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8つの研究分野を設定し、環境問題の解決に貢献する研究を実施しています。 おすすめ動画 外部連携 受託業務 委託業務 共同研究 地環研等との共同研究 全国環境研究所交流シンポジウム 全国環境研究所交流シンポジウム予稿集はこちら 環境研究機関連絡会 知的所有権（特許等） 研究シーズ集 研究試料の有償分譲 環境標準物質 微生物系統保存施設 実験水生生物分譲 国際連携・国際活動 国際アドバイザリーボード（IAB）助言会合 国際的有識者による研究所の活動評価・助言 日韓中3カ国環境研究機関長会合（TPM） 国連気候変動枠組条約締約国会議UNFCCC-COPへの参画 気候変動に関する政府間パネルIPCCへの協力 アジアフラックス（AsiaFlux） NIES国際フォーラム 連携大学院 社会との対話・協働 寄附金 × 外部機関との連携 民間企業や地方公共団体との連携により、研究開発成果の社会実装を推進しています。 おすすめ動画 広報活動 研究所紹介パンフレット/動画 報道発表 最新の報道発表 年度別一覧 イベント情報 開催予定のイベント イベント別一覧 年度別一覧 見学について 交通アクセス 国立環境研究所一般公開 国立環境研究所公開シンポジウム 刊行物一覧 国立環境研究所ニュース 研究情報誌「環境儀」 国立環境研究所年報 NIES Annual Report 国立環境研究所研究計画 国立環境研究所研究報告 国立環境研究所研究プロジェクト報告（旧特別研究報告） 国立環境研究所業務報告 環境報告書 国立環境研究所 公開シンポジウム要旨集 全国環境研究所交流シンポジウム予稿集 災害環境研究関連 地球環境研究センターニュース CGERリポート オンラインマガジン環環 HarmoNIES NIESレターふくしま その他刊行物 Webマガジン「国環研View」 環境問題をわかりやすく 熱中症予防情報 研究最前線 ふしぎを追って－研究室の扉を開く－ いま、地球がたいへん！ ココが知りたい地球温暖化 CGER eco倶楽部 環環kannkann 放射性物質を含む廃棄物に関するＱ＆Ａ ～入門編～ リスクと健康のひろば 環境展望台 環境展望台「環境技術解説」 環境展望台「探究ノート」 国立環境研究所動画チャンネル HarmoNIES 小・中・高校生の方へ いま、地球がたいへん！ CGER 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Ｑ：まず初めに干潟など湿地の研究に取り組むようになったきっかけについてお聞かせ下さい。野原：1991年から1995年まで、釧路湿原や尾瀬ヶ原などに代表される湿原の生態系に関する研究に取り組みました。その研究のちょうど中間に当たる1993年10月から1年1カ月間、米国のスミソニアン環境研究センターに科学技術庁(当時)の制度を使って留学しました。ここで湿地生態系の機能評価を研究しているウィガム博士と出会ったのがそもそもの始まりです。彼は、HGMモデル(HydroGeoMorphic Model;水文地形学モデル)という湿地の生態系機能を評価する手法を用いて河川に関するモデルづくりに取り組んでいて、私もアリゾナの現地調査などに同行させていただくなど、研究と現地調査の日々を過ごしました。 　留学を終えて帰国した頃、環境アセスメント法が施行されました。相前後して名古屋の藤前干潟がごみ処分場建設で問題となったり、諫早湾が干拓地造成のために閉め切られるなど、干潟への関心が非常に高まっていた時期に当たりました。 　当時、干潟を含む湿地のアセスメントが大きな課題となっていたのですが、国内にはアセスメントに使えるような生態系機能の評価手法に関する知見がほとんどありませんでした。開発、保全、いずれにしてもその生態系の機能を定量的に評価する必要があります。そこで、ウィガム博士たちの研究成果を応用できないかと考えたわけです。 　湿地のなかでも干潟の生態系機能評価に関する研究は世界的にも行われていませんでしたから、新たな分野への挑戦ということにもなり、研究への意欲はより高まっていきました。 コラム「日本の干潟」 メモ「水文地形学(Hydrogeomorphology)」 メモ「生態系機能(Ecosystem function)」 HGMモデル Ｑ：留学経験や国内の干潟をめぐる状況がきっかけで今回の研究に取り組まれたのですね。さて、湿地の生態系機能評価手法を干潟に応用されたということですが、具体的にはどういうことでしょう。野原：そうですね。では、初めにHGMモデルについて説明しましょう。このモデルは米国の水路管理などを業務とする陸軍工兵隊が、陸域の湿地生態系の評価手法として開発したもので、基本的には開発事業による影響を迅速に評価するためのものです。簡単にいいますと、湿地の類型化を行い、近隣の最良の同タイプの湿地と比較して、一般に湿地が持つと考えられる機能がどの程度働いているか、機能別に0～1の評点をつけて、定量的に評価するものです。 　この評価手法は「水文地形学的に同一であると分類された場は同じ生態系機能を持つ」という考え方に特徴があります。いわば、場を基本にした評価手法です。 　この調査は現地で簡単に行えるものです。たとえば「植物の一次生産力」を調査する場合は、樹木、草、底生藻の生産力を調べるため、1m2当たりの植物個体数を調べます。樹木を例にとると、幹の直径が10cm以上とそれ以下のものに分け、それぞれの本数を数え、その結果を基に樹木の生産力を算出します。草、底生藻についても同様の作業を行い、それぞれ3つの生産力を足して3で割った数値が、その湿地の生態系機能の一つである「植物の一次生産力」になるわけです。「生態系機能」を数値化することにより、より客観的に生態系の状況を把握できるようになります。 　あらかじめ水文地形によって分類しているため調査項目を絞り込むことができ、調査を簡略化できます。 Ｑ：HGMモデルの大きな特徴は、生態系機能を定量化できることなのですね。ところで、その結果は実際開発の際にどのように利用されているのでしょうか。野原：米国ではミティゲーションに活用されています。ミティゲーションとは、1970年代に米国で生まれた概念で、開発による自然への悪影響を軽減するための行為をいいます。日本では「代替措置」という意味で使われることが多いのですが、米国では(1)回避、(2)最小化、(3)修正・修復、(4)軽減、(5)代償、の5段階に分類されており、この順番で優先順位がつけられています。さらに米国では1988年に採択されたノーネットロス原則(トータルで環境影響をゼロにする)が、ミティゲーションの前提となっています。 このようなミティゲーションを行うために，HGMモデルからの定量的な評価結果を利用します。ある湿地が開発によって失われる場合，その湿地の生態系機能がどのくらいあり，開発によってどの程度減少するかを数量的に評価する必要があります。たとえば開発によって生態系機能を10ポイン卜失うと仮定すると，その10ポイン卜分を周辺の湿地の機能を高めるなどして補わなげればなりません。 干潟の類型化 Ｑ：さて、干潟の研究に話を戻します。HGMモデルを使って日本の干潟を類型化していますね。具体的にはどのように行ったのですか。野原：日本では各地の干潟ごとに詳細な調査が行われ、データも豊富です。ただベントス(底生生物)などある特定の調査に偏り過ぎていて、生態系の機能を評価する調査・研究は行われていません。しかし新たな事業が計画され、環境アセスメントなどが行われる際には、数値化した評価が必要になります。そこで、その前段としてHGMモデルの水文地形学的なアプローチを使って、干潟を分類、類型化し、それがHGMモデルの特徴である「同一分類の場は同じ生態系機能を持つ」ことが実証できるかどうかを考えました。具体的な取組みについては調査を担当した矢部さんに話していただきましょう。 矢部：日本の干潟の多様性を反映できるようにと、北海道3カ所、東京湾3カ所、伊勢湾2カ所、有明海2カ所、沖縄県3カ所の計13カ所(図1)を対象に選定し、これらを前浜干潟・潟湖干潟・河口域干潟という地形的特徴と主な流入水が河川水か海水かという水供給様式によって分類しました(図2)。地形的特徴と水供給様式の2項目で、ほぼ生態系機能を評価するための基本的分類が可能です。この結果、地形図や写真などのデータだけで、日本の干潟を大きく5つのパターンに分類しました。 　次に、水文地形学的に同一と分類された干潟同士が生態系機能も非常に似通っているかどうかを検証するため、生態系機能の指標として栄養塩の蓄積や有機物の生産などについて調査しました。 　HGMモデルの骨格を作った米国のブリンソン教授が、湿地の生態系機能を簡単に評価できる指標として底質の特徴、水の特徴、栄養条件、pH、色をあげていましたので、これを参考に干潟の評価項目を設定しました。具体的には底質15項目、水15項目、栄養条件10項目の計40項目です(10頁表1参照)。これらを統計解析し、その結果を基に、調査した13の干潟を類型化しました。 矢部 徹さん 図1　全国１３ヵ所の調査対象干潟 図2　HGMアプローチによる水文地形学的分類上：米国の湿地、下：日本の干潟（米国の湿地の分類は完成されたもので、現在複数の水文地形学的視点で分類したものが実際に利用されている。一方今回の研究では、日本の干潟を2つの水文地形学的視点で分類した。） メモ「ベントス」 Ｑ：その解析結果からわかったことをお聞かせ下さい。矢部：干潟の類型化には、干潟への陸水・海水の供給と、水や堆積物の栄養レベルの2つの要素がもっとも重要であることがわかりました。つまり、日本の干潟は河川や湖水などに依存している陸水的干潟と海水に依存している海水的干潟に大きく分けられ、底にたまっている有機物の量などによって富栄養化している干潟かどうかに分けられるということがわかったのです。 Ｑ：水文地形学による分類と生態系機能による分類を比較してみてどのようなことがわかりましたか。矢部：水文地形学的な方法だけでも定性的な干潟生態系の潜在的特徴を推定できることがわかりました。それは地形図や写真、水の供給様式だけで、前浜干潟は海水的、潟湖干潟は陸水的、河口域干潟は海水的でかつ富栄養的な干潟であるということが認識できるのです。 微生物の働き Ｑ：今回の研究では干潟の類型化に当たって、ベントス群集や他の微生物についても調査を行っていますね。その辺を少し詳しくお願いします。野原：干潟の栄養塩の生産や蓄積などの類型化により、大まかに生態系機能を把握することはできましたが、実際に生物の働きを通して検証する必要がありました。またそれ以外にも干潟の詳細な生態系機能を把握する上では、どのような生物がどのくらい生息しているか、またどのような働きをしているかを調べることは重要です。ベントス群集についてはすでに多くの詳細な調査が発表されています。ここでは微生物の酵素活性による評価について広木さんから話していただきます。 広木：干潟では生き物のほとんどが泥の中にいます。泥の中の有機物が微生物により分解、無機化され、それが植物の栄養となり、さらに動物の餌になる。これが干潟の物質循環の大まかな流れです(図3)。この物質循環が円滑に行われているかどうかが、その干潟の健全性を知る一つの判断材料になります。 　そこで、干潟の物質循環の中でもとくに大きな役割を果たしている微生物による有機物の分解に焦点を当てました。一般には微生物による分解活性を調べる場合、微生物の呼吸速度を測定します。しかし干潟の場合、潮の干満など時間的な変動が激しいため微生物の呼吸速度を直接測って評価するのは非常に難しいのです。そこで微生物が有機物を分解する過程を考え、そのもっとも初期で作用する分解酵素に着目しました。 　微生物は有機物に含まれるセルロースやキチンなどの高分子化合物を直接吸収できないため、一度酵素で分解して低分子の水溶性物質にして吸収しています。そこで微生物が高分子化合物の分解に使う酵素の量を測定することにより、干潟の有機物の分解能力を評価できると考えました。 図3　干潟生態系における物質循環の計算例図中の数字は窒素、リンの現存量(mg/L)。矢印の太さはフローの大きさを表わす。 広木 幹也さん Ｑ：間接的に測るわけですね。結果はいかがでしたか。広木：全体的な傾向としては、底泥の有機物量と酵素活性にはほぼ相関が認められました。ただし個々の干潟ごとに詳細に検討すると、今回の研究では干潟によって活性が想像以上に大きな差があることもわかりました。活性の高い干潟と低い干潟では10倍以上の差がみられました。 　具体的にいいますと、調査では植物体を構成する主要な有機物であるセルロースを分解するセルラーゼ(CEL)活性と、とくに干潟では多くみられるカニなどの甲殻類の殻の主成分であるキチンを分解する酵素β-アセチルグルコサミニターゼ(AGA)活性について調べました。風蓮湖(潟湖干潟)、琵琶瀬川河口(河口域干潟)、藤前(前浜干潟)、田古里川河口(河口域干潟)、七浦(前浜干潟)の5カ所は他の8カ所に比べ活性が高い傾向を示しました。この結果は、干潟の種類による傾向よりも、別に調べた底泥の有機物量(有機態炭素量)の傾向におおむね比例していました。もっとも、七浦などはAGA活性が高いにもかかわらずCEL活性が高くないなど干潟の特異性がみられたところもありましたが。 Ｑ：今回の調査結果からどのようなことがいえるのでしょうか。野原：一般に波の静かな環境には泥が多く堆積し、そのような干潟は有機物量が高いといえます。今回のように干潟の有機物量と酵素活性におおむね相関がみられたということは、そのような干潟の水文地形学的特徴から干潟の持つ潜在的な分解機能が一定程度予測できるということになります。しかし、個々の干潟で活性に大きな差があることが指摘されたのですから、具体的に生態系機能を評価するためには、個々の干潟の特異性も十分考慮して実際の機能を計測する手法を開発する必要がさらに高まったといえます。 JHGMモデル Ｑ：さて、日本版HGMモデルとでもいうべきJHGMモデルの登場です。HGMモデルによる干潟の類型化を通じて、日本における干潟の生態系評価手法(JHGMモデル)の開発に取り組んでいらっしゃいますね。野原：すでに述べたように、HGMモデルは水文地形学的に湿地を大まかに分類し、調査項目を絞ることで調査を簡便にし、さらに湿地の多様な生態系機能を数量化して比較できるのが特徴です。一方、このモデルは陸地にある湿地を主な対象にしており、感潮域の湿地の中でも干潟は念頭にありませんでした。そこで私たちはHGMモデルの特徴を活かし、全国調査などの結果を踏まえ、干潟用のモデルづくりに取り組みました。 Ｑ：HGMモデルとの違いなどについてお聞かせください。野原：基本的な論理構造はHGMモデルと同じで、湿地の定義、湿地の分類、生態系機能の推定、機能を評価するモデルの開発、モデルの検証の手順で実施します。JHGMではさらに、日本で従来から行われている詳細なベントス調査や分解活性など重要な現地調査項目を加えています。生物活性のところでも説明しましたように、個々の干潟の特異性を盛り込むためです。開発のためのHGMモデルの現地調査は数時間で簡単に行えますが、保全も念頭に置いたJHGMモデルでは十分時間をかけた調査を行います。 Ｑ：実際にJHGMモデルを利用するとどのようなことが可能なのですか。野原：JHGMモデルを使えば、全国の干潟を同一の基準で把握することができます。また再生干潟の評価やモニタリングなどへの利用も考えられます。これまで国内外で発表したり、環境省の報告書などでも紹介されていますので、このモデルの考え方や特徴は浸透してきていると思います。 今後の展開 Ｑ：国際的にも国内的にも干潟の重要性に対する認識は高まっています。今後日本では大規模な干潟の開発よりもむしろ、開発などで劣化した干潟の再生などが求められるようになると思いますが。野原：そうです。その際、干潟を再生した後でないと生態系がどうなるかわからないというのでは困ります。そこでJHGMモデルを使って再生する干潟の生態系機能を事前に予測し、それを事業に活用していけば、効率よく目標とする干潟の再生が可能になると思います。 Ｑ：JHGMモデルを海外で活用することは可能ですか。野原：干潟は干満差の大きな海を持つアジア東海岸地域などで発達しており、中国の沿岸部の干潟などは日本と似ていますので、JHGMモデルを使っての生態系機能評価は可能だと思います。この研究でも中国など多くの国の研究者に参加していただいて、国際的に十分通用するモデル開発を進めました。 Ｑ：今後、JHGMモデルが日本はもちろんのこと、多くの国々で広く利用され、それが干潟の保全や再生につながることを期待しています。今日はありがとうございました。 メモ 水文地形学(Hydrogeomorphology)陸水の循環は地形に支配されます。一方水の流れは土砂を輸送し、岩石の風化を引き起こし、地形変化の主な原因になります。このような相互関係を水文地形と呼び、これを扱う学問分野を水文地形学といいます。この「相互関係」には地質、気候、植生などの因子も絡んでいます。 生態系機能(Ecosystem function)生態系の持つさまざまな働きのことで、群集の現存量、生産性、生態系の安定性(撹乱からの回復能力、外来種の侵入阻止能力など)がその指標として利用されます。生態系機能が高いと一般に生態系サービスが高いといわれます。生態系サービスとは人間が生態系から受ける恩恵のことで、有用種の存在(食物資源、遺伝子資源など)や、生態系の作用(二酸化炭素の固定、富栄養化の阻止など)が含まれます。 ベントス底生生物。語源はギリシア語で「海底」という意味です。水底や壁面に付着したり、水底の表面や泥・砂中に生息する生物の総称で、大きさによりマクロベントスとメイオベントスに分けられます。マクロベントスは体長が1mm以上で二枚貝やカニ、ゴカイ、ヒトデ、フジツボなど多くの甲殻類や貝類のほか、ヒラメ、ハゼなどの魚類も含まれます。一方のメイオベントスは海底の底質中に生息する体長1mm未満31μm以上の生物でウミボタルの仲間、カイアシ類(ソコミジンコ)、線虫類、ワムシなどで、バクテリアやデトリタス(有機物)、ケイ藻などを食べます。体は小さいものの、その数の多さから、海洋生態系のなかで大きな代謝活性を示す生物群として注目を集めています。なお、メイオベントスよりも小さな底生生物はナノベントス、ピコベントスに分類されています。 目次 干潟の生態系 － その機能評価と類型化環境儀 NO.15 ｢全国の干潟の類型化と生態系評価に関する研究｣の概要Summary 湿地生態系の研究をめぐって 「干潟等湿地生態系の管理」の研究のあゆみ コラム「日本の干潟」 目次 干潟の生態系 － その機能評価と類型化環境儀 NO.15 ｢全国の干潟の類型化と生態系評価に関する研究｣の概要Summary 湿地生態系の研究をめぐって 「干潟等湿地生態系の管理」の研究のあゆみ コラム「日本の干潟」 国環研について 研究所概要 組織紹介 研究者紹介 研究所基本文書 研究所マップ 所外実験施設 調達・契約 採用案内 研究所の環境配慮 政策貢献 環境情報メディア「環境展望台」 情報公開 個人情報保護 情報セキュリティ対策 遺伝資源へのアクセスと利益配分(ABS)への対応 研究倫理 研究紹介 研究分野 戦略的研究プログラム 国の計画に基づき中長期計画期間を超えて実施する事業 研究成果 データベース／ツール 研究プロジェクト等のページ 研究計画・研究評価 外部連携 受託業務 委託業務 共同研究 地環研等との共同研究 全国環境研究所交流シンポジウム 環境研究機関連絡会 知的所有権（特許等） 研究シーズ集 国環研ベンチャー 研究試料の有償分譲 国際連携・国際活動 連携大学院 社会との対話・協働 寄附金 広報活動 研究所紹介パンフレット/動画 報道発表 イベント情報 見学について 国立環境研究所一般公開 国立環境研究所公開シンポジウム 刊行物一覧 Webマガジン「国環研View」 環境問題をわかりやすく 小・中・高校生の方へ メールマガジン SNS一覧 このホームページについて ソーシャルメディアポリシー プライバシーポリシー 関連リンク © 2022 National Institute for Environmental Studies -->