塩生植物の群落形成を通じた干潟の生態環境改善に関する研究

１．はじめに 塩生植物の群落は、干潟が発達した韓国の西・南 海岸の潮間帯上部に固有の生態系を形成して、さま ざまな生態学的サービスを提供する。高い一次生産 性によって、健康な有機物を供給し、潮間帯に生息 する水産資源生物の基礎生産の役割を担っている。 また、潮間帯の生態系の群集多様性を提供し、産卵 場と生息地の役割をしている。沿岸環境的の側面で は、流速の減少による干潟堆積誘導、沿岸浸蝕防止 や炭素の保存と隔離（sequestration）の役割をし ている。特に最近では、健康機能食品など利用、有 用物質の発掘と産業化の可能性が高く評価されてお り、文化的価値と観光資源活用も可能である。 本研究では、塩生植物の生態学的、地形的機能に よる潮間帯上部の生態系の健康性を回復するため、 韓国の西海岸の干潟潮間帯上部に人為的に塩生植物 群落を造成して、二次的に自然組成を誘導する方法 について提示する。 図-1 実験海域 ２．材料および方法 1) 実験海域 調査海域は韓国の西海岸の安山市（AnSan-Si）の 干潟で塩生植物（シチメンソウ）の造成を実施した (図-1)。 2)塩生植物を対象とした干潟実験施設 (1)塩生植物の播種 塩生植物の造成地に 7 区域を選定して方形区(100 ×100 ㎝)に塩生植物を 3cm、5cm、7cm の深さにそ れぞれ播種を行った(2018 年 3 月)。播種された 7 つの区域は、塩生植物の種、深さ、時期に区分して、 各方形区の内に播種を実行して、区域別 24 個の方 形区に区分した(図-2)。 図-2 干潟の実験施設 (2)地化学・物理環境要因 (2.1)堆積環境 塩生植物の造成地の堆積環境の調査定点は、造 成の地域の７区域を選定した。調査項目は、粒度 (Grain size analysis) 、 有 機 物 含 有 量 (Organic matter)、全窒素(Total nitrogen)、総リン(TP)、

塩生植物の群落形成を通じた干潟の生態環境

改善に関する研究

*Back Sangho・Kim Seongcheol・Ｈa dusik・Kim Taehoo・Park Yongwoo・Shim Changmyung (FIRA-韓国水産資源管理公団) -49-どが被度50~90％でそれぞれ確認され、大型植 食性動物では、エゾアワビが0.4±0.9 個体/㎡、 キタムラサキウニが1.2±2.2 個体/㎡でそれぞれ 確認された。 台風通過後の同年 10 月調査時では、岩礁上に 砂の堆積が 2～3cm 程度認められたものの、コン ブは被度 10～40%、ガラモは被度 20～50％でそ れぞれ確認された（図3-3）。大型植食性動物で は、砂質域に孤立した岩礁上では生息がほとん ど確認されず、砂質域と岩礁域の境界付近で は、漂砂の影響が少ない高所へ避難し、密集し ている様子が観察された。 図 3-1 藻場の位置 図 3-2 藻場の様子（台風シーズン前） 図 3-3 藻場の様子（大型台風通過後） 2)砂面変動 10 月調査時では、5 月調査時と比較 して47.8±1.4cm 砂面が高い状態にあった。 ４．考察 2015 年および 2017 年の調査によって、漂砂の 影響を受けにくい場所と、漂砂の影響が強い場所 とでは、後者でコンブやガラモの分布下限水深が 約 3m 深くなることが確認された。これは、漂砂の 影 響 に よ って キ タ ム ラサ キ ウ ニ の個 体 数 が 約 1/10 に制限され（表4-1）、摂食圧が抑制されたこ とに起因していると考えられた。 八戸海域では、台風等の高波浪により、砂が水 深の浅い陸側へ運ばれ、平時の波浪によって徐々 に水深の深い沖側へ運ばれる機構がある（小林ら､ 2007）。このような海域では、夏季から秋季にかけ ての高波浪シーズンが終わった冬季、岩礁に堆積 した砂は徐々に深所へ移動し、残存した藻場の内 部や裸地化された岩盤上にコンブやガラモの幼 体が加入して、春季に藻場が復元されるサイクル があると推測された。ウニ類による食害の影響が 大きい海域での藻場造成は、このようなサイクル を意識した計画の立案が有効であると考えられ た。 表 4-1 漂砂の影響と藻場の下限水深 ５．引用文献 水産庁(2015)：改訂 磯焼け対策ガイドライン. 吾妻ら(2018)：志津川湾における地震後のアラメ 群落の動態と新たな保全技術,日本水産学会誌 84 巻 6 号 1074-1077. 小林ら(2007):恵比須浜漁港周辺の岩礁部におけ る漂砂特性の検討,海岸工学論文集,第 54 巻,土 木学会,551-555. 岩礁への漂砂の影響 極めて弱い 適度に強い 調査年月 2015年12月 2017年5月 水深（T.P.） 7.0m 10.0m 大型海藻 マコンブ 5% 95% 大型植食性動物 キタムラサキウニ 10個体 1.2±2.2個体※ （個体数/㎡） エゾアワビ 2個体 0.4±0.9個体※ ※ 1ｍ方形枠を5枠観察した平均値 10m ｺﾝﾌﾞ場 9.3m ｶﾞﾗﾓ場 -48-２０１９年度日本水産工学会学術講演会

図-5 地化学的と物理的環境の結果 (2) 播種深さによる発芽密度と成長率 播種深さ別に発芽密度の変化を把握するために塩 生植物の種子を 3cm、5cm、7cm の深さにそれぞれ播 種し、深さに応じた発芽密度を比較した結果は図-6 に示した。播種深さ 3cm で 6 月に 32.9 固体/㎡で最 大密度を示しており、調査の初期の 5 月には、播種 深さ 3cm の発芽密度が高くなっているが、7 月から 急減する様相を見せており、他の播種深さでも同様 の傾向に把握された。播種深さ 5cm では、同じ 6 月 に 26.9 固体/㎡で最大密度を示した後、7 月に急減 し、播種深さ 7cm でも 6 月に 15.4 固体/㎡で最大密 度を示すか、7 月から急減する面的に把握された （図-7)。また、播種深さによる成長率は図-8 に示 した。塩生植物の成長は、5 月から 8 月まではゆっ くりと成長したが、9 月に急激に成長する傾向を示 した(図-8)。 図-8 播種深さによる成長率 4.まとめ 塩生植物の播種深さの成長率変化を見ると、成長 初期から中期の 5 月から 9 月までの 3〜5cm の深さ で成長率が増加するが、7cm では後半に成長率が高 く増加する様相を見せた(図-9)。塩生植物は播種深 さに応じて深さが深いほど、成長率が増加されてお り、平均成長率は下記のように計算される。 深さに応じて平均的に、他の成長率を見せており、 地上部の最大長さの場合は、関係式は以下のように 算出された。 参考文献

1) Packham JR, Willis AJ ： Ecology of Dunes, Salt Marsh and Shingle. Chapman & Hall, London、pp.335、1997． 2) 한국수산자원관리공단 (2016)：염생식물 시범 단지조성 기초정밀조사. 연구보고서, pp.36． -51-水分含量(Moisture content)、土壌の pH と塩分 （Salinity）を 調査した。 (2.2)堆積物内の種子の密度 堆積物内の種子の密度はAB、C、D、E、Rの上部、 中部、下部の定点で、毎月モニタリングを行い、直 径5cmの円形のコアを利用して、各定点別に2回採集 して、表層から2cmの深さ、2〜10cmの深さに区分し て種子を調査した( 図-3)。 図-3 堆積物内のモニタリング定点 (3) 造成地の発芽密度と成長率 塩生植物の発芽密度は、方形区（7区）を対象に、 播種によって発芽する個体の密度を計数して、毎月 に変化する様相を観察して記録した。方形区で発芽 して成長する塩生植物の成長度を測定は、塩生植物 の地上部の大きさの変化を月別にモニタリングし、 最大10個体以上を測定し、平均値、最大値、最小値 について区分した。 ３．結果および考察 1)地化学的、物理的環境の結果 堆積環境を観察したライン調査の場合は、上部、 中部、下部に区分して粒度分布を把握した結果、Sa nd、Slit、Clayを基準に三角図で示した(図-4)。ラ イン別調査の結果、造成地AB、Cと自然群落地であ るRの上部はSandが優勢の結果を示し、その他の中 部と下部は、非生息地であるDとEの場合は、Mud堆 積物が優勢傾向を示し、Clayに比べSlit質堆積物が 優勢になっている。調査定点別の堆積物の粒度分布 をみると、陸に近い上部地域が中部と下部に比べて 組み立てた堆積物を示すことが分かっており、中部 と下部の地域は、Mudの含有量が高い堆積物が優勢 傾向と分析された。 図-4 堆積物の粒度分布 含水率は、平均的に23.87％で含水率が高いほど塩 生植物の密度が高いことが分かった。強熱減量の場 合、平均的に3.93％、塩分濃度の場合には、潮間帯 の海域で0.40〜8.65psuの範囲に分布し、水素イオ ン濃度(Ph)は 3.52〜8.42(平均8.06±0.27)、全窒 素含有量は45.2〜176.20mg/kg、総リン(TP)の場合 には、63.69〜375.78mg/kgの範囲である(図-5)。 2)塩生植物の発芽密度と成長率 (1)堆積物内の種子の密度変化 堆積物内の種子の密度は、造成地で高い密度を示 し、表層で平均的に 74.3 固体/㎡の密度を見せ、次 に自然群落地で 61.2 固体/㎡、非生息地では、37.0 固体/㎡の順となっている。堆積物の中層でも造成 地で 52.0 個体/㎡と高い密度を見せ、自然群落地で 51.0 固体/㎡、非生息地 25.9 固体/㎡の順だった。 10cm 以下の低層は造成地で 59.8 個体/㎡と高い密 度を見せ、自然群落地 58.3 固体/㎡、非生息地 31.6 固体/㎡の順だった。表層から 2cm 以内の堆積 物で、8 月以降に急激に増加し、11 月までの種子の 密度が上昇する様相を見せる。一方、中層と低層で は大きな変化なく、非生息地でも少ない密度の 種 子が観察されて、毎月の変化を見ると造成地と自然 群落地の変化は類似のパターンを示した(図-6)。 -50-２０１９年度日本水産工学会学術講演会

図-5 地化学的と物理的環境の結果 (2) 播種深さによる発芽密度と成長率 播種深さ別に発芽密度の変化を把握するために塩 生植物の種子を 3cm、5cm、7cm の深さにそれぞれ播 種し、深さに応じた発芽密度を比較した結果は図-6 に示した。播種深さ 3cm で 6 月に 32.9 固体/㎡で最 大密度を示しており、調査の初期の 5 月には、播種 深さ 3cm の発芽密度が高くなっているが、7 月から 急減する様相を見せており、他の播種深さでも同様 の傾向に把握された。播種深さ 5cm では、同じ 6 月 に 26.9 固体/㎡で最大密度を示した後、7 月に急減 し、播種深さ 7cm でも 6 月に 15.4 固体/㎡で最大密 度を示すか、7 月から急減する面的に把握された （図-7)。また、播種深さによる成長率は図-8 に示 した。塩生植物の成長は、5 月から 8 月まではゆっ くりと成長したが、9 月に急激に成長する傾向を示 した(図-8)。 図-8 播種深さによる成長率 4.まとめ 塩生植物の播種深さの成長率変化を見ると、成長 初期から中期の 5 月から 9 月までの 3〜5cm の深さ で成長率が増加するが、7cm では後半に成長率が高 く増加する様相を見せた(図-9)。塩生植物は播種深 さに応じて深さが深いほど、成長率が増加されてお り、平均成長率は下記のように計算される。 深さに応じて平均的に、他の成長率を見せており、 地上部の最大長さの場合は、関係式は以下のように 算出された。 参考文献

1) Packham JR, Willis AJ ： Ecology of Dunes, Salt Marsh and Shingle. Chapman & Hall, London、pp.335、1997． 2) 한국수산자원관리공단 (2016)：염생식물 시범 단지조성 기초정밀조사. 연구보고서, pp.36． -51-水分含量(Moisture content)、土壌の pH と塩分 （Salinity）を 調査した。 (2.2)堆積物内の種子の密度 堆積物内の種子の密度はAB、C、D、E、Rの上部、 中部、下部の定点で、毎月モニタリングを行い、直 径5cmの円形のコアを利用して、各定点別に2回採集 して、表層から2cmの深さ、2〜10cmの深さに区分し て種子を調査した( 図-3)。 図-3 堆積物内のモニタリング定点 (3) 造成地の発芽密度と成長率 塩生植物の発芽密度は、方形区（7区）を対象に、 播種によって発芽する個体の密度を計数して、毎月 に変化する様相を観察して記録した。方形区で発芽 して成長する塩生植物の成長度を測定は、塩生植物 の地上部の大きさの変化を月別にモニタリングし、 最大10個体以上を測定し、平均値、最大値、最小値 について区分した。 ３．結果および考察 1)地化学的、物理的環境の結果 堆積環境を観察したライン調査の場合は、上部、 中部、下部に区分して粒度分布を把握した結果、Sa nd、Slit、Clayを基準に三角図で示した(図-4)。ラ イン別調査の結果、造成地AB、Cと自然群落地であ るRの上部はSandが優勢の結果を示し、その他の中 部と下部は、非生息地であるDとEの場合は、Mud堆 積物が優勢傾向を示し、Clayに比べSlit質堆積物が 優勢になっている。調査定点別の堆積物の粒度分布 をみると、陸に近い上部地域が中部と下部に比べて 組み立てた堆積物を示すことが分かっており、中部 と下部の地域は、Mudの含有量が高い堆積物が優勢 傾向と分析された。 図-4 堆積物の粒度分布 含水率は、平均的に23.87％で含水率が高いほど塩 生植物の密度が高いことが分かった。強熱減量の場 合、平均的に3.93％、塩分濃度の場合には、潮間帯 の海域で0.40〜8.65psuの範囲に分布し、水素イオ ン濃度(Ph)は 3.52〜8.42(平均8.06±0.27)、全窒 素含有量は45.2〜176.20mg/kg、総リン(TP)の場合 には、63.69〜375.78mg/kgの範囲である(図-5)。 2)塩生植物の発芽密度と成長率 (1)堆積物内の種子の密度変化 堆積物内の種子の密度は、造成地で高い密度を示 し、表層で平均的に 74.3 固体/㎡の密度を見せ、次 に自然群落地で 61.2 固体/㎡、非生息地では、37.0 固体/㎡の順となっている。堆積物の中層でも造成 地で 52.0 個体/㎡と高い密度を見せ、自然群落地で 51.0 固体/㎡、非生息地 25.9 固体/㎡の順だった。 10cm 以下の低層は造成地で 59.8 個体/㎡と高い密 度を見せ、自然群落地 58.3 固体/㎡、非生息地 31.6 固体/㎡の順だった。表層から 2cm 以内の堆積 物で、8 月以降に急激に増加し、11 月までの種子の 密度が上昇する様相を見せる。一方、中層と低層で は大きな変化なく、非生息地でも少ない密度の 種 子が観察されて、毎月の変化を見ると造成地と自然 群落地の変化は類似のパターンを示した(図-6)。 -50-２０１９年度日本水産工学会学術講演会

多孔質材料を用いた干潟低質環境の再生

Jong-Ryol Kim（韓国水産資源管理公団） Kyunghoi Kim（Pukyong National University）

Tae-Geon Oh（韓国水産資源管理公団） In-Cheol Lee （Pukyong National University）

日比野 忠史（広島大学 工学研究科） １．はじめに 1970年代からの経済成長期以降、陸域からの有 機物の流入負荷の増加、埋め立てによる干潟面積の 減少により消費されていない有機物が沿岸域に堆積 し環境問題の原因になっている。特に干潟に大量に 堆積している有機物（へどろ）は悪臭問題や弱い地盤 強度の原因となり、多くの干潟が市民が遊べない場 所に変わっている。 ヘドロ層の環境問題、悪臭問題は強い還元性の結 果であり、ヘドロ層に地下水の流れが形成され容存 酸素が持続てきに供給されると解決できる。この研 究では干潟のヘドロ層に多孔質材料を設置し地下水 流れの形成や容存酸素の供給の確認した。また、こ れらによるヘドロ層の環境改善効果をモニタリング した。 ２．材料と方法 広島県旧太田川空鞘橋付近の泥干潟で多孔質材料 を設置し実証試験を行った（図1）。多孔質材料内に 水温・水位計およびDO計を設置し ， 多孔質材料内の 水位，水温，およびDOの変動について把握を行った。 図 1現地調査位置 使用した機器は，COMPACT-TD(水質，水位計測)， COMPACT-DOW(DO 計測)であり，河床に約 1 ヶ月設置し て計測した。 多孔質材料エリアの多孔質材料内，多 孔質材料側面，多孔質材料から 0.75m 離れた箇所， および周辺エリアにおいて底質を採取し 間隙水に 含まれる栄養塩 濃度を分析した。 ３．結果と考察 (1) 多孔質材料内の水位と DO の把握 大潮期の多孔質材料内の塩分変動は，多孔質材料 内の水位が地表面高より高くなると，上昇し，その後 少し減少するが，水位上昇とともに高くなる傾向が 確認された。また，多孔質材料内水位が，低下時から 地表面高になるまで塩水が確認された。多孔質材料 内水位が地表面高より低くなると，塩分がほぼ0値ま で減少することが確認された。 多孔質材料内のDOは，多孔質材料内の水位がDO計高 より低い時に高く，DO計高より高くなると減少した。 多孔質材料内水位が，DO計高より高く維持されてい る期間は，DOは徐々に消費されていることが確認さ れた。その後，水位がT.P.1.0m程度まで上昇すると， 消費速度が若干緩和される傾向が確認された。 DO変動がDO計高を基準に変動していることから， 多孔質材料下から水の供給があると考えられる。水 位変動により，DO値が変動することから，大潮期でも 多孔質材料内での水循環による底質改善効果はある ものと判断される。 図-6 堆積物内の種子の密度変化 図-7 深さ別に発芽密度の変化 図-9 塩生植物の播種深さの成長率変化 -52-２０１９年度日本水産工学会学術講演会