重点共同研究

〔目　的〕
　干潟等湿地生態系は鳥類の生息地，越冬地あるいは中継地として国際的にも重要な生態系であるとともに，独特の生物相を有し，生物多様性に富む生態系である。しかしながら，人間の開発行為は湿地生態系に大きなダメージを与えてきたことから，１９７５年には国際的に重要な湿地及びその動植物の保全を進め，湿地の賢明な利用を進めることを目的にラムサール条約が締結された。このような湿地生態系を保全し，持続的利用のために維持管理していくために，欧米では湿地生態系の実態調査研究での知見に基づく評価手法にしたがって，湿地生態系ミティゲーションのためのプロジェクトが実施されている。しかし，このような評価手法は地域性が強く，我が国を含む東アジア地域の干潟，湿地に関しては未だに適切な評価手法が確立していない。そこで本研究では，東アジア地域における干潟・湿地の実態調査研究に基づいて，干潟・湿地生態系の適切な総合評価手法を確立することを目的としている。
〔内　容〕
　本研究では，ロシア，中国，アメリカおよびオランダとの共同で湿地生態系の基本的特性と生物種の存続機構を解明し，これにより得られた知見を基に生態系機能評価モデルにより日本の代表的な湿地生態系において生産，分解機能等の評価を行う。また，米国において湿地生態系の評価に用いられているHGMモデルを，日本，中国およびロシアの湿地に適用し，東アジアの地域性を加味した新生態系総合評価モデルを開発する。
　すなわち，ロシア，中国のアムール・ウスリ川流域湿地（特に三江平原の湿原，水田）−九州地方の湿地（水田，干潟）と日本の代表的湿原である北海道東部の湿原・干潟，尾瀬ヶ原，東京湾岸の干潟などを調査研究フィールドとし，以下のサブ課題に沿って研究を実施する。
　（１）干潟等湿地生態系の特性と生物種の存続機構に関する研究
　（２）湿地生態系の変動予測と管理計画の構築に関する研究

〔成　果〕
（１）干潟等湿地生態系の特性と生物種の存続機構に関する研究
　１）干潟の浄化機能
　干潟の浄化機能における底生生物（アサリ・ゴカイ）の役割を明らかにするために室内実験を行った。水質汚濁生物として赤潮の原因であるスケレトネマを用いた。ゴカイとアサリの混合系ではスケレトネマの除去能は高く，２４時間で９４％以上減少した。また，干潟の水質浄化能における経済的評価を行った。CODを基準とした干潟１ha当たりの経済的価値は盤洲干潟で１億円，三番瀬０．６億円，一色干潟１億円と算出された。干潟の生物のためだけでなく，人間にとって存在価値はきわめて高いことがわかった。
　２）有機物分解酵素活性
　干潟生態系における有機物分解酵素活性についての基礎的知見を得ることを目的として，生物体を構成する主要な有機物の分解に関与する２種類の酵素活性について，全国１３地点の干潟での変動を調べた。セルラーゼ活性は０．００２〜０．０３μmol/wet g/hr，b-アセチルグルコサミニダーゼ活性は０．０１〜０．１４μmol/wet g/hr の間にあり，いずれの酵素活性も，低い地点と高い地点の間では１０倍以上の差があった。二つの酵素活性の間には相関が高く，有機物含量（灼熱損量）の大きな地点ではこれらの酵素活性が高い傾向にあった。

（２）湿地生態系の変動予測と管理計画の構築に関する研究
　干潟・湿地生態系を理解し，環境アセスメントを実行する上で必要な生態系区分・類型化を行い，水文地質学的な基準から３つのサブクラスを作った。本年度は干潟生態系について評価手法に必要なデータを採取した。環境アセスメントの際の比較対照となる対照基準地として国内の亜寒帯：北海道３カ所（春国岱，風蓮湖，琵琶瀬川河口），温帯：東京湾３カ所（西三番瀬，谷津干潟，富津海岸），伊勢湾２カ所（藤前干潟，南知多奥田海岸），有明海２カ所（田古里川河口，七浦海岸），亜熱帯：沖縄県３カ所（網張干潟，古見干潟，干立海岸）の１３カ所を選定した。
　干潟は地形的特徴から分類すると，前浜干潟，潟湖干潟，河口域干潟に，底質を基準にすると，泥質干潟，砂質干潟，砂質にれきが混在する干潟などに分類できる。そのほか水の供給様式などもあわせて１３調査地点の分類を行った。
　１）干潟の一般特性
　干潟底質の物理性は深度３０cm程度まで均一性が高いものの，好気層が０〜１０cm以内の深度に存在していた。１３干潟の底質は，有明海の２干潟にみられるような　�@含泥率７０％以上の泥干潟と，それ以外の　�A含泥率２５％以下の砂質干潟に分類された。底質流動性の結果ほとんどの干潟では１日０．５mm以下の変動しか見られず，干潟の底質は物理的撹乱を受けにくいことが示唆された。いっぽう有明海の２干潟および干立干潟では１日１mm以上の変動が見られた。泥干潟および砂質干潟でも前浜干潟であれば底質が流動し易いことがわかった。有明海の２干潟における含泥率の高さは有機物含有量の高さ（１０％以上）に起因することがわかった。北海道の琵琶瀬川河口干潟は未分解のピートの上に砂質干潟が成立しており，有機物含有量が高かった。
　各干潟の平均可給態リン含量は０．６２〜２００．２５mg/kg。可給態リンと全リンとの間に明瞭な関係は認められなかった。網張，干立，田古里川，七浦の干潟では結合力の強いもしくは結晶化している（鉱物に由来している）リンが優占し，藤前干潟に関しては結合力の比較的弱いリンが多い（しかし間隙水中のリン含量は多くない）と考えられた。可給態リンと粒度との間には関係性が認められなかった。全アルミおよび全鉄と可給態リンとの関係を見ると，藤前（リンが過剰），田古里川，七浦（アルミおよび鉄が過剰）を除くと正の相関が認められた。有機炭素と可給態リンとの間には関係が認められなかった。各干潟の平均全リン含量は８１〜７１５mg/kgであった。リン保持に関係する因子としてpH，アルミ，鉄，カルシウム，炭素および粒度分布を検討したところ，全アルミ：全リン及び全鉄：全リンは正の相関が認められた。これに対し，有機炭素：全リンは正の相関でAlやFeよりも決定係数が高かった。
　２）一次生産機能
　干潟表層の藻類現存量をクロロフィルa量で比較した。表層０〜１cmの干潟底質の光合成活性をクロロフィル蛍光と１３Cの取り込み活性を実験室で測定した。その結果，有明海の泥干潟より砂干潟の方が藻類の現存量も大きく，藻類の光合成活性も高かった。干潟は一次生産の卓越する系（砂干潟）と主に有機物を分解する系（泥干潟）とに大別できた。
　３）多様性維持機能
　�@微細藻類
　固定サンプル及び予備培養処理サンプルの観察から，調査地１３地点において，これまでに総計１８４種の微細藻類の存在を確認した。このうちケイ藻は１５８種で全体の８５％に達した。地域ごとに比較すると，亜熱帯域の地点では，プラシノ藻，ハプト藻などケイ藻以外の微細藻の種数が比較的多く，高緯度になるに従ってケイ藻類の占める割合が高くなる傾向を示した。 干潟環境の基礎生産者としてケイ藻は重要な生物群といえる。
　�A底生生物
　種数が多い場所ほど湿重量も高いという統計上有意な正の相関があり，そのような場所に多様な生物が数多く存在している傾向があった。
　種数や湿重量の多い場所は砂質干潟であり，これは砂質環境で環境の不均一性が高いためであると推測された。種数と個体数の情報や種数と湿重量から算出される多様度指数では，必ずしも干潟の生物多様性が評価されるとは考えられなかった。
　４）脱窒機能
　土壌コアサンプルをアセチレンで阻害して，N２Oガス生成速度を測定した。
　５）栄養塩類の貯蔵及び無機化機能
　土壌コアサンプルの埋設実験から栄養塩の無機化量を推定した。その結果，有機物含有量の高い干潟や栄養塩の存在量が高い干潟ほど窒素とリンの無機化速度が大きいことが分かった。
　６）有機物分解機能
　底泥中に綿布を埋設し４週間後の重量減少から分解速度を得たところ，有明海の七浦干潟が最大であった。ついで有明海と東京湾の干潟において分解速度が大きかった。
　７）干潟評価モデル
　参照基準地からのデータから各機能の最大値を求め，その値を１として新評価モデル（略称，JHGMモデル）の０〜１までの数値として表した。生産・分解・生物多様性・脱窒能・栄養塩の保持と無機化という５つの干潟生態系の機能を焦点に評価軸を作成した。
〔発　表〕H-１１〜１３，h-９〜１１，１３，１４，１８