平成29年度
北方海域の沖合域での漁場整備に向けた
現地観測の試み
（国研）土木研究所 寒地土木研究所 水産土木チーム ○須藤 賢哉
大橋 正臣
伊藤 敏朗
北方海域は我が国の漁業生産を支える重要な漁場であるが、近年は資源量がピーク時の１割 程度に減少している。対策として、資源管理とともに、水産生物の生産力向上を目指す人工魚 礁等の漁場整備が考えられる。しかし、水深が深い沖合域の人工魚礁周辺の漁場環境について は不明な点が多い。本研究は、沖合域での漁場整備に向けて、利尻島沖合の人工魚礁漁場周辺 での現地観測に基づき、餌料生物の生息状況等の漁場環境把握を試みるものである。 キーワード：漁場環境、生産力向上、漁場整備1. 序論
日本有数の漁場である武蔵堆を擁する北海道北部の日 本海北部漁場(北方海域)は、国内の水産物供給を支える 重要な漁場のひとつである(図-1)。ところが、我が国の 漁業生産量は 1984 年の 1,282 万トンをピークに減少に転 じ、2015 年には 469 万トンとなった1)。漁業資源の枯渇 が危惧されるが、TAC(漁獲可能量)制度の対象魚のうち スケトウダラでは、図-1 に示すとおり日本海北部系群 の資源量がピーク時の約１割と減少が著しい 2)。今後の 水産物供給の維持には、資源量の回復が急務である。 資源量回復の対策としては、資源管理および漁場整備 がある。漁場整備については、沖合域で漁場の生産力向 上を図るフロンティア漁場整備事業がズワイガニとアカ ガレイを対象として 2007 年から水産庁により実施され ている 3)。現時点では、保護育成礁やマウンド礁の整備 が西日本の海域で展開されており、施設造成後のモニタ リング観測では基礎生産の向上や生物の蝟集等の効果が 確認されている 4)。日本海北部海域においても、スケト ウダラ等を対象として当事業の実施が望まれる。 漁場整備事業を進めるに当たっては、整備効果の確実 な発現が求められる。そのためには、対象海域の漁場環 境を十分に把握した上で、期待される資源量回復の効果 を適切に予測・評価する必要がある。しかし、大水深の 沖合域では、試料採取や潜水調査の難しさもあって漁場 環境が十分に解明されていないのが現状である。そこで 当研究チームでは、北方海域の最重要の漁場である武蔵 堆周辺海域において、基礎生産(植物プラクトンの光合 成活動による一次生産)に着目し、四季の基礎生産構造 の解明を行い、漁場における基礎生産増大の対策の可能 性について模索してきた5)。 本研究では過年度の研究成果を踏まえつつ、沖合域で の漁場整備に向けた漁場環境の把握を目的とし、北海道 利尻島沖合の水深約-90m の人工魚礁漁場(ホッケ･カレイ 等を整備対象)周辺での現地観測により餌料生物の生息 状況等の把握を試みたものである。また、特に大水深条 件での試料採取や潜水調査の限界に対処するため、近年 利用が進む ROV(Remotely operated vehicle、遠隔操作型 無人探査機)を活用して魚礁ブロックのごく近傍におけ る採水を試みたのでその結果にも言及する。 図-1 日本海北部漁場とスケトウダラ資源量の推移2)２. 現地観測方法
現地観測は2017年7月24日〜27日の期間に行った。図-2に示す観測箇所は、北海道利尻島の仙法志漁港より南 西へ約10kmにある水深約-90mの人工魚礁漁場の周辺海域 とした。測点は、人工魚礁群5群体のうち第4群体(2014 ～2015年整備)の高層鋼製魚礁を中心として北側に約50m 間隔でA1～A5の5測点を設定した。また、漁港南防波堤 先端から約200m沖合の水深約-10mにB地点を設定した。 現地観測内容を表-1に示す。流況観測は、第4群体の 中心から北側に160m離れたA3の近傍に電磁流向流速計 大和堆 日本海北部漁場 武蔵堆 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 資源 量・漁 獲量 （千トン ） 西暦 漁獲量 資源量 スケトウダラ日本海北部系群(JFEアドバンテック社製INFINITY-EM)を3層(水深-1m､-40m､-90m)で係留し、2017年7月24日～7月27日の間に10分 間隔で連続観測した。水質は、採水前にCTD(JFEアドバ ンテック社製RINKO-Profiler)および光量子計(JFEアドバ ンテック社製COMPACT-LW)をA地点とB地点において垂下 して塩分･水温･クロロフィル蛍光量(Chl.flu)･光量子を 計測した。採水はバンドーン採水器を用い、水深はA地 点ではCTDのChl.fluピーク水深および海底直上(-90m)で 各１試料を採水し、B地点では海面-1mおよび海底直上(-10m)で各１試料を採取し、水質分析と植物プランクトン 分析に供した。ただし、A1の水深-90mではROV(Mitsui RTV.N-Hyper300EXY)を魚礁ブロックのごく近傍まで接近さ せてポンプ揚水により採水を行った。動物プランクトン 採取は、北原式ネット(口径22.5cm、目合0.1mm)によりA 地点5層、B地点2層で採取し、ノルパックネット(口径 45cm、目合0.335mm)によりA地点2層で採取し、動物プラ ンクトン分析に供した。底質はA･B地点においてスミス･ マッキンタイヤ型採泥器(離合社製､採取面積0.05㎡)に より採泥し、底質分析と底生生物分析に供した。 図-2 現地観測位置 表-1 現地観測内容 調査項目 方法 観測内容 流況観測：1 測点 3 層(A-3) 電磁流向流速計 INFINITY-EM 流況連続観測：2017.7.24～7.27 水質調査：6 測点 (A･B)､各測点2層 CTD･光量子計 垂下 水温､塩分､濁度､Chl.flu､光量子 水質調査：6 測点､ 各測点 2 層 バンドーン採水器､ ROV(A1 下層) NH4-N､ NO2-N､NO3-N､PO4-P､ SiO2-Si､Chl.a､Phe､TOC､POC 底質調査：A 地点 S-M 採泥器 粒度､Chl.a､Phe､TOC 植物プランクトン: A･B 地点 採水器､各測点 2層(水質と同じ) 種類・細胞数 動物プランクトン: A･B 地点 北原式ネット､ ノルパックネット 種類・個体数 底生生物:A 地点 底質と同じ 種類・個体数・湿重量
３．現地観測結果と考察
(1) 物理環境 図-3 は、A1 地点と過年度の武蔵堆5)の CTD 観測による T-S(塩分-水温)ダイヤグラムおよび A1･A5 の塩分･水温･ Chl.flu の鉛直分布を示す。T-S では、A1 は武蔵堆 2009 年 8 月に類似した傾向である。鉛直分布では、A1･A5 と もに水深-40m 付近に塩分･水温の躍層があり、Chl.flu の ピーク位置が-41～-47m でほぼ躍層付近にあり、成層化 する武蔵堆の夏期 5)に類似する。以上より、A 地点の水 塊構造は武蔵堆の夏期にほぼ等しいと考えられる。 魚類の生息環境として重要な水温については、A 地点 平均で表層(水深-1.0m)が 19.6℃、海底(平均水深-93.1m) で 7.9℃であり、武蔵堆の夏期 5)にほぼ等しい。武蔵堆 では水深-100mの水温が四季を通じて5～10℃の範囲内に ある5)。夏期の水塊構造の類似から A 地点の四季の水温 が同様の傾向と仮定するならば、スケトウダラの生息水 温 2～10℃6)の範囲内に相当し、A 地点の海底は当該魚に とって好適な水温条件であることが推察される。 図-3 T-S ダイヤグラムと水温･塩分･Chl.flu の鉛直分布(A1･A5) 図-4 は、A3 から東側に 14m の地点での 2017 年 7 月 24 ～27 日の合成流速(10 分間隔 120s 平均)の連続観測結果 を示す。データ表示期間の平均値では、上層(-10m)が 25.6cm/s、中層(-40m)が 19.7cm/s、下層(-90m)が 4.3cm/s であり、海底に向かい流速が小さい傾向にある。 流速は魚類の生息環境のうち、特に魚体の小さい稚魚 への影響が大きい。多賀 7)の室内実験によれば、ヒラメ 等の稚魚の摂餌限界流速は魚体長の約 3.5～5.5 倍/s で ある。これをスケトウダラに適用可能と仮定して、動物 プランクトンを摂餌できるスケトウダラ稚魚の体長 9～ 14 ㎜8)から平均体長 10mm とすれば流速 3.5～5.5cm/s が 摂餌限界流速となる。これより、A3 近傍水深-90m の平 均流速 4.3cm/s は概ね稚魚の摂餌限界流速に相当する。 魚礁ブロック近傍の場合は海流の遮蔽により流速低減が 見込まれるため、A 地点周辺海域では人工構造物設置に よる稚魚の好適生息環境創出の可能性が示唆される。 図-4 A3 地点付近での合成流速の時系列 (2)栄養塩と基礎生産 図-5 は、A 地点と B 地点の採水による栄養塩･全有機 態炭素(TOC)･クロロフィル a(Chl.a)･フェオフィチン (Phe)の地点間分布を示す。 栄養塩である溶存態窒素(DIN)、リン酸態リン(PO4-P)、 0 100km Ｂ地点(仙法志漁港) A地点：既設魚礁群体 ○1 2 3○ ○●4○5 高層鋼製魚礁 武蔵堆 武蔵堆No.1 (2014年8月４日観測) ●● FP 魚礁3.0型 9 00 0 1 10 00 2 0m ● 50m 50m 50m 55m 55m 魚礁ブロック 配置範囲外周 A地点:第4群体 Ａ１ Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５ 高層鋼製魚礁3基 人工魚礁群体中心 ＲＯＶ観測位置（拡大） ＦＰ魚礁近傍 流速計設置位置 σ t=27 σ t=28 0 5 10 15 20 25 33 34 35 水温 (℃ ) A1_2017年7月 武蔵堆_夏季(2009年8月) 武蔵堆_秋季(2010年10月) 武蔵堆_冬季(2012年2月) 武蔵堆_春季(2012年５月) 塩分 (PSU) σ t=26 σ t=25 σ t=24 σ t=23 33 34 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0 10.0 20.0 30.0 塩分（psu） 水深（ ｍ） 水温（℃） St.A1 Chl.flu 水温 塩分 補償深度 0.00 1.0Chl.flu(ppb)2.0 3.0 33 34 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.0 10.0 20.0 30.0 塩分（psu） 水深（ ｍ） 水温（℃） St.A5 Chl.flu 水温 塩分 補償深度 0.00 1.0Chl.flu(ppb)2.0 3.0 0 10 20 30 40 2017/7/23 2017/7/24 2017/7/25 2017/7/26 2017/7/27 2017/7/28 合成流速 (㎝ / s) 上層：-10m 中層：-40m 下層：-90m 平均=25.6㎝/s↓ 平均=19.7㎝/s↓ 平均=4.3㎝/s↓ケイ酸態ケイ素(SiO2-Si)では、上層よりも下層の値が高 い傾向にある。A 地点間の違いや傾向は見られない。図 中に示す栄養塩枯渇の閾値9)10)比較すると、上層では DIN がほぼ枯渇であり植物プランクトンの光合成における窒 素制限を示唆している。これらの結果は、成層化する武 蔵堆の夏季の傾向5)と一致する。 TOC では、水柱平均では A 地点=0.9mg/L、B 地点=1.2 ㎎ /L で B 地点が高く、B 地点には陸域からの有機物の影響 が示唆される。A 地点上層では地点間の違いや傾向は見 られない。A 地点下層では A1 が 1.2 ㎎/L で他地点に比べ てやや大きく、後述の有機物の滞留が示唆される。 Chl.aと Phe では、A 地点上層では Chl.aが平均 0.28 ㎍ /L、Phe が平均 0.23 ㎍/L であるが、A 地点下層と A1 上層 では検出限界 0.1 ㎍/L 未満である。A 地点間の傾向の違 いは小さい。下層で Chl.aと Phe が未検出なのは、補償 深度以深での低い基礎生産によると考えられる。 図-6は、A地点と2014年8月観測の武蔵堆No.1地点(図-2)での採水による植物プランクトン細胞数の鉛直分布を 示す。武蔵堆No.1では補償深度51.2m以浅の表層付近で 細胞数が多い。A地点ではA1を除いて補償深度62.2m以浅 で細胞数が多い傾向である。これは有光層での光合成の 影響と考えられる。A1では有光層よりも下層の細胞数が 多く、後述の魚礁ブロック近傍での採水の影響が示唆さ れる。 図-7は、A地点での採水による植物プランクトンの沈 殿量を示す。A地点間および上下層の違いと傾向は明確 ではないが、A1下層が他に比べて高い。沈殿量は植物プ ランクトン以外に生物由来の有機物を含む懸濁物質であ るため、TOC(図-5)と植物プランクトン細胞数(図-6)が 図-5 A地点･B地点の水質の栄養塩･TOC･Chl.a･Pheの分布 図-6 植物プランクトン 図-7 植物プランクトン 細胞数の鉛直分布 沈殿量の分布 A1下層で高い傾向であることとの関連性が示唆される。 人工魚礁には懸濁物質が滞留しやすいとの既往観測結果 があり11)、A1下層のみがROVによる魚礁ブロックのごく 近傍の採水であるため、既往観測と同様の懸濁物質の滞 留現象を捉えた可能性がある。ただし、現時点では人工 魚礁での懸濁物質滞留のメカニズムは不明である。 (3)動物プランクトン 図-8 は、北原式ネット採取の A 地点と武蔵堆 No.1 の 動物プランクトンの個体数の鉛直分布を動物門毎に示す。 水柱平均の個体数では、A 地点平均が 5,500 個体/㎥で 武蔵堆 No.1 の 3,844 個体/㎥よりも多いが、A 地点間で の違いと傾向は明確ではない。水深毎の個体数では、武 蔵堆 No.1 では浅い水深で個体数が多い傾向がある。一 方、A 地点では水深による傾向が明確ではない。これら の違いと傾向は、試料採取箇所の餌料環境や動物プラン クトンの日周鉛直移動等の影響と思われるが、基礎生産 との関係等の詳細については不明である。 動物門の組成では、A 地点・武蔵堆 No.1 ともに節足動 物が最も優占し、A 地点平均では 88.9%を占める。A 地点 の動物種では、節足動物のうち図-10(左)に示すカイア シ類Copepoda(nauplius)が平均 1,530 個体/㎥で 27.8 %を 占め最優先種である。Copepoda (nauplius)はカイアシ類 の孵化直後のノープリウス期の幼生で体長 0.1 ㎜程度12) と小さく、体長 9～14mm のスケトウダラの稚魚が摂餌す るとされる 8)ことから、A 地点がスケトウダラ稚魚の好 適餌料環境を創出できる可能性を示唆している。 図-8 北原式ネットによる動物プランクトンの分布 図-9 は、ノルパックネット採取の A 地点と武蔵堆 No.1 の動物プランクトンの個体数の水深方向分布を動物門毎 に示す。ノルパックネットは北原式ネットに比べて大型 の動物プランクトンを捕捉する特性がある。 水中平均の個体数では、A 地点が武蔵堆 No.1 よりも多 い傾向があるが、A 地点間での違いと傾向は明確ではな い。これは北原式ネットと同様である。動物門では、武 蔵堆 No.1 では節足動物が 79.3%を占めるが、A 地点では 節足動物が 59.3%で最も優先する一方で脊索動物が 38.1% であり、北原式ネットとは傾向が異なる。A 地点平均の 動物種では、図-10(右)に示す脊索動物のオタマボヤ Oikopleura spp.が 129 個体/㎥で 35.8%と最も優先し、節 足動物のカイアシ類Clausocalanus pergensが 77 個体/㎥ で 21.4%、カイアシ類Metridia pacifica(copepodite)が 57 個体/㎥で 15.8%でそれに続く。 0.000 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 A1 A2 A3 A4 A5 B PO 4 -P( ㎎ /L ） リン酸態リン[PO4-P] 閾値 0.003 ↓ 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 A1 A2 A3 A4 A5 B SiO 2 -Si( ㎎ /L ） ケイ酸態ケイ素[Si02-Si] 閾値 0.056 ↓ 0.000 0.050 0.100 0.150 A1 A2 A3 A4 A5 B DIN( ㎎ /L ） 溶存態窒素[DIN] 閾値 0.014 ↓ 0.0 0.5 1.0 1.5 A1 A2 A3 A4 A5 B TOC( ㎎ /L ） 全有機炭素[T0C] 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 A1 A2 A3 A4 A5 B Chl . a (μ g/L ） クロロフィルa[Chl.a] 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 A1 A2 A3 A4 A5 B P he( μ g/L ） フェオフィチン[Phe] 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 A1 A2 A3 A4 A5 B (μ g/L ） 上層:Chl.fluﾋﾟｰｸ≒-40m(St.Bは-1m) 下層:海底直上≒-90m(St.Bは-10m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 50,000 100,000 水深（ ｍ） 細胞数（個/L） 武蔵堆No.1 A1 A2 A3 A4 A5 A1下層：魚礁ﾌﾞﾛｯｸ近傍 補償深度62.2m A平均↓ 補償深度51.2m 武蔵堆No.1↓ 0.00 0.05 0.10 0.15 A1 A2 A3 A4 A5 沈殿量（ m l/L ） 上層≒-40m 下層≒-90m ROV+ﾎﾟﾝﾌﾟにより魚礁 ブロック近傍にて採水 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 0 ～ 10m 15 ～ 25m 35 ～ 45m 55 ～ 65m 75 ～ 85m 水柱平均 0 ～ 10m 15 ～ 25m 35 ～ 45m 55 ～ 65m 75 ～ 85m 水柱平均 0 ～ 10m 15 ～ 25m 35 ～ 45m 55 ～ 65m 75 ～ 85m 水柱平均 0 ～ 10m 15 ～ 25m 35 ～ 45m 55 ～ 65m 75 ～ 85m 水柱平均 0 ～ 10m 15 ～ 25m 35 ～ 45m 55 ～ 65m 75 ～ 85m 水柱平均 0-10 m 10 -2 5 m 25 -4 0 m 40 -5 5 m 55 -7 0 m 70 -1 0 0m 10 0-1 50 m 15 0-2 00 m 水柱平均 A1 A2 A3 A4 A5 武蔵堆No.1 個体数 (個体 /㎥ ) 採取地点 原索動物 肉質鞭毛虫 繊毛虫 刺胞動物 軟体動物 環形動物 節足動物 毛顎動物 脊索動物 A平均= 5,500個体/㎥↓
図-9 ノルパックネットによる動物プランクトンの分布
(左)北原式ネットの優占種 (右)ノルパックネットの優占種
図-10 動物プランクトンの優占種
上記のうちカイアシ類Metridia pacifica (copepodite) は、北原式ネットで捕捉されたノープリウス幼生よりも 成長したコペポダイト期の個体で体長 2 ㎜程度13)で、野 村ら 14)の武蔵堆での観測ではスケトウダラ幼魚(平均体 長 88.6～102.1 ㎜)の胃内容物のうち重量比 12.3%を占め る。また、A 地点の最優先種オタマボヤOikopleura spp. は体長 1～4 ㎜12)で、山村15)の道東海域での観測では従 来からのカイアシ類に加えて 1998 年以降にスケトウダ ラの未成魚(体長 30cm 以下)と成魚(体長 30cm 以上)の餌 料として重量比で最大約 70%が確認されている。これら に照らせば、A 地点はスケトウダラ幼魚･成魚の好適餌 料環境を創出できる可能性を示唆している。 (4)底質成分と底生生物 図-11 は、A 地点の採泥による海底土砂の粒径加積曲 線および粒度組成を示す。A 地点平均の粒度組成では、 礫分(粒径 2 ㎜以上)48.4%、砂分(0.075～2 ㎜)31.8%、シ ルト･粘土分(0.075 ㎜未満)19.8%である。Ｂ地点は、A 地 点とは異なり砂分が 99.3%と殆どを占めている。A 地点 図-11 海底土砂の粒径加積曲線(上)と粒度組成(下) の礫分が多いのは、採泥器が海底面から十数㎝の深度の 粒径が大きい成分を採取したためと思われる。A 地点間 の違いでは、A5 の粒径曲線が A 地点平均からやや乖離し ており、粘土･シルト分 28.7%で 50%粒径 0.33 ㎜と他地点 に比べて細粒成分が多い。 図-12 は、A 地点の底質の Chl.a･Phe･TOC の分布を示す。 Chl.aでは、A1～A5 に向かって人工魚礁から離れるほ ど濃度が減少する傾向がある。Phe ではその逆の傾向で ある。Phe は Chl.aの分解生成物であるが、底質の Pheは 底生生物による植物プランクトン由来物質の捕食･分解 が生成要因のひとつとされる16)。よって、図-12 の Chl.a と Phe の傾向には後述の底生生物の捕食過程の影響が示 唆される。 TOC では、地点間の大きな差は無く、平均値は 5.4mg/g で日本周辺の外洋における底質表層の有機態炭素含有量 0.5～1%(5～10 ㎎/g)17)の範囲内である。これに対し、生 物由来等の有機物が堆積しやすい内湾域では最大値 18mg/g の観測事例がある18)。A 地点の TOC 値は、沖合の 開放性海域のため移流･拡散により有機物の堆積が少な いためと考えられる。また、TOC が低いほど後述の底生 生物のうち環形動物が多く生息する傾向があり19)、A 地 点の TOC 値が沖合域での環形動物の生息に有利な条件の ひとつであることが示唆される。 図-12 A地点の底質のChl.a･Phe･TOCの分布 図-13 は、A 地点と武蔵堆 No.1 の採泥による底生生物 の個体数(左)と湿重量(右)の分布を動物門毎に示す。 図-13(左)の個体数では、A 地点平均=1,452 個体/㎡で 武蔵堆 No.1=369 個体/㎡よりも多い。このうち動物門の 構成では、A 地点平均では環形動物が 84.3％で最も優先 するが、武蔵堆No.1では原生動物29.0%と袋形動物16.3% が優先する。動物種では、A 地点平均は環形動物のうち 図-14に示すタケフシゴカイNotoproctus pacificus 30.6%のほか、 ギボシイソメ Lumbrineris spp.12.1%､カナブツイソメOnuphis holobranchiata 8.3%の順で優先し、武蔵堆 No.1 では、原生
動物のUnidentified species (Foraminifera)が最も優先する。こ
れらの違いは、A 地点の平均水深 93.1m と武蔵堆 No1 の 水深 195m の違いによるものと推察される。 図-13(右)の湿重量では、A 地点平均=99.2g/㎡は武蔵 堆 No.1=50.1g/㎡より高く、個体数と同様に生息水深の 影響と思われる。A 地点の動物門の構成では、棘皮動物 (ヒトデ)が A 地点平均で 58.9%を占め最も優占し、特に A5では82.4%を占める。地点間の傾向では、A5が231.8g/ ㎡で最も大きく、A4 を除いて A1 に向かって減少傾向が 0 500 1,000 1,500 0 ～ 50m 50 ～ 90m 水柱平均 0 ～ 50m 50 ～ 90m 水柱平均 0 ～ 50m 50 ～ 90m 水柱平均 0 ～ 50m 50 ～ 90m 水柱平均 0 ～ 50m 50 ～ 90m 水柱平均 0-50 m 50 -1 0 0m 10 0-1 50 m 15 0-2 00 m 水柱平均 A1 A2 A3 A4 A5 武蔵堆No.1 個体 数 (個体 /㎥ ) 採取地点 原索動物 棘皮動物 肉質鞭毛虫 繊毛虫 刺胞動物 軟体動物 環形動物 節足動物 毛顎動物 脊索動物 0 20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 100 累積率 (%) 粒径(mm) A平均：D50=2.2㎜ A1：D50=2.6㎜ A2：D50=2.2㎜ A3：D50=4.8㎜ A4：D50=1.1㎜ A5：D50=0.33㎜ B：D50=0.41㎜ 0.005 0.075 0.250 0.850 2 4.75 19 75 粘土 シルト 細砂 中砂 粗砂 細礫 中礫 粗礫 0% 20% 40% 60% 80% 100% B A5 A4 A3 A2 A1 A平均 組成比(%) 粘土 シルト 細砂 中砂 粗砂 細礫 中礫 粗礫 0.0 0.5 1.0 1.5 A1 A2 A3 A4 A5 Chl .a (μ g/ g） クロロフィルa[Chl.a] 0.0 0.5 1.0 1.5 A1 A2 A3 A4 A5 P he (μ g/ g） フェオフィチン[Phe] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 A1 A2 A3 A4 A5 TOC (㎎ /g ） 全有機炭素[TOC]
認められる。これは図-12 の Phe の傾向に類似している ことから、湿重量と Phe の関連性が示唆される。 干潟の事例では、生物現存量が大きい底質ほど Phe が 多く Chl.a が少ない傾向があり、底生生物の捕食･分解 による Phe の生成が確認されている20)。図-15 は A 地点 での底生生物の湿重量と Phe の関係を示すが、相関が認 められる。よって、沖合域でも底生生物の捕食過程が Phe の生成に関与している可能性がある。 前述の動物種のうちゴカイ･イソメ等の環形動物は、 底魚のカレイ類が通年で依存する重要な餌料とされてい る21)。そこで、図-16 に A 地点の環形動物の個体数と湿 重量の変化を示す。個体数では、A1=1,620 個体/㎡が最 大で、人工魚礁から離れるに従い減少して A4=620 個体/ ㎡で最小となるが A5=1,580 個体/㎡と増加する。湿重量 では、A5=35.3g/㎡が最大で、A1=20.2g/㎡が A2=28.9g/㎡ より小さいが全体として概ね個体数と同傾向である。人 工魚礁周辺は他海域に比べて底生生物の現存量が有意に 多いことが確認されている22)ことから、A5を除く地点の 個体数と湿重量の傾向には人工魚礁の影響が示唆される。 一方、人工魚礁から最も離れた A5 で環形動物の個体 数と湿重量が大きいのは、図-11 で他地点と異なる A5 の 粒度組成の影響が示唆される。櫻井ら23)は、カレイ類未 成魚の代表的な餌料で A 地点の優占種であるカナブツイ ソメOnuphis holobranchiata の潜砂実験から、底質粒径 が小さいほど潜砂反応時間が短いことを確認している。 図-11 より、A5 は他の A 地点よりも細粒成分が多いため、 環形動物が潜砂しやすく生息に好適であると考えられる。 底生生物の個体数による餌料環境の評価については、 梶原ら24)が現地観測からマガレイ稚魚の育成場の条件と して 1,000 個体/㎡以上を示している。これより、A 地点 平均の環形動物の個体数 1,224 個体/㎡は、良好な餌料 環境創出の潜在的ポテンシャルを有する水準と思われる。 次に、生態系の生物多様性を示す指標として図-17 に A 地点と武蔵堆 No.1 の底生生物の多様度指数を、種数お よび環形動物･棘皮動物の湿重量占有率との比較で示す。 多様度指数は、底生生物の生物多様性の評価に広く用い られる式(1)の Shannon-Wiener の𝐻′を適用し、古賀ら25) の評価手法に従って動物種毎の湿重量に基づき算出した。 図-13 底生生物の個体数(左)と湿重量(右)の分布 図-14 A 地点の底生生物の 図-15 底生生物湿重量と 優占種 Phe の関係 𝐻′= −𝑝 𝑖∑𝑆𝑖=1log2𝑝𝑖 （１） ここで、Sは底生生物の種数、piは種iの湿重量が全 体に占める割合である。式(1)での多様度指数は、種数 が多いと値が高くなる傾向だが、特定の種に湿重量が偏 在すると逆に値が低くなる傾向となる。 図-17 で A 地点平均と武蔵碓 No.1 の比較では、多様度 指数が A 地点平均=2.445 で武蔵堆 No.1=1.300 よりも高 く、種数が A 地点平均=23 種で武蔵堆 No.1=20 種よりも 高い。湿重量占有率では、棘皮動物は武蔵堆No.1がA地 点平均よりも高く、環形動物は同程度である。武蔵碓 No.1の多様度指数が小さいのは、種数が少なくかつ棘皮 動物の湿重量占有率が 78.6%と偏在するためと思われる。 A 地点間の比較では、多様度指数では A1=2.865 が最大 で A5=1.812 が最小、種数では A1～A4=21～22 種でほぼ等 しく A5=29 種である。湿重量占有率では、A1～A4 は環形 動物と棘皮動物が同程度の比率だが、A5 は棘皮動物が 環形動物に比べて 5 倍以上高い。A5 で種数が最大なのに 多様度指数が最小なのは、武蔵碓 No.1 と同様に棘皮動 物が湿重量で 82.4% を占める種の偏在のためと思われる。 底魚の餌料の観点からは、環形動物が多くかつ特定種 の偏在が少ない傾向が望ましいと思われる。A 地点では、 A5 以外は種の偏在が小さく、人工魚礁に近いほど環形 動物が多い傾向であり、人工魚礁周辺に餌料環境として 望ましい生態系が形成されていることが推察される。A5 は多様度は低いが、環形動物は多いため餌料環境的には 良好な水準と思われる。 図-16 環形動物の個体数 図-17 底生生物の多様度指数 と湿重量の変化 と種数･湿重量占有率 0 500 1,000 1,500 2,000 A1 A2 A3 A4 A5 A 平均 武蔵堆 No.1 個体数 (個 /㎡ ) 採取地点 原生動物 棘皮動物 袋形動物 環形動物 星口動物 軟体動物 節足動物 紐形動物 0 50 100 150 200 250 300 A1 A2 A3 A4 A5 A 平均 武蔵堆 No.1 湿重量 (g/ ㎡ ) 採取地点 原生動物 袋形動物 棘皮動物 節足動物 環形動物 星口動物 軟体動物 紐形動物 0 500 1,000 1,500 2,000 A1 A2 A3 A4 A5 A … 武 … 採取地点 原生動物 袋形動物 棘皮動物 節足動物 環形動物 星口動物 軟体動物 紐形動物 y = 0.0024x + 0.0831 R² = 0.5553 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 100 200 300 Phe （㎍ /g ） 底生生物湿重量（g/㎡） A1-A5 0 10 20 30 40 0 500 1,000 1,500 2,000 A1 A2 A3 A4 A5 湿重量 (g / ㎡ ) 個体数 (個 /㎡ ) 採取地点 環形動物 個体数 湿重量 平均個体数 1,224個体/㎡↓ 2.865 2.610 2.084 2.856 1.812 2.445 1.300 22 22 22 21 29 23 20 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 1 2 3 A1 A2 A3 A4 A5 A 平均 武蔵堆 N o.1 湿重量の占有率 多様度指数 ､種数 (× 10) 採取地点 占有率_環形動物 占有率_棘皮動物 多様度指数 種数 Notoproctus pacificus
人工魚礁では時間の経過に伴い生態系が多様化・複雑 化するとされる26)。A 地点の人工魚礁は整備後 2 年程度 と比較的新しく、今回の観測では生態系の遷移過程の途 上を捉えたものと推察される。今後は時間経過とともに 生態系の変化が予測されるため、底生生物の棲息状況を モニタリングし、人工魚礁や底質粒度等の環境条件の影 響をより詳細に把握･評価する必要があると考えられる。
４. まとめ
本研究の現地観測に関する結果を以下に示す。 ①観測地点の物理環境は過年度の武蔵堆の夏期に概ね一 致することが確認された。 ②ROVと揚水ポンプの組合せにより魚礁ブロック近傍で の採水に成功し、この手法が大水深条件の現地観測に適 用可能なことが実証された。 ③動物プランクトンでは、スケトウダラの幼魚の主要餌 料であるカイアシ類幼生と成魚の主要餌料であるオタマ ボヤが多く確認され、良好な餌料環境創出の潜在性が示 唆された。 ④底生生物では、人工魚礁漁場周辺の生態系に対して人 工魚礁と底質粒径の二つの異なる影響があることが示唆 された。また、底魚の重要餌料である環形動物が多く確 認され、良好な餌料環境創出の潜在性が示唆された。 課題としては、基礎生産の向上および餌料生物(動物 プランクトンと底生生物)の蝟集･培養に対する人工魚礁 の効果の詳細把握とメカニズム解明が挙げられる。今後 は、当海域での現地観測を継続し、研究成果を資源量回 復へ向けた漁場整備に繋げたいと考える。 謝辞：㈱アルファ水工コンサルタンツの中村知道氏と佐 野朝昭氏には、現地観測と観測データの整理において多 大なる協力を頂いた。ここに記して謝意を表する。 参考文献 1) 水産庁(2017)：平成 28 年度水産の動向（水産白書）、p.82 2) 水産庁(2017)：平成２８年度魚種別系群別資源評価、「わが国 周辺の水産資源の現状を知るために」ＷＥＢサイト 3) 水産庁(2017)：フロンティア漁場整備事業について、日本海・九 州西広域漁業調整委員会議事録、資料 5 4) 中村隆･岡貞行･山本竜太郎･柳瀬知之･浅川典敬･中川良文 (2007)：沖合漁場整備の政策的意義と技術的課題，平成 19 年 度日本水産工学会秋季シンポジウム講演集、講演 9 5) 三上信雄･牧田佳巳･佐藤仁･三森繁昭･大橋正臣･梶原瑠美 子 (2015)：北方海域の物理環境改変による生物生産性の向上 に関する研究､平成２６年度プロジェクト研究成果報告書 12-5､ pp.1-26､国研土木研究所寒地土木研究所水産土木チーム 6) 水島敏博･鳥澤雅(2003)：新 北のさかなたち(北海道新聞社)､ pp.160-165 7) 多賀悠子(2017)：魚礁の増殖場機能評価-流速低下が稚魚に 与える影響-､研究の栞(国研水産研究・教育機構水産工学研 究所) 8) 前田辰昭､中谷敏邦､高橋豊美､上野元一(1979):スケトウダラ稚 仔の沿岸水域での生活､水産海洋研究､67(1)､pp.23-28 9) 高橋正征・古谷研・石丸隆(1996)：生物海洋学２「粒状物質の一 次生成」、東海大学出版会、174p．10) J.K.Egge,D.L.Aksnes(1992):Silicate as regulating nutrient in phytoplankton competition,MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES,vo0l.8,pp.99-138 11) 南部亮元･宇田川徹･森口朗彦(2017)：鹿島灘沈設魚礁内外に おける基礎生産の比較､平成 29 年度日本水産工学会学術講 演会学術講演論文集､pp.98-99 12) 岩国市立ミクロ生物館（2011）：プランクトン図鑑､共立出版､205p. 13) 浅見大樹(2003)：動物プランクトンの生活史を調べる､北水試だ より､第 61 号､pp.22-24 14) 野村温･久保徹郎･志田修･板谷和彦･伊藤靖･桜井泰憲(2014)： 2011 年 8 月と 10 月の北海道西部日本海において観察された スケトウダラ幼魚の食性､北水試研報､第 85 号､pp.13-19 15) 山村織生(2013)：環境変化がスケトウダラの餌メニューに影響？､ 北の海から､第 18 号､北海道区水産研究所編 16) 中島淳･福島武彦･相崎守弘(1998)：魚投入実験池でみられた フェオ色素組成の特徴と底泥への沈降､水環境学会誌､第 21 巻 5 号､pp.288-294 17) 三宅泰雄(1972)：堆積物の化学､海洋科学基礎講座 12､東海大 学出版会､571p 18) 神山孝史･辻野睦･玉井恭一(1998):夏期成層期の播磨灘海底 における栄養塩類溶出量､南西水研研報､No.31､pp.33-43 19) 村上和仁･今富幸也･駒井幸雄･永渕修･清木徹･小山武信 (1998):瀬戸内海における環形動物(Annelida)の生息状況と底質 環境の関係､水環境学会誌､第 21 巻第 11 号､pp.757-764 20) 青山裕晃･鈴木輝明(1996)：干潟の水質浄化機能の定量的評 価､愛知水試研究報告､第 3 号､pp.17-28 21) 西川潤･園田武･櫻井泉･瀬戸雅文･中尾繁(2000)：苫小牧沿岸 域における底生魚類群集の食性とマクロベントス､日本水産学 会誌､66(1)､pp.33-43 22) 穴口裕司･永松公明･田原実･足立吉宏(2014)：人工魚礁における 生物多様性に関する研究事例､水産工学､Vol.50､No.3､pp.219-224 23) 櫻井 泉･瀬戸雅文･西川潤･中尾繁(2000)：異体類の餌料培養 礁造成に関する予備的研究－餌料生物(カナブツイソメ Onuphis holobranchiata)の行動に及ぼす底質粒径および流動の 影響､北水試研報､57､pp.23-29 24) 梶原直人･藤井徹生(1999)：マガレイ成育場の評価手法の開発､ 水産基盤整備調査委託事業報告書､0083､一般社団法人マリ ノフォーラム 21､pp.137-142 25) 古賀庸憲･佐竹潔･矢部徹(2005)：マクロベントス相における種 の豊富さ､現存量､多様度指数､絶滅危惧種を用いた干潟の評 価､保全生態学研究､10､pp.35-45 26) 鬼塚年弘・黒木洋明・丹羽健太郎・早川淳・照井方舟・旭隆・ 元南一・河村知彦・堀井豊充(2013)：相模湾長井地先に新設さ れた人工礁とその周辺岩礁域における底生生物相､細菌叢の 変遷過程､水産増殖､61(3)､pp.277-292
