2021 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, 先端研究センター, 専門部長 (50568459)
金子 康子 埼玉大学, 教育学部, 教授 (30194921) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| Keywords | マングローブ植林 / バイオシールド / ヤエヤマヒルギ / 酸化ストレス / 光量子束密度 / 生物多様性 / グリーンインフラ / 高潮、津波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の対象国は、フィリピンであるが、コロナ禍で現地渡航が不可能なことから、本年度は、まず、沖縄、須崎水路において、ストレス指標として利用を考えている、光量子束密度Fv/Fmを潮位の変化ごとに測定、さらに、葉のサンプリングを行い、ストレスに応じて生産される過酸化水素濃度を測定、これら二つの指標の比較を行った。当初の仮説通り、高い正の相関が存在することを確認し、光量子束密度を指標とすることで問題のないことを確認した。
バイオシールドとしてのマングローブの植林においては、植林の容易さや個体密度の高さから、通常、極めて排他性の高いRhizophora stylosaのみの植林が行われる。しかし、この植林法では、生物多様性に対する影響が懸念される。そのため、主要種に対する、冠水によるストレスについて検討した。フィリピン、オランゴ島で行っていた結果、および、今回行った沖縄において、サンプリングを行った場所の標高を正確に特定、潮位変化による冠水時間の影響について調べた。一日のうちで露出水没を繰り返す場所においては、観測を行った時刻と潮位変化から、それぞれのサンプリング時における海面からの露出後の経過時間を求め、その時に測定した葉の光量子束密度の値を比較した。その結果、いずれの種においても、光量子束密度は、露出時間の経過と共に低下することからストレスが増加していること、また、潮位の回復に伴ってストレスは短期間で回復することが示された。また、フィリピンでの主要な3種を比較すると、樹高等に関わらず、地面の露出時間の経過によるストレスの上昇量は、Avicenniaにおいて最も大きく、Rhizophoraにおいて、最も小さいことが明らかになった。さらに、いずれの種においても、完全に水没するとストレスが急激に上昇することが示された。以上より、多様性を増加させるための植林場所の条件を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
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であることが指摘されている。対象としているフィリピンでも盛んに植林が進められている。ところが、これまで、マングローブの植林法はRhizophoraの一属に対してしか開発されていない。しかも、本種は生存率が高いものの、他の種に対する排他性が高く、生物多様性の観点からは多くの問題を抱えていた。そのため、フィリピンにおいても多くの場所で、この種によるマングローブが植林され、景観を変えてしまう事態になっている。本研究では、様々な環境条件の下でマングローブ個体にかかる環境ストレスを測定することで、それぞれの種の好む環境を特定、Rhizophoraによる排他性の原因を究明し、植林の改善法を開発することにある。令和３年度はコロナ禍で、現地に渡航はできなかったものの、それまでに得られていた大量の現地データおよび国内での実験データに、衛星データや詳細な気象、海象データなどの他のデータを組み合わせること、さらに、国内でマングローブの観測が可能な沖縄での観測結果を加えることで、Rhizophora属が優占する理由、他の種の生育を阻害する条件、さらに、Rhizophoraと他の種との間での競合における優劣について明らかにすることができた。さらに、これを基に、他の種を植林するにあたって適した場所の条件を確定できた。
現地への渡航が可能になった時点で、これらの結果の検証、および、現地研究者への普及を行うことにしている。
また、防災に必要となるマングローブの個体密度分布と流動の関係を予測するモデルの作成に取り掛かっており、順調に進められている。現地での作業を必要とするものはできていないものの、大きな遅れにはなっていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
現場で簡単に利用できる光量子束密度を利用して、酸化ストレスの評価を行い、それぞれの種の生育状況の把握を行うことで、その時点ごとの生育環境の評価を行うことを開発した。R3年度には、この方法によって、潮の干満による冠水および乾燥途上での瞬間的なストレスの強度を評価することで、従来不可能であった、生育に適した環境条件を求めることができ、また、これまで原因が不明であった、Rhizophora属が優占する理由、他の種が生育できなくなる理由を明らかにすることができた。この結果を利用することで、これまで難しかった、Rhizophora以外の種を植林するための条件も明らかにできる。ただし、同時に、現地での観測結果と照合することで、こうした結果を裏付けることは必須である。他方、場所によっては、Rhizophoraは相対的には生存率が高いものの、その種自体も生存率が低くなる場合も存在する。この原因としては、これまで波浪等による影響等が挙げられているが、十分な根拠に基づいたものではなく、他の要因の可能性も高い。これまで、そうした現象の科学的な解明は不可能で、全て経験に頼って行われてきている。今回提案している酸化ストレスによる評価は、そうした解明にも利用可能であることから、Rhizophora自体の生存率の低下の要因も解明する。また、一旦、Rhaizophoraの群落が形成した後にも、他の種の侵入は著しく阻害されている。この原因の解明にも酸化ストレスの評価の利用が可能であり、この解明も行う。
これらの作業は現地で行う必要がある。これまで、コロナ禍で現地を訪れることができず、延び延びになってきていた。R4年度には、現地を訪れることが可能になると予想されることから、こうした観測を行う予定でいる。さらに、これらの成果を得ると同時に、現地研究者と共同作業を通して、こうした知識の還元を行う。
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| Causes of Carryover |
本課題は、フィリピン中部の島嶼部のマングローブを対象にした研究である。ところが、R3年度は、コロナ禍にあって、海外渡航が制限され、現地観測を行うことができなく、現地研究者との連携した活動も制限された。そのため、R3年度に予定していた作業をR4年度に行う必要が生じた。
次年度には、海外渡航が可能になった時点で、現地を訪れて、観測を行うこと、現地研究者との共同作業を計画している。そのための旅費、及び、現地観測に利用する消耗品費、観測機器の維持費用、人件費、謝金等への利用を予定している。その場合、補助的に国内での分析も必要になることから、そうした分析のための消耗品費、分析機器の維持費用等への利用も考えている。次に、これまでの結果にR4年度に行う予定の作業、現地観測の結果を加えて得られる成果を基に、R4年度に海外で開催される国際会議においてスペシャルセッションを開催、発表を予定している。そのための旅費への利用を予定している。さらに、現地での観測結果を含めた研究結果、及び、マングローブ植林法の研究全体をまとめた論文を執筆、公表することを予定している。オープンアクセス論文としての公表を計画していることから、この掲載料としての利用も計画している。
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