2020 Fiscal Year Research-status Report
環境ストレス指標による高潮災害脆弱島嶼部のマングローブ林再生技術の開発
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18KK0116
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
浅枝 隆 埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (40134332)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
セナヴィラタナ ジャヤサンカ 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (70812791)
今村 史子 日本工営株式会社中央研究所, 中央研究所, 専門部長 (50568459)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | マングローブ / ヤエヤマヒルギ / ヒルギダマシ / 酸化ストレス / 光量子束密度 / バイオシールド / マングローブ植林 / 生育環境評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、酸化ストレスを分析することで、マングローブの生育に適した環境を把握することを目的としている。酸化ストレスの測定には、本来、活性酸素濃度を直接することを計画していたが、昨年度までに、途上国の現場においては活性酸素の測定が困難であることが明らかになっていた。そのため、酸化ストレス強度と負の相関があると考えられる、光量子束密度で代用することを考えた。
2020年度はコロナ禍でフィリピンに赴くことができなかったため、対象とするRhizophora stylosaが生育する沖縄において観測を行った。観測現場においては、潮の干満に応じて、対象とする種の葉の光量子束密度を測定し、さらに、葉の採取を行った。光量子束密度については、湛水期間中は高い値を示すものの、潮が低下、土壌の乾燥の進行と共に、光量子密度も低下することが示され、昨年度、フィリピンで得られた傾向と同様な傾向が得られた。また、同様な結果は他の種においても確認され、当初の予想に反して、多くの種において、塩水にもかかわらず、湛水中と比較して乾燥化によってストレスが増加することが確認された。また、室内実験で得られた過酸化水素濃度と光量子束密度との間には明瞭な負の関係が認められ、光量子束密度の値によって、酸化ストレス強度を評価することが可能なことが示された。
こうした結果を基に、昨年度フィリピンでの観測で得られた、対象とする、Avicennia、Sonneratia、Rhizophoraの3種について、潮の干満と酸化ストレスとの関係の分析を行った。その結果、Avicenniaは干潮と共にすぐにストレスが増加するのに対し、他の2種では、ストレスの増加に時間がかかることがわかった。この理由として、Avicenniaは匍匐型で根が浅く、土壌の乾燥化が速いのに対し、他の2種は根が深く、土壌水分の捕捉期間が長いことが考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
近年、防災に自然の仕組みを応用するNatura Based Solutionsが世界的に進められており、その中でも、マングローブは海岸の波浪災害を軽減する上で極めて重要と考えられている。ところが、これまで、マングローブの植林法はRhizophoraの一属にしか開発されておらず、しかも、本種は生存率が高いことから、一旦、群落を形成すると他の種の侵入を許さず、極めて多様性の低い森が形成される。本研究では、それぞれの種に適した生育環境を評価するために、ストレス下で増加する酸化ストレス強度を測ることで、適切な環境を把握、多様な種の植林を可能にすることを目指している。
本研究では、当初、酸化ストレスの指標として、過酸化水素濃度を用いることを考えていた。ところが、この測定には高い技術を要することから、マングローブの多い途上国での利用は難しいことが判明した。そのため、測定の簡単で、現場での計測も可能な光量子束密度を測定することで、過酸化水素濃度の代用を考えた。
フィリピンの現場で、優占するRhizophora、Avicennia、Sonneratia3種の光量子束密度の測定を行った。その結果、当初、塩水が湛水することがストレスになると考えられていたが、塩水の湛水よりも、むしろ、干潮期に土壌が乾燥することの方が高いストレスになっていることが確認された。また、Rhizophoraは、乾燥時においてもストレスの強度が低く、他との競争においても強いことが予想される結果となった。
また、国内の現場で、光量子束密度と実験室内で得られた過酸化水素濃度との関係を調べたところ、明瞭な負の相関が確認され、光量子束密度での代用も可能であることが示された。
以上のことより、Rhizophora以外の植林には注意が必要なこと、適切な植林場所環境が示唆される結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現場で簡単に測定できる光量子束密度が活性酸素濃度と高い負の相関を有していることで、マングローブの生育環境評価で課題であった、酸化ストレスの強度の評価が可能になった。他の植物種を用いて、更なる確証を得るための調査は行うものの、今後は、この方法を中心に進めていく。研究の対象は、フィリピン、セブ島周辺の島嶼部であり、基本的に、この地で、フィリピン側研究者と研究を進めていくことを考えているが、コロナ禍の状況によっては、訪問することが難しい場合も考えられる。フィリピンを訪れることが難しい場合、相手側研究者と議論を重ねながら、移動が可能で、同様な種も存在する沖縄での観測を行っていくことにする。これまでの状況から、共同作業が不可能な場合においても、十分な情報伝達、議論は可能である。
酸化ストレスの生じる原因には、それぞれの種のもつ生理的特性と共に、形態的特性や環境特性がある。これらと比較検討することで、得てきた結果の理論的背景の構築を行う。
他方、これまで、主に、酸化ストレスの調査で得られた結果から、それぞれの種に適した環境の把握に重点を置いてきた。他方、フィリピンの現場では、広い領域にわたり、種の分布状況を把握している。この結果と、光量子束密度で得られた、種特有の傾向と分布状況を比較検討し、実際の種の分布との関係の把握を行う。以上のことから、植林法に対する提言を作成する。
波浪災害の軽減という側面では、マングローブの密度も重要な指標である。ところが、密なマングローブ林は、多様性を損なわせる原因でもある。こうしたことから、波浪に対する抵抗と、多くの種の共存を可能にする密度についての検討を行う。
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| Causes of Carryover |
研究の対象は、フィリピン、セブ島周辺の島嶼部であり、この地で、フィリピン側研究者と研究を進めていくことを計画している。2020年度には、コロナ禍で渡航ができず、現地を訪れることができなかった。そのため、旅費、人件費、物品費を利用しなかった。予定していた作業は、次年度に進めることを考えている。ただし、次年度においてもフィリピンを訪れることが難しい場合、移動が可能で、同様な種も存在する沖縄で、同様の作業を行うこととする。いずれの場合にも対応可能なように、旅費及び人件費・謝金を増額している。観測においては、前年度に、当初の考えていた活性酸素の分析の代わりに、光量子密度の測定で代用可能なことが得られ、今後は、その測定を中心に進めていくことを考えている。ただし、測定数を増やすために観測機器の周辺機器を整備する必要がある。また、波浪災害の軽減という側面では、マングローブの密度も重要な指標である。ただし、密なマングローブ林は、多様性を損なわせる原因でもある。こうしたことから、波浪に対する抵抗や多くの種の共存を可能にする密度についての観測、測定を行う必要がある。そのためには、樹高等の測定するための距離計などを必要とする。それらに対応すべく、物品費を増額している。さらに、信頼のある提言としてまとめるためには、多数の論文として公表する必要がある。こうしたことから、その他の経費を増額した。
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Research Products
(2 results)
