2014 Fiscal Year Annual Research Report
巨大地震により生じた湾奥部汽水域の環境再生機構の解明と環境価値の評価
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25249068
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
横山 勝英 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (10347271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 晋 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (00385501)
山本 光夫 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30361512)
吉永 郁生 鳥取環境大学, 環境学部, 教授 (40230776)
中山 耕至 京都大学, 農学研究科, 助教 (50324661)
益田 玲爾 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 准教授 (60324662)
河野 益近 京都大学, 工学研究科, 教務職員 (70332723)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 森里海連環 / 汽水域 / 物質循環 / 放射性セシウム / アサリ / 溶存鉄 / 栄養塩 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，宮城県気仙沼市の大川・西舞根川・気仙沼舞根湾を対象として，物質循環と生態系の構造について調査研究を進めた．テーマは(1)基本視点としての森里海連環，(2)湿地・干潟の物質循環，(3)生態系構造とその時間変化，(4)生態系サービスの定量化である．
(1)では，大川流域で洪水時に濁水採取を実施し，粒径別にセシウム濃度を分析した．中央粒径0とCs濃度の関係として，粒径が大きくなるほどCs濃度が低下する傾向が見られた．洪水の上昇期ではその傾向が明瞭で，下降期には不明瞭であったが，これは降雨による表土の浸食過程と関係していると考えられた．また，流量とCs輸送量の関係式を提案し，流域から海域へのCs輸送量を推定することを可能にした．気仙沼湾における海水中の鉄濃度の挙動に関して，新たに溶存鉄のほかに全鉄（T-Fe）の分析を行い，窒素・リン（栄養塩、T-N、T-P）や濁度・クロロフィル濃度などと合わせてモニタリングを行った．その結果、溶存態と懸濁態の割合や挙動に関する知見が新たに得られた．
(2)では，河川・湿地の水質を調べた結果，農作地がNO3-N，市街地がNH4-Nのソースとして重要であることが分かった.また大川下流ではNH4-Nの一時的な濃度上昇が見られ，被災地における排水処理場や水産加工場の復興が寄与していると推測された．
(3)では，2ヶ月に1回，気仙沼湾内外4-5地点での桁網を用いた小型底生魚類群集モニタリングと，湾奥河口および新生湿地での曳き網を用いた仔稚魚調査を行った．桁網調査については，2011年秋以降の結果をまとめ群集の変動要因について検討した．
(4)では，干潟ベントス群集のモニタリングの結果，種多様性は急激に変化し，特に最優占種であったアサリは減少し，ホソウミニナと入れ替わった．アサリの幼生の発生時期が夏季の一時期に集中していることを明確にした．
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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
テーマ(1)基本視点としての森里海連環では，初年度に大川にて採取・分析した粒径別のセシウム濃度を用いて，水文流出過程との関連性を解析し，セシウムの粒径別挙動特性を明らかにできた．また，汽水域のシミュレーションモデルも準備が進んでおり，予定通りに進捗している．栄養塩・溶存鉄については，降水量と鉄濃度の関係性を示した初年度を踏まえて，T-Feと溶存鉄，T-N, T-Pと栄養塩（三態窒素、PO4-P）のモニタリングを行うことで，鉄を中心として形態別の（化学種の違いに関する）知見を得ることができた．3年目以降の研究進展に向けて、ほぼ予定通りのデータ蓄積を行うことができたと考えている．
テーマ(2)湿地・干潟の物質循環について，河川・湿地・海域の硝酸態・アンモニア態窒素，全窒素・全リン，DOCやフルボ酸様物質の濃度に着目することで，森林から河口にかけての水質形成要因について明らかにすることが出来た．また震災に伴う土地利用改変や河口湿地の創生の影響も把握できた．
テーマ(3)生態系構造とその時間変化について，桁網での小型底生魚類群集モニタリングは，悪天候による一部定点の抜けはあったものの，ほぼ計画通りに進捗している．曳き網での仔稚魚調査は採集は計画通りであるが，試料分析がやや遅れており，これまでの結果を発表することがまだできていない．
テーマ(4)生態系サービスの定量化では，当初の予定通り，アサリ等の各ベントス動態データを蓄積した．ただし，昨年度のアサリ幼生の発生密度は想定より低かったため，その加入プロセスについての再現性は次年度確認する必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
テーマ(1)基本視点としての森里海連環では，溶存態セシウムと溶存態有機物の動態を調べる．これまでに懸濁態セシウムの動態は概ね解明できたので，今年度は溶存態セシウムに着目して，流域での移動状況を明らかにする．また，栄養塩・溶存鉄に関して，気仙沼湾・舞根湾における鉄・窒素・リンのモニタリングを引き続き実施する中で，特に溶存態と懸濁態といった化学種の違いに着目して動態を把握する．その結果を降水量等と比較して海域環境への陸域の影響を評価すると共に，プランクトンの動態との関係性を考察することで生態系への影 響を検討する．
テーマ(2)湿地・干潟の物質循環として，新たに溶存有機態（フルボ酸など）を対象にして，流域の約10地点で採水を行って，三次元蛍光分析とスペクトル解析により，溶存有機態の濃度を調べ，さらに土地利用状況との関連性を解析する．これにより森林・農地から湿地を経由して海域へと至る物質輸送を調べる．また，湿地の入り口・内部・出口において集中的に物質収支観測を実施する．
テーマ(3)について，海産プランクトン生産におよぼす陸域由来窒素の影響を評価するために，周年で植物プランクトン種組成を解析すると共に，その窒素源の由来を安定同位体法によって評価する．小型魚類に関して，舞根湾内外の５定点において桁網を用いた小型底生魚類群集のモニタリングを行う．また，西舞根川河口および新生湿地において曳き網を用いた仔稚魚採取を行い，両水域の利用状況を比較する．大型魚類に関して，ライントランゼクト法による潜水調査を継続し，震災から４年間の魚類群集の遷移過程を解析する．
テーマ(4)生態系サービスの定量化では，アサリの幼生および着底後の成貝に関して，モニタリングを継続しつつ，幼生加入プロセスの時空間変化およびアサリ定着後の他種や物理環境による生育への影響を解析する．
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