汽水域生態系における水際域の役割と管理手法の開発

• 担当機関: 独立行政法人水産総合研究センター水産工学研究所
• 研究期間: 2002～2004
• 研究担当者: 桑原久実
• 発行年度: 2005
• 背景・ねらい: 汽水域の浅場に生息する底生系の動植物は、水域の富栄養化を緩和する効果のあることが知られている。付着珪藻などの底生植物は堆積物から溶出する栄養塩を吸収し，シジミは浮遊している懸濁物の除去効果がある。埋め立て等による浅場の喪失は，生態系に重大な影響を与えものと考えられる．本課題は、汽水域生態系における浅場の機能について定量的な評価を行い，適切な造成方法や管理手法を確立することにある。

成果の内容・特徴

1. 水質、底質及び水中動植物に関する生態系モデルの構築：
   水質モデル：
   太陽放射による鉛直1次元熱輸送方程式を用いて各層の水温が求まり、この水温と塩分による密度勾配から鉛直拡散係数が求まる。有機態のコンパートメントは植物プランクトン、動物プランクトン、懸濁態有機物(POM)の3種である。
   底質モデル：
   底質は、好気層と嫌気層を考慮し、沈降、混合、拡散、埋没が行われる。底質で無機化された栄養塩は、水中に溶出し、再び、水質モデルに入り植物プランクトンに取り込まれる。
   
2. チャンバー実験によるモデルの検証：
   生態系モデルを用いて、チャンバー実験と同条件で数値計算を実施した。DO、NH4、NO3、PO4濃度の変化は、実験値と計算値で比較的良い一致が示された。
3. 計算結果の概要：
   浅い2mの場合、光が底質表面に到達し付着藻類の生育が見られる。この付着藻類が、底質からの栄養塩の溶出を吸収し、水中のNH4，NO3，PO4は低く、DOは底層ででも高く保たれた。深い4mの場合は、通年、光が海底に達しないため底生珪藻は生育できない。このため底質からの栄養塩の溶出、酸素要求を制御できないため、特に、夏場、水中のNH4，NO3，PO4は高く富栄養化し、底層は貧酸素化が生じている。また、シジミの効果についても検討した結果、シジミは植物プランクトンやPOCを濾水し底質表層の有機物に変えるため水中の濁度は減少し、水中は富栄養化しないことがわかった。

• 成果の活用面・留意点: 本研究で開発した生態系モデルを用い、底生藻類やベントスの影響を定量的に明らかにすることができる。
• カテゴリ: 輸送