博 士 （ 水 産 科 学 ） 桑 原 伸 司
学 位 論 文 題 名
ホソメコンブ現存量予測モデルの研究 学位論文内容の要旨
1，研究の背景
我 が国 にお ける 水産 資源 や海域 環境 に対 する社会的要請は、水産資源の維持回復や 環境 保全 にあ るも のの 、現 状では それ らを 定量的に予測評価する手法が確立されてい ない 。そ の中 でも 藻場 の持 っ魚類 の産 卵・ 生息場としての機能や水産資源としての価 値の 高さ から 、藻 場環 境お よび藻 場現 存量 を予測する手法の研究開発が急務である。
また 、北 海道 の水 産業 の大 きな課 題の ーつ である漁獲量の増大を図るためには、磯焼 けの 解消 ・藻 場の 創出 が必 要であ る。 本研 究では、磯焼け海域の代表種であるホソメ コン ブを 研究 対象 とし 、そ の現存 量を 海域 環境（波浪、潮流、水質、底質等）を指標 に予 測す るモ デル であ る。 このモ デル の実 用化により、投資効果の高い藻場造成や環 境に 配慮 した 漁港 計画 の立 案など が可 能と なり、また環境影響評価手法としての活用 も期待される。
2．生産量式構築の方針
こ れ ま で に 提案 さ れ てい る海 藻群 落の生 産量 （Pg）算 定式 は、 生態 特性 に由 来す る 指 標 （a，6，皿K，F)を 用 い た 光 合 成 法 に基 づ く 式で ある 。海 域環 境を 指標 とし てこの式を再構築するため，以下の方針を定めた。
＠a， あmを 定 数と し て 求め た生 産量 を尸1、環 境変 化に よる 尸1の 生産 率を 汐と して
、尸8をPJと汐の積（PぢニニPIXp）であらわす。
◎a，6，mは季 節変化が大きいため、その変動率汐は水温、流況（波浪）、栄養塩濃度 等の環境変化に依存する。
◎生産率汐は、水温による汐」と流速・栄養塩による汐；の積（汐二ニ〆」X汐2)であら わし、,8；は現地実験で明らかにする。
＠K（ 群 落 吸 光 係 数 ）とF（ 葉面 積指 数）は 群落 の生 産と とも に変 化す る係 数で ある ため、生産量を指標に定量化する。
3．生産量式の構築
松 山が 忍路 湾で 行っ た調 査結果 およ び、 忍路湾産のホソメコンブを用いた流速ー成 長 量 、 栄 養 塩 濃 度 一 成 長 量 の2種 類 の 実 験 結 果 を も と に モ デ ル を 構 築 し た 。 Kは 葉 の 傾 き や 配 列様 式、 光の 透過 率な どに よる 群落 特有 の値 である 。ま たFは単 位面 積当 りの 葉面 積で ある 。松山 が忍 路湾 で行った調査結果を用いて相関関係を整理
し た 結 果 、 月 毎 の 累 積 生産 量E尸 ぎ と 、 影 響を 受け る翌 月のK，Fの 相関 が良 いこ と が明らかになり、その関係を定式化した。
水 温に よる 生産 率は 、月 別の 水温 変化による相対光合成量から年平均値を求め、そ れを1．0とした各月の相対光合成量を規格化して汐，とした。
流速・栄養塩濃度に依存する汐；を求めるため、，現地実験により成長率ロを求めた。
成長 率口 のホソメコンブは、1日で重量が口（％）増加し、翌日の重量は（1十ロ/100) 倍となる。この口は茎〜30cmまでの成長率であるため、ホソメコンブ全体（茎〜先端）
に換算するにはロを0． 340倍する必要がある。また増加分は翌日からの生産に寄与し、
n日 経 過 後 の 重 量 は （1十0． 340ロ ノ100)″ と な る 。 こ の 値 を 汐 ？ と し た 。 実 験で はそ の他 考慮 すべ き係 数と して、栄養塩吸収効率があることが明らかになっ た。 この 効率 とは 、周 囲に 栄養 塩濃 度が十分にあっても老化したホソメコンブでは吸 収率 が低 下す るこ とを 示し てい る。 この吸収効率の生産量式中での扱いは、式中の変 数が 環境 因子 のみ で生 態特 性値 を扱 っていないため、栄養塩濃度の係数として栄養塩 濃度 に乗 じる こと とし た。 これ は、 ホソメコンブ自体が内的に持つ吸収効率を、栄養 塩濃 度と いう 外的 な環 境要 因に 置き かえることである。この吸収効率は,2を求める際 に、実際の濃度に乗じる係数となる。
上 記の 各係 数を 用い た生 産量 式の 再現性を確認するため、忍路湾をモデルケースと して 試計 算を 行な った とこ ろ、 ホソ メコンブの光合成特性を再現することができた。
4.現存量の算定
実海域での適用を可能と．するためには、生産量（光合成のみを考慮）から現存量（光 合成 のほ かキ タム ラサ キウ ニの 摂餌 や先枯れ等を考慮）への変換方法を確立する必要 が あ る 。 そ の た め 以 下 の 関 係 に あ る 各 項 目 の 設 定 方 法 を 明 ら か に し た 。
（ 現 存 量 ） 二 二 （ 生 産 量 Pn） ― （ 摂 餌 量 ） ー （ 先 枯 れ 量 ） ― （ 流 出 量 ）
（生産量Pn）＝（総生産量Pg)x(Pn/／´を比）x（生産率汐）、
尸 門／Pぢ 比、 先枯れ 量、 流出 量の3項目については忍路湾での調査結果を用いた。
摂餌量の算定は、（摂餌量）二二二（個体の摂餌量（月で規定））x（個体の摂餌圧（流速 で規定））xt個体の分布数（流速で規定））であらわした。ここで個体当りの摂餌量は 菊池・浮、流速の影響は川俣の報告によるものとした。
5．平面モデルでの検証
当 研究 の実 用性 を明 らか にし 汎用 的な利用方法を確立するために、生産量式の応用 例と して 実海 域に おけ る平 面モ デル の妥当性検証と、波浪計算手法の選定や計算条件 の設 定方 法を 提案 した 。ま た、 ホソ メコンブの現存量に大きな影響を与えるキタムラ サキ ウニ の摂 餌量 の設 定方 法を 、波 浪と振動流速の関係を現地調査結果と比較検証し ながら明らかにした。
不 規則 波に よる 波浪 場を 簡便 に算 定できるエネルギー平衡方程式と、規則波ながら 砕波 変形 を厳 密に 再現 でき る非 定常 緩勾 配方 程式の2種 類を 現存 量算定式に適用し、
その結果を比較検証した。結果をまとめると次のとおりである。
検討手法 評 価 過去の 検証例
波 浪
工ネルギー平衡
対象範囲が広い場合、回折・反射の影響が少ない場 所での計算に適しているため、環境アセスメントや 藻場適地選定に利用できる。
有
変
形 非定常緩勾配緩勾配
砕波変形や回折・反射の計算精度が高いため、構造 物近傍、局所的な地形変化がある場所の評価、砕波 帯内での検討に利用できる。
平均波 有義波と比較して振動流速の再現性が悪い。 有
波 浪 条 件
有義波 33％波
一般的に33％波のほうが波高は小さくなるため、計 算手法にかかわらず33％波のほうが摂餌量は大き く、現存量は小さくなる。しかし、その違いは砕波 帯近傍に限られる。
最大波 上記3つの波とは計算結果が大きく異なる。摂餌量、
現存量ともに現状を再現できない。
これらの結果、ホソヌコンブの分布域が再現できることを確認し、また計算手法に
よる結果の違いは、反射・回折域に限られることを明らかにできた。波浪場の計算手
法選択の目安としては、構造物近傍の反射・回折領域や、砕波帯内の水位上昇の影響
を考慮すべき領域に着目する場合には非定常緩勾配方程式を用いることが妥当であ
る。一方、広範な領域を対象とし施設配置の影響などに着目する場合にはェネルギー
平衡方程式でも十分適応可能であることが明らかになった。
学位 論文審査の要旨 主査
副査 副査 副査 副査
教 授 梨 教 授 中 教 授 山 助教授 平 助教授 山
本 勝 昭 尾 繁 本勝太郎 石 智 徳 下 成 治
学 位 論 文 題 名
