 、

10m

で

O . 0  18%

、

20m 

で

0.008%

で あ っ た 。 遊 走 子 の 芯 庇 ¹虚 血 = は 放 出 点 か ら 約

20m

ま で

0 . 0 1 . . . . . . . 0 . 0 2 %

で あ り 、 遊 定 子 は 広 範 凶 に 低 密 度 で 広 が っ て い た 。

す な わ ち 、 懸 濁 海 水 中 で の 拡 散 は ろ 過 潟 水 中 の 場 合 に 比 べ る と 広 範 聞 に 低 密 度 で 着 底 す る 事 が わ か っ た 。

さ ら に 本 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 巣 に 対 し て 、 懸 湖 粒 子 の 着 生 へ の 影 響 お よ び 藻 場 の 形 成 に 必 要 な 密 度 条 件 を 考 え 合 わ せ て み た

CFig.35)

。

懸 濁 海 水 中 で は 遊 走 子 の 基 質 着 生 数 が 減 少 す る 。 例 え ば 懸 淘 粒 子 濃 度

10mg /

.eの場合、 遊 定 子 の A f 生 数 は 約

42%

減 少 す る の で 、 そ の 着 生 密 度 分 布 は 凶 中 l点 鎖 線 の よ う に な る 。

定 子 の 最 低 着 生 密 度 を 規 定 す る。

柳 瀬 (1 983 ) は 静 岡 県 伊 東 市 場 川 地 先 の 海 底 に カ ジ メ

胞 子 紫 を 詰 め た 袋 を 投 入 し 、 そ の 後 の 群 落 形 成 過 程 を 調 べ、 半 径

10m‑‑20m

の 同 心 円 内 に カ ジ メ j，)j芹 の 発 生 が み ら

れ た と 報 告 し て い る 。 こ の こ と よ り 、 2mg/

e .

^{の 懸 樹 海 水}

中 に お け る 半 径

15m

で の 着 生 密 度 が 、 ワ カ メ ・ カ ジ メ の 諜

場 の 形 成 に 必 要 だ と す る と 、

Fig.35

の 点 線 以 上 の 着 生 密

度 に お い て 部 場 の 形 成 が み ら れ る と 屯・え ら れ る。

部場の形成はろ過海水中では と~ 径 13 m の円 内に高密度で み ら れ る の に 対 し 、

10mg/

. e の 懸 樹 海 水 中 で は 半 径

4m

の 円

内 に 雌

1

ょす る 事 と な り 、 藻 場 の 形 成 間 続 が がJ1 I 1 

0

に 減 少

す る こ と が わ か っ た 。

す な わ ち 、 懸 樹 海 水 中 の 遊 定 子は、 沈 降 巡 庇 が 遅 く な

り る た め に 、 低 密 度 で 広 範 囲 に 拡 散 さ れ て 、 十 分 な 着 生

密 度 が 得 ら れ な く な っ て お り 、 こ の こ と が 務 場 の 荒 廃 を

引 き 起 こ し て い る と 考 え ら れ た 。

‑ 8 2   ‑

0 . 4 0  

0 . 30 

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020 

0 . 1 0  

D I S P E R S I O N  OF ZOOSPORES  (m)  10 

Fjg.33.  Relationships  between  the  dispcrsion of  zoospores  spread  by  swimming(m)  and  the  frcQuency of  adhcsion  of  zoospores  bascd  on  numcrical  calculalion(%).  A solid  linc  for  也坐斗~ ~innatifida and  a dashcd  linc  for  Eckloni a ca va. 

。 5 

‑ 5  

‑ 1 0  

。

0 . 05 

( メ )

0 . 04 

0 . 03 

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0 . 02 

0 . 0 1  

Z

ドキュメント内 海中の濁りの藻場への影響に関する研究 : 海中懸濁粒子および堆積粒子の褐藻類の遊走子と配偶体への影響 (ページ 81-89)