(57)【要約】【課題】水域の環境因子データのみから、干潟や浅場等の環境修復事業の実施後に定着する生物の出現種数（種の多様性）を効率的に予測し、あるいは前記生物の湿重量（現存量）を効率良く予測する。【解決手段】干潟や浅場等の水域に生息する生物の種数（多様性）又は湿重量（現存量）に関する場の適合度及び生物の種数又は湿重量を、場の環境因子に関するデータから算出する。多様性予測又は湿重量予測においては、前記水域に生息する生物の種を、綱と、表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類したマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の種数又は湿重量に対する環境因子の適合度を評価するＳＩモデル及びこのＳＩモデルを統合したＨＳＩモデルにより、各成分の種数又は湿重量に関する場の適合度を０〜１で表現できるＨＳＩ値を算出し、種数又は湿重量を予測計算し、これを合計する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
干潟や浅場等の水域に生息する生物の種数に関する場の適合度及び生物の種数を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物の種を、綱（Class）と、表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類したマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の種数に対する環境因子の適合度を評価するＳＩモデル及びこのＳＩモデルを統合したＨＳＩモデルにより、各成分の種数に関する場の適合度を０〜１で表現できるＨＳＩ値を算出することを特徴とする水域の生物の多様性予測方法。
【請求項２】
ＳＩモデルで計算する環境因子が、次の４つのカテゴリー； 
１．底質：中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ）
２．地形：干出時間、標高又は水深、勾配
３．水理：シールズ数、底面剪断流速又は底面剪断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
に分類される環境項目からなることを特徴とする請求項１に記載の水域の生物の多様性予測方法。
【請求項３】
ＨＳＩモデルが、各環境因子の項目に対して算出したＳＩ値を使用して、次式（１）によりＨＳＩ値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載の水域の生物の多様性予測方法。
ＨＳＩ値＝[底質のＳＩ値の最小値]×[地形のＳＩ値の最小値]×[水理のＳＩ値の最小値]×[水質のＳＩ値の最小値]・・・（１）
【請求項４】
干潟や浅場等の水域に生息する生物を、綱（Class）ごとに表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類した生物種数のマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の種数の全種数に占める割合を算出し、その値を各成分の種数の重み付け係数として、種数全体を予測することを特徴とする水域の生物の多様性予測方法。
【請求項５】
マトリクス表における各成分に対して算出したＨＳＩ値に重み付け係数を乗じて合計し、場の全種数に対する生息場適合度を０〜１で表現できるｔＨＳＩ値を算出することを特徴とする請求項４に記載の水域の生物の多様性予測方法。
【請求項６】
ｔＨＳＩ値に全種数を乗じて、場に出現する生物の全種数を予測することを特徴とする請求項５に記載の水域の生物の多様性予測方法。
【請求項７】
干潟や浅場等の水域に生息する生物の湿重量に関する場の適合度及び生物の湿重量を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物のうち、全湿重量に対して高い割合を占める生物種が明確である場合に、その生物種に対して、各生物種の湿重量を予測計算し、その合計値から全湿重量を予測算出することを特徴とする水域の生物の湿重量予測方法。
【請求項８】
干潟や浅場等の水域に生息する生物の湿重量に関する場の適合度及び生物の湿重量を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物の種を、綱（Class）と、表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類したマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の湿重量を包括的に予測計算し、その合計値より全湿重量を予測算出することを特徴とする水域の生物の湿重量予測方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法により全湿重量に占める割合の高い生物種の湿重量に対して構築した環境因子、又は請求項８に記載の方法により作成したマトリクス表の各成分の湿重量に対して構築した環境因子の適合度を評価するＳＩモデル、及びこのＳＩモデルを統合したＨＳＩモデルにより、各成分の全湿重量に関する場の適合度を０〜１で表現できるＨＳＩ値を算出することを特徴とする水域の生物の湿重量予測方法。
【請求項１０】
ＳＩモデルで計算する環境因子が、次の４つのカテゴリー； 
１．底質：中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ）
２．地形：干出時間、標高又は水深、勾配
３．水理：シールズ数、底面剪断流速又は底面剪断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
に分類される環境項目からなることを特徴とする請求項９に記載の水域の生物の湿重量予測方法。
【請求項１１】
ＨＳＩモデルが、各環境因子の項目に対して算出したＳＩ値を使用して、次式（１）によりＨＳＩ値を算出するものであることを特徴とする請求項９に記載の水域の生物の湿重量予測方法。
ＨＳＩ値＝[底質のＳＩ値の最小値]×[地形のＳＩ値の最小値]×[水理のＳＩ値の最小値]×[水質のＳＩ値の最小値]・・・（１）
【請求項１２】
ＨＳＩ値に、ＨＳＩ値＝１となる湿重量を乗じることにより、生物の湿重量を算出することを特徴とする請求項９に記載の水域の生物の湿重量予測方法。
【請求項１３】
事前調査により現地の標高別の生物の湿重量に関するデータから、マトリクス表における各成分の湿重量の、全湿重量に占める割合を算出し、これを前記各成分の湿重量の重み付け係数として、前記マトリクス表における各成分に対して算出したＨＳＩ値に乗じて合計し、全湿重量に対する生息場適合度を０〜１で表現できるｔＨＳＩ値を算出することを特徴とする請求項９に記載の水域の生物の湿重量予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干潟や浅場等の水域の環境修復のために、環境修復事業実施後の水域の生物の種数（多様性）や湿重量（現存量）の変動を予測する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
干潟や浅場などの水域の修復とは、多様な生物が生息したり、希少な生物が生息するなど、生物生息の場としての機能や水質浄化機能など、本来、自然環境が有する機能を修復することである。なお、干潟等の造成あるいは再生方法としては、従来、例えば下記特許文献に記載されたようなものが知られている。
【特許文献１】特開２００１−１０７３３２
【特許文献２】特開２００３−２３９２３９
【特許文献３】特開２００３−１８４０４６
【０００３】
干潟や浅場等の水域の修復において、生息する生物の種の多様性が修復事業後にどのように変化するかを予測することは、干潟再生などの事業計画及び設計に役立つものである。また、生息する生物の湿重量（現存量）の変化を予測することは、干潟再生などの事業において、定着する生物量を把握するのみでなく、浄化機能の予測などに活用でき、このため、事業計画、設計、及び事業実施後のモニタリングに役立つものである。
【０００４】
干潟や浅場等の水域に生息する生物は、その水域の底泥の粒度など底質や、波浪などの水理、塩分などの水質、標高や地形などの環境条件によって、生息に著しい制約を受ける。したがって、それらの生物の生息環境を修復又は新たに再生するには、生物種ごとの環境因子（生物の生息に影響を及ぼす環境条件）を把握し、生息環境を評価しながら計画・設計を行う必要がある。しかし、生物種ごとの生息環境を評価し、生息可能性を把握しても、定着する生物の湿重量を予測することは困難であった。また、生物種ごとの生息環境を評価する手法は、米国等でＨＥＰ（Habitat Evaluation Procedure）等の手法が開発されているが、生物種の多様性を評価する手法は存在しなかった。
【０００５】
例えば、従来、干潟や浅場等の水域に生息する生物の湿重量の予測は、計画水域付近の、目標とする干潟等の地形の場所（目標地点）の環境因子及び生物種、湿重量を参考にして行われる。
【０００６】
しかし、目標地点と計画地点の立地条件は、近くであっても同一ではないため、精度の高い生物現存量の予測は困難である。また、干潟や浅場の造成などで目標地点と異なる環境因子に設計値を設定する場合、生物の湿重量を予測できなくなるため、最適な設計が困難であった。更に、全出現生物の湿重量を推測するには、生物種に対する環境耐性の既往研究データが少ないので、すべての生物種又は環境因子に対する出現種を評価するのは困難である。
【０００７】
一方、干潟や浅場の水域に生息する生物の生息環境の評価の手法は、生物種ごとに既往の研究による知見に基づいて、生物の環境耐性を評価するものである。種の多様性の評価は、種数や、多様度指数等の指標を用いて行われるが、これらは、生物調査の結果得られる、出現する生物の種類、固体数等のデータに基づいて実施することができる。しかし、干潟造成等の事業実施前では、水域の環境条件（立地条件）に関するデータしかなく、水域の環境条件に関するデータから事業実施後の種の多様性を予測する手法はなかった。
【０００８】
また、生物種ごとに、干潟や浅場等の生息環境を評価して、出現可能性を予測するには、生物種に対する環境耐性の既往研究データが少ないので、すべての生物種又は環境因子に対する出現種を評価するのは困難である。更に、生物種ごとの評価を行う方法では、計算が煩雑になる問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、水域の環境因子データのみから、干潟や浅場等の環境修復事業の実施後に定着する生物の出現種数（種の多様性）を効率的に予測し、あるいは前記生物の湿重量を効率良く予測して、前記環境修復事業による効果を定量的に評価できるようにし、水域の環境修復に有効な事業のための計画・設計に役立てることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、干潟や浅場等の水域に生息する生物の種数に関する場の適合度及び生物の種数を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物の種を、綱（Class）と、表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類したマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の種数に対する環境因子の適合度を評価するＳＩモデル及びこのＳＩモデルを統合したＨＳＩモデルにより、各成分の種数に関する場の適合度を０〜１で表現できるＨＳＩ値を算出するものである。
【００１１】
請求項２の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、請求項１に記載の方法において、ＳＩモデルで計算する環境因子が、次の４つのカテゴリー； 
１．底質：中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ）
２．地形：干出時間、標高又は水深、勾配
３．水理：シールズ数、底面剪断流速又は底面剪断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
に分類される環境項目からなる
【００１２】
請求項３の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、請求項１に記載の方法において、ＨＳＩモデルが、各環境因子の項目に対して算出したＳＩ値を使用して、次式（１）によりＨＳＩ値を算出するものである
ＨＳＩ値＝[底質のＳＩ値の最小値]×[地形のＳＩ値の最小値]×[水理のＳＩ値の最小値]×[水質のＳＩ値の最小値]・・・（１）
【００１３】
請求項４の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、干潟や浅場等の水域に生息する生物を、綱（Class）ごとに表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類した生物種数のマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の種数の全種数に占める割合を算出し、その値を各成分の種数の重み付け係数として、種数全体を予測するものである。
【００１４】
請求項５の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、請求項４に記載の方法において、マトリクス表における各成分に対して算出したＨＳＩ値に重み付け係数を乗じて合計し、場の全種数に対する生息場適合度を０〜１で表現できるｔＨＳＩ値を算出するものである。
【００１５】
請求項６の発明に係る水域の生物の多様性予測方法は、請求項５に記載の方法において、ｔＨＳＩ値に全種数を乗じて、場に出現する生物の全種数を予測するものである。
【００１６】
また、請求項７の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、干潟や浅場等の水域に生息する生物の湿重量（現存量）に関する場の適合度及び生物の湿重量を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物のうち、全湿重量に対して高い割合を占める生物種が明確である場合に、その生物種に対して、各生物種の湿重量を予測計算し、その合計値から全湿重量を予測算出するものである。
【００１７】
請求項８の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、干潟や浅場等の水域に生息する生物の湿重量（現存量）に関する場の適合度及び生物の湿重量を、場の環境因子に関するデータから算出するものであって、前記水域に生息する生物の種を、綱（Class）と、表在性、内在性、付着性及び下在性等の生息形態に分類したマトリクス表を作成し、このマトリクス表における各成分の湿重量を包括的に予測計算し、その合計値より全湿重量を予測算出するものである。
【００１８】
請求項９の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、請求項７に記載の方法により全湿重量に占める割合の高い生物種の湿重量に対して構築した環境因子、又は請求項８に記載の方法により作成したマトリクス表の各成分の湿重量に対して構築した環境因子の適合度を評価するＳＩモデル、及びこのＳＩモデルを統合したＨＳＩモデルにより、各成分の種数に関する場の適合度を０〜１で表現できるＨＳＩ値を算出するものである。
【００１９】
請求項１０の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、請求項９に記載の方法において、ＳＩモデルで計算する環境因子が、次の４つのカテゴリー； 
１．底質：中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ）
２．地形：干出時間、標高又は水深、勾配
３．水理：シールズ数、底面剪断流速又は底面剪断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
に分類される環境項目からなるものである。
なお、ここでいうシールズ数とは、底質を動かそうとする波による外力（底面剪断力）と、底質の自重による抵抗力との比を表し、波による底質の移動のしやすさを示す無次元量である。また、底面剪断力とは、上述のように、波によって底質に作用する外力であり、底面剪断流速は、底面剪断力により発生する流れの速さのことである。
【００２０】
請求項１１の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、請求項９に記載の方法において、ＨＳＩモデルが、各環境因子の項目に対して算出したＳＩ値を使用して、次式（１）によりＨＳＩ値を算出するものである。
ＨＳＩ値＝[底質のＳＩ値の最小値]×[地形のＳＩ値の最小値]×[水理のＳＩ値の最小値]×[水質のＳＩ値の最小値]・・・（１）
なお、ここでいう底質のＳＩ値の最小値とは、底質の各環境因子（中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ））のＳＩ値の最小値のことである。
【００２１】
請求項１２の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、請求項９に記載の方法において、ＨＳＩ値に、ＨＳＩ値＝１となる湿重量を乗じることにより、生物の湿重量を算出するものである。
【００２２】
請求項１３の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法は、請求項９に記載の方法において、事前調査により現地の標高別の生物の湿重量に関するデータから、マトリクス表における各成分の湿重量の、全湿重量に占める割合を算出し、これを前記各成分の湿重量の重み付け係数として、前記マトリクス表における各成分に対して算出したＨＳＩ値に乗じて合計し、全湿重量に対する生息場適合度を０〜１で表現できるｔＨＳＩ値を算出するものである。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１又は２の発明に係る水域の生物の多様性予測方法によれば、水域の環境因子データのみによって、干潟や浅場等の水域の環境修復事業の実施後に出現する生物の種数を効率的に予測したり、環境修復事業による効果を定量的に評価することができ、生物の種数に関する場の適合度を、地点ごとに０〜１までのＨＳＩ値によって相対的に評価することができる。
【００２４】
請求項３の発明に係る水域の生物の多様性予測方法によれば、干潟等の修復事業実施後の生物調査により得られた生物種データと及び環境因子データと照らし合わせることにより、生物種の変動が、環境因子のうちのどのような因子によって生じたかを、ＨＳＩ値又は各環境因子のＳＩ値から評価することができる。
【００２５】
請求項４，５又は６の発明に係る水域の生物の多様性予測方法によれば、水域全体の生物の種数に対する状態を定量的に表現でき、干潟造成等の事業の実施後の改善効果を定量的に評価又は予測することができる。
【００２６】
請求項７又は８の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法によれば、水域の環境因子データのみによって、干潟や浅場等の水域の環境修復事業の実施後に定着する生物の湿重量を効率的に予測したり、環境修復事業による効果を定量的に評価することができる。
【００２７】
請求項８の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法によれば、水域の環境因子データのみによって、干潟や浅場等の水域の環境修復事業の実施後に定着する生物の湿重量を、種別、綱別、および全生物に対して効率的に算出することができる。
【００２８】
請求項９又は１０の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法によれば、生物の湿重量に関する場の適合度を、地点ごとに０〜１までのＨＳＩ値によって相対的に評価することができる。そしてこのＨＳＩ値と場の面積を乗じることにより、水域全体の生物の湿重量に対する状態を定量的に表現でき、干潟造成等の事業の実施後の改善効果を定量的に評価又は予測することができる。
【００２９】
請求項１１又は１２の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法によれば、干潟等の修復事業実施後の生物調査により得られた湿重量データと照らし合わせることにより、生物の湿重量の変動が、環境因子のうちのどのような因子によって生じたかを、ＨＳＩ値又は各環境因子のＳＩ値から評価することができる。
【００３０】
請求項１３の発明に係る水域の生物の湿重量予測方法によれば、生物の湿重量に関する場の適合度を、地点ごとに０〜１までのｔＨＳＩ値によって相対的に評価することができる。そしてこのｔＨＳＩ値と場の面積を乗じることにより、水域全体の生物の湿重量に対する状態を定量的に表現でき、干潟造成等の事業の実施後の改善効果を定量的に評価又は予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
［水域の生物の多様性予測方法］
以下、本発明に係る水域の生物の多様性予測方法について、詳細に説明する。図１は、干潟や浅場等の水域に生息する生物の生息形態を示す説明図、図２は、本発明に係る水域の生物の多様性予測方法を実施するための処理の流れを示す説明図である。
【００３２】
図１に示されるように、干潟や浅場等の水域にはさまざまな生物が生息しており、このうち、１０１は、水域の土壌２０１の表面を這い回って生息する表在性動物であり、１０２は、水域の土壌２０１内で生息する内在性動物であり、１０３は、水域の岩２０２などの表面に付着して生息する付着性動物であり、１０４は、岩２０２などの下に隠れて生息する下在性動物である。
【００３３】
そして、本発明に係る水域の生物の多様性予測方法においては、図２に示されるように、まずステップＳ１において、干潟造成等の事業の対象となる水域に生息する生物のリストを作成する。詳しくは、このステップＳ１におけるステップＳ１ａで、作成の元データは、事業の事前調査を実施するか、または過去の調査記録等を使用し、この生物リストに基づいて、綱（Class）ごとに、先に説明した表在性、内在性、付着性、下在性などの生息形態で分類し、該当する生物の種類数を算出して、次の表１に示されるようなマトリクス表を作成する。
【表１】
2006280226.tif 000003
【００３４】
また、ステップＳ１におけるステップＳ１ｂでは、表１の各成分の合計値（全種数）に対する各成分の割合をパーセントで表し、次の表２に示されるような重み付けマトリクス表を作成する。なお、表２において、Ｔ＝Σai+・・・・+Σliである。
【表２】
2006280226.tif 000004
【００３５】
次に、ステップＳ２において、既述の表１及び表２に示される生物種マトリクス表の各成分の生息場適合度指数（ＨＳＩ値）を算出する。この場合、まず干潟造成等の事業実施前の事前調査データに基づいて、事業計画区域内の地点別に環境因子を次の様な４つのカテゴリーに分類し、データ整理する。
〔環境因子〕
１．底質：中央粒径(Ｄ５０)、シルト・粘土含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位(Ｅｈ又はＯＲＰ)
２．地形：干出時間または標高（水深）、勾配
３．水理：シールズ数、底面せん断流速又は底面せん断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
なお、ここでいうシールズ数とは、底質を動かそうとする波による外力（底面剪断力）と、底質の自重による抵抗力との比を表し、波による底質の移動のしやすさを示す無次元量である。また、底面剪断力とは、上述のように、波によって底質に作用する外力であり、底面剪断流速は、底面剪断力により発生する流れの速さのことである。
【００３６】
そして、ステップＳ２におけるステップＳ２ａでは、環境因子ごとに、表１及び表２に示される生物種マトリクス表の成分ごとに構築したＳＩモデルで種数に対するＳＩ値を算出する。図３は、二枚貝綱の内在性動物の種数（表１におけるi2）に関するＳＩ値の算出例を示すものである。
【００３７】
また、ステップＳ２におけるステップＳ２ｂでは、既述の表１及び表２に示される生物種マトリクス表の各成分のＨＳＩ値を次式（１）により算出する。
ＨＳＩ値＝[底質のＳＩ値の最小値]×[地形のＳＩ値の最小値]×[水理のＳＩ値の最小値]×[水質のＳＩ値の最小値]・・・（１）
なお、ここでいう底質のＳＩ値の最小値とは、底質の各環境因子（中央粒径（Ｄ５０）、シルト・粘度含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位（Ｅｈ又はＯＲＰ））のＳＩ値の最小値のことである。
【００３８】
そして、ＨＳＩ値の計算結果から、次の表３に示されるようなマトリクス表を作成する。
【表３】
2006280226.tif 000005
【００３９】
次に、ステップＳ３において、計画地点の生物の全種数に関する生息場適合度指数（ｔＨＳＩ値）及び全種数の算出を行う。詳しくは、このステップＳ３におけるステップＳ３ａでは、次の表４に示されるように、既述の表３のＨＳＩ値と、既述の表２の重み付け係数を各成分同士で乗じる。
【表４】
2006280226.tif 000006
【００４０】
そして、ステップＳ３におけるステップＳ３ｂでは、全ての成分値を集計し、計画地点の生物の全種数に対する生息場の適合度を０〜１の指標（ｔＨＳＩ値）で評価する。このｔＨＳＩ値は、次式により求められる。
ｔＨＳＩ値＝Σai/Ｔ×Ａi+・・・・・・Σli/Ｔ×Ｌi
【００４１】
そして、場のｔＨＳＩ値に水域の面積を乗じることによって、水域全体の種数に対する価値を定量的に評価する。例えば、干潟造成等の水域の環境修復事業において、事業実施前と事業実施後の種数の増加効果を評価する場合、水域全体の改善効果を、次式によって、種数に関する価値（ＨＵ値）を算出することによって評価することができる。
場（ｉ地点）の種数に関する価値（ＨＵｉ値）＝［ｔＨＳＩ値］×［面積］
＝［種数に対する場の適合度：０〜１］×［面積］
水域全体の種数に関する価値＝ΣＨＵｉ
【００４２】
そして、全種数とｔＨＳＩ値を乗じるか、又は表３のマトリクス表において、各成分値（ＨＳＩ値０〜１）に表１の生物種リストのマトリクス表内における各成分の種数を乗じて集計し、次式により、地点ごとの出現種数を算出する。
場の生物の全種数＝Ｔ×ｔＨＳＩ値
又は
場の生物の全種数＝ΣaiＡi+・・・・・+ΣliＬi
【００４３】
上述の計算により算出された値から、次のような評価及び予測が可能である。まず、出現生物種の全種数に関する場の適合度指数であるｔＨＳＩ値は、事業実施前後の場の全種数に関する適合性を０〜１の指標で評価することができる。また、出現生物種数に関する水域全体の機能（価値）であるΣＨＵiは、事業実施前後の水域の全種数に対する評価に適用でき、事業実施後にモニタリングを行うことにより、全種数（生物多様性）に対する生息場の状態を評価する場合にも活用できる。また、場の全種数は、事業実施前後の全種数の予測に活用することができる。
【００４４】
［水域の生物の湿重量予測方法］
次に、本発明に係る水域の生物の湿重量予測方法について、詳細に説明する。まず図４は、本発明に係る水域の生物の湿重量予測方法を実施するための基本的な処理の流れを示す説明図である。
【００４５】
この方法においては、水域に生息する生物の現存量を湿重量で評価し、図４に示されるように、事前調査で得られた生物種別の湿重量データ（ステップＳ１１）において、場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種が明確である場合は、それらの生物種の湿重量に対する予測計算を行い、その合計値から全湿重量を算出する（ステップＳ１２）。
【００４６】
また、場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種が明確でない場合は、生物を種類ごとに生物の綱（Class）と生息形態別に分類し、各分類された生物種の湿重量の合計値に対する予測計算を行い、合計値より全湿重量を算出する（ステップＳ１３）。生物の生息形態は、例えば先の図１に示すような表在性動物１０１、内在性動物１０２、付着性動物１０３、下在性動物１０４の４つに分類して示す。
【００４７】
図５は、上記ステップＳ１２において、場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種により、生物種別湿重量予測を実行するための処理の流れを示す説明図である。
【００４８】
まず、ステップＳ１２１において、生物の生息に影響を及ぼす環境条件（環境因子）のデータを、先に説明したような４つのカテゴリーに分類し、地点別にデータを整備する。
〔環境因子〕
１．底質：中央粒径(Ｄ５０)、シルト・粘土含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位(Ｅｈ又はＯＲＰ)
２．地形：干出時間または標高（水深）、勾配
３．水理：シールズ数、底面せん断流速又は底面せん断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
【００４９】
次に、ステップＳ１２２において、全湿重量に占める割合の高い生物種を数種選定し、ステップＳ１２３において、生物の湿重量に対して各環境因子について構築したＳＩモデルによって、湿重量に関する適合度指数であるＳＩ値を算出する。図６は、ＳＩモデルによるアサリの湿重量に関するＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【００５０】
次に、ステップＳ１２４において、生物の湿重量に対する各環境因子のＳＩ値より、ＨＳＩ値を、先に説明した式（１）により算出する。図７は、アサリの湿重量に関するＨＳＩ値の算出例を示す説明図である。この図７のように、算出されたＨＳＩ値が、湿重量と相関関係を有するように、ＨＳＩモデルを構築する。
【００５１】
次に、ステップＳ１２５において、ＨＳＩ値＝１となるような湿重量をＨＳＩ値に乗じることにより、生物の湿重量を算出する。ＨＳＩ値＝１に対応する湿重量は、水域により異なるので、事前調査の段階で環境因子データおよび生物現存量データを取得し、これを把握して行う。
【００５２】
そして、場の生物湿重量の大部分を占める生物種に対しても、上記ステップＳ１２１〜Ｓ１２５と同様の処理を実行することによって、ＨＳＩ値及び湿重量を算出し、合計して全湿重量を算出する。
【００５３】
一方、場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種が明確でない場合に、先に説明した図４のステップＳ１３において、生物種の綱（Class）別、生息形態別の湿重量を予測する方法（生物湿重量包括予測手法）が採用される。生物湿重量包括予測手法は、生物の綱（Class）別の種類を生息形態に分類し、綱別、生息形態別に分類された生物種の全湿重量に対する生息場適合度を評価し、湿重量を予測する手法である。図８は、この生物湿重量包括予測手法を実行するための処理の流れを示す説明図である。
【００５４】
まず、ステップＳ１３１では、先の図５で説明した生物種別湿重量予測手法と同様、生物の生息に影響を及ぼす環境条件（環境因子）のデータを、先に説明したような４つのカテゴリーに分類し、地点別にデータを整備する。
〔環境因子〕
１．底質：中央粒径(Ｄ５０)、シルト・粘土含有率、砂含有率、礫含有率、強熱減量、ＣＯＤｓｅｄ、硫化物量、酸化還元電位(Ｅｈ又はＯＲＰ)
２．地形：干出時間または標高（水深）、勾配
３．水理：シールズ数、底面せん断流速又は底面せん断力
４．水質：実用塩分、溶存酸素濃度、水温
【００５５】
また、綱（Class）ごとに、先に説明した表在性動物１０１、内在性動物１０２、付着性動物１０３、下在性動物１０４などの生息形態に分類し、次の表５に示されるようなマトリクス表を作成する。
【表５】
2006280226.tif 000007
【００５６】
次に、ステップＳ１３２において、上記表５に示される生物種マトリクス表の各成分の湿重量に対して、各環境因子について構築したＳＩモデルによって、湿重量に関する適合度指数であるＳＩ値を算出する。図９は、ＳＩモデルによる二枚貝綱の内在性動物の湿重量に関するＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【００５７】
次に、ステップＳ１３３において、生物の湿重量に対する各環境因子のＳＩ値より、上記表５に示される生物種マトリクス表の各成分のＨＳＩ値を、先に説明した式（１）により算出し、その算出結果を、次の表６に示されるように、マトリクス表にする。
【表６】
2006280226.tif 000008
【００５８】
次に、ステップＳ１３４において、ＨＳＩ値＝１となるような湿重量をＨＳＩ値に乗じることにより、生物の湿重量を算出し、その算出結果を、次の表７に示されるように、マトリクス表にする。先に説明したように、ＨＳＩ値＝１に対応する湿重量は、水域により異なるので、事前調査の段階で環境因子データおよび生物現存量データを取得し、これを把握して行う。
【表７】
2006280226.tif 000009
【００５９】
ここで、場の全生物種の生息場適合度指数（ｔＨＳＩ値）及び全湿重量の算出を行う。この場合、まず上記ステップＳ１３４で作成した表７の湿重量マトリクス表の値を合計して、次式により場の生物の全湿重量（T:g/m2）を算出する。
T:g/m2＝ΣＡi+・・・・・・ΣＬi
【００６０】
また、例えば、潮上帯、潮間帯、浅場（水深１ｍ以下）等の地盤高別に、上記ステップＳ１３４で作成した表７の湿重量マトリクス表の値の平均値を算出し、その合計値に対する割合（％）を算出して、次の表８のような、地盤高別の重み付け係数マトリクス表を作成する。
【表８】
2006280226.tif 000010
【００６１】
次に、地盤高別に、表６のマトリクス表におけるＨＳＩ値に、表８の重み付け係数を成分同士で乗じることによって、全湿重量に対する重み付けを考慮したＨＳＩ値を算出し、次の表９のようなＨＳＩ値マトリクス表を作成する。
【表９】
2006280226.tif 000011
【００６２】
更に、全ての成分のＨＳＩ値を合計し、全湿重量に対する生息場の適合度を０〜１の指標（ｔＨＳＩ値）で評価する。この場合のｔＨＳＩ値は、計画地点の生物の全湿重量に関するＨＳＩ値であり、次式で求められる。
ｔＨＳＩ値＝ΣＡi/Ｔ×ai+・・・・・・ΣＬi/Ｔ×ai
【００６３】
そして、場のｔＨＳＩ値に水域の面積を乗じることによって、水域全体の生物の湿重量に対する価値を定量的に評価する。例えば、干潟造成等の水域の環境修復事業を実施する場合、事業実施前と事業実施後の全湿重量の増加効果を評価する場合、水域全体の改善効果を、次式を用い、湿重量に関する価値（ＨＵ値）を算出することによって評価することができる。
場（ｉ地点）の種数に関する価値（ＨＵｉ値）＝［ｔＨＳＩ値］×［面積］
＝［湿重量に対する場の適合度：０〜１］×［面積］
水域全体の湿重量に関する価値＝ΣＨＵｉ
【００６４】
上述の計算により算出された値から、次のような評価及び予測が可能である。まず、出現生物の全湿重量に関する場の適合度指数であるｔＨＳＩ値は、事業実施前後の場の全湿重量に関する適合性を０〜１の指標で評価することができる。また、出現生物の全湿重量に関する水域全体の機能（価値）であるΣＨＵiは、事業実施前後の水域の全湿重量に対する評価に適用でき、事業実施後にモニタリングを行うことにより、全湿重量（生物の現存量）に対する生息場の状態を評価する場合にも活用できる。また、場の全湿重量は、事業実施前後の全湿重量の予測や、事業実施後のモニタリングにおける評価の指標として活用することができる。
【実施例】
【００６５】
以下、浜名湖人工干潟の実証実験区域において生物の湿重量予測を行った実施例について説明する。
【００６６】
１９９９年７月に浜名湖の松見ケ浦で造成した人工干潟（人工干潟Ａ，Ｂ）及び実験区域内の自然干潟（自然干潟Ａ，Ｂ）について、１９９９年７月〜２００４年１１月まで年４回の頻度で干潟、浅場（水深１ｍ以下）、浅場（水深２ｍ以上）について底生動物及び環境因子に関する調査を行った。この実施例では、生物湿重量予測手法を検証するため、生物種別湿重量予測手法および生物湿重量包括予測手法の両方で実施した。
【００６７】
場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種（優占種）により全湿重量を評価する手法（生物種別現存量予測手法）においては、まず、湿重量の多い生物種の選定を行った。人工干潟造成後の調査の結果、湿重量の著しく多い生物種は、次のとおりであった。また、調査期間中の全湿重量に占める割合は、平均値７４．３％であった。
二枚貝綱：アサリ、シオフキガイ、ユウシオガイ、ホトトギスガイ、ヒメシラトリガイ
腹足類：  ウミニナ、タマキビガイ
多毛綱：  多毛綱の全種類の湿重量合計値で評価
顎脚綱：  フジツボ類の全種類の湿重量合計値で評価
軟甲綱：  ユビナガホンヤドカリ
【００６８】
場の環境因子データに関する各生物の適合度を評価し（適合度指数：ＳＩ値の算出）、生物ごとに各環境因子に対して構築したＳＩモデルを用いて、人工干潟（干潟および浅場）造成前と造成後のＳＩ値を算出した。先に説明した図６に示されるＳＩ値算出例は、このときに算出したものである。
【００６９】
生物の湿重量に対する各環境因子のＳＩ値から、先に説明した式（１）によりＨＳＩ値を算出した。図１０は、各生物について地点別のＨＳＩ値の算出結果の一部を示すもので、この図１０から明らかなように、算出されたいずれのＨＳＩ値も、湿重量と相関関係があることが確認された。
【００７０】
地点別の各生物種のＨＳＩ値に、ＨＳＩ値＝１に対応する湿重量を乗じて、各生物の湿重量を算出した。次の表１０は、上記図１０のＨＳＩ値算出結果に対する湿重量の算出結果（推算値）及び調査値（実測値）を示すものである。
【表１０】
2006280226.tif 000012
【００７１】
また、図１１は、生物種別の湿重量における合計値の調査値と推算値との相関関係を示すものである。この図１１から明らかなように、生物種別の湿重量予測手法による地点別の環境因子のデータから、全湿重量を推算できることが確認された。
【００７２】
次に、生物種の綱（Class）別、生息形態別の湿重量を予測する手法（生物湿重量包括予測手法）においては、まず、浜名湖人工干潟実証実験での生物リスト（湿重量データ）に基づいて、次の表１１に示されるように、綱（Class）ごとに生息形態で分類し、地盤高別に記入したマトリクス表を作成した。
【表１１】
2006280226.tif 000013
【００７３】
次に、上記表１１に示されるマトリクス表の各成分の湿重量に対して、各環境因子について構築したＳＩモデルによって、湿重量に関する適合度指数（ＳＩ値）を算出した。先に説明した図９に示されるＳＩ値算出例は、このときに算出したものである。
【００７４】
次に、場の生物種マトリクス表の各成分のＨＳＩ値をＳＩ値より算出し、マトリクス表を作成した。すなわち、上記表１１に示される湿重量の調査結果から、ここでは湿重量の著しく多かった内在性多毛綱、表在性腹足綱、内在性二枚貝綱、付着性二枚貝綱、表在性軟甲綱、内在性軟甲綱の６成分について、ＨＳＩ値および湿重量を推算した。次の表１２は、一例として、人工干潟Ａの潮間帯におけるＨＳＩ値の算出結果を示すマトリクス表である。
【表１２】
2006280226.tif 000014
【００７５】
次に、ＨＳＩ値＝１に対応する湿重量を乗じることによる生物の湿重量の算出においては、ＨＳＩ値＝１に対応する湿重量は水域により異なるため、事前調査の段階で環境因子データ及び生物湿重量データを取得し、これを把握して行った。次の表１３は、算出結果の一部を示すものである。
【表１３】
2006280226.tif 000015
【００７６】
次に、場の全湿重量の算出においては、表１３の湿重量マトリクス表の値を合計して、場の湿重量を算出した。図１２は、全湿重量合計値の調査値と推算値との相関関係を示すものである。この図１２から明らかなように、環境因子のデータから、生物現存量包括予測手法によって、全湿重量を推算できることが確認された。
【００７７】
次に、場の全湿重量に対するＨＳＩ値（ｔＨＳＩ値）の算出においては、例えば、潮上帯、潮間帯、浅場（水深1ｍ以下）等の地盤高別に、事前調査等で把握したマトリクス表の成分が全湿重量に占める割合（％）と、上述の表１２で算出したＨＳＩ値のマトリクス表の値を、地盤高別に乗じて各成分のＨＳＩ値を合計し、全湿重量に対するＨＳＩ値（ｔＨＳＩ値）を算出した。表１４は、地盤高別重み付け係数マトリクス表を示すものであり、表１５は、ｔＨＳＩ値の計算結果を示すものである。また、図１３は、ｔＨＳＩ値と全湿重量（調査値）との関係を示す説明図である。これらから明らかなように、全湿重量に関する生息場適合度指数（ｔＨＳＩ値）は、全湿重量と相関性が高いことが確認された。
【表１４】
2006280226.tif 000016
【表１５】
2006280226.tif 000017
【００７８】
計画区域の全湿重量は、以下のようにして予測した。まず、全湿重量のｔＨＳＩ値による評価は、計画区域内をメッシュで分割し、各メッシュにおける全湿重量のｔＨＳＩ値を先に説明した要領で求めた。図１４は、浜名湖松見ケ浦の人工干潟実証実験区域の平面図であり、図１５は、人工干潟造成前の生物現存量包括予測モデルの算出結果、図１６は、人工干潟造成後の生物現存量包括予測モデルの算出結果を示すものである。
【００７９】
人工干潟造成前後の生物の全湿重量の改善効果は、各メッシュのｔＨＳＩ値とメッシュの面積を乗じて、実験区域全体の合計値（これをＨＵ値とする）を比較して評価した。本実施例では、１メッシュ２５ｍ２（５ｍ×５ｍ）であるため、各メッシュのｔＨＳＩ値に乗じてＨＵ値を算出した。また、各メッシュのＨＵ値を合計して、ΣＨＵi値を算出した。図１５と図１６の比較から明らかなように、本実施例によれば、人工干潟（干潟、浅場）の造成によって、全湿重量が増加することが示された。
【００８０】
また、全湿重量による評価においては、表１３の計算と同様にして、各メッシュ内の環境因子データに対する全湿重量を算出した。図１７は、人工干潟造成前の全湿重量推算結果、図１８は、人工干潟造成後の全湿重量推算結果を示すものである。本実施例では、上述のと同様に人工干潟（干潟、浅場）造成により、全湿重量が増加することが示された。
【００８１】
以上説明したように、浜名湖松見ケ浦における人工干潟実証実験の調査データを使用して、調査地点ごとの環境因子データからマクロベントスの全湿重量を算出し、評価・予測する手法を検証した上述の実施例によれば、次のような結果が得られた。
【００８２】
生物種別湿重量予測手法では、各生物種に対する湿重量の推算値と調査値が概ね一致しており、環境因子からの現存量の予測が可能であることが確認された。また、湿重量に対するＨＳＩ値は、湿重量と相関性が高く、干潟造成等の事業実施に伴う生物湿重量に対する改善効果を０〜１の指標（ＨＳＩ値）で評価することが可能と考えられる。
【００８３】
生物湿重量包括予測モデルでは、生物種を綱（Class）別に生息形態で分類して、各分類に属する生物を包括的に捉えて湿重量の予測を行った。その結果、推算値と調査値が概ね一致し、本手法による場の環境因子データからの湿重量の予測が可能であることが確認された。また、全湿重量に対するｔＨＳＩ値は、湿重量と相関性が高く、干潟造成等の事業実施に伴う生物湿重量に対する改善効果を０〜１の指標（ＨＳＩ値）で評価することが可能と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】干潟や浅場等の水域に生息する生物の生息形態を示す説明図である。
【図２】本発明に係る水域の生物の多様性予測方法を実施するための処理の流れを示す説明図である。
【図３】二枚貝綱の内在性動物の種数（表１におけるi2）に関するＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【図４】本発明に係る水域の生物の湿重量予測方法を実施するための基本的な処理の流れを示す説明図である。
【図５】場に生息する生物の全湿重量に占める割合が著しく高い生物種により、生物種別湿重量予測を行うための処理の流れを示す説明図である。
【図６】ＳＩモデルによるアサリの湿重量に関するＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【図７】アサリの湿重量に関するＨＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【図８】生物湿重量包括予測手法を実行するための処理の流れを示す説明図である。
【図９】ＳＩモデルによる二枚貝綱の内在性動物の湿重量に関するＳＩ値の算出例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例として、各生物について地点別のＨＳＩ値の算出結果の一部を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例として、生物種別の湿重量における合計値の調査値と推算値との相関関係を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例として、生物湿重量包括予測手法による全湿重量合計値の調査値と推算値との相関関係を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例として、ｔＨＳＩ値と全湿重量（調査値）との関係を示す説明図である。
【図１４】浜名湖松見ケ浦の人工干潟実証実験区域の平面図である。
【図１５】本発明の実施例として、人工干潟造成前の生物現存量包括予測モデルの算出結果を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施例として、人工干潟造成後の生物現存量包括予測モデルの算出結果を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施例として、人工干潟造成前の全湿重量推算結果を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施例として、人工干潟造成後の全湿重量推算結果を示す説明図である。
【図１】
2006280226.tif 000018
【図２】
2006280226.tif 000019
【図３】
2006280226.tif 000020
【図４】
2006280226.tif 000021
【図５】
2006280226.tif 000022
【図６】
2006280226.tif 000023
【図７】
2006280226.tif 000024
【図８】
2006280226.tif 000025
【図９】
2006280226.tif 000026
【図１０】
2006280226.tif 000027
【図１１】
2006280226.tif 000028
【図１２】
2006280226.tif 000029
【図１３】
2006280226.tif 000030
【図１４】
2006280226.tif 000031
【図１５】
2006280226.tif 000032
【図１６】
2006280226.tif 000033
【図１７】
2006280226.tif 000034
【図１８】
2006280226.tif 000035