(57)【要約】      （修正有）【課題】海域中のサンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価できる手段を提供する。【解決手段】サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法であって、位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて前記適性度を評価する手順を含むサンゴ生育地適性評価方法を提供する。候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいてサンゴ生息地としての適性度を評価することにより、海域中の各位置における水深方向の適性評価が可能となり、サンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価できる。また、ハビタット適性指数に基づいて適性度を評価する構成にしてもよい。その場合、有義波底面軌道流速振幅、流速ベクトル絶対値平均、最大有義波底面軌道流速振幅、残差流速、光量子量の各適性指数モデルを用いてハビタット適性指数を算出する。【選択図】図１
2015116153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法であって、
位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて前記適性度を評価する手順を含むサンゴ生育地適性評価方法。
【請求項２】
前記有義波の底面軌道流速振幅を、前記候補地点における有義波のエネルギー平均波高、有義波の平均周期、及び、水深より算出する請求項1記載のサンゴ生育地適性評価方法。
【請求項３】
前記有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する手順、及び、該有義波底面軌道流速振幅適性指数を用いてハビタット適性指数を算出する手順を含み、該ハビタット適性指数に基づいて適性度を評価する請求項1又は請求項2記載のサンゴ生育地適性評価方法。
【請求項４】
前記候補地点における流速ベクトルの絶対値の平均を適性指数に置換し、流速ベクトル絶対値平均適性指数を取得する手順をさらに含み、前記ハビタット適性指数の算出の際、前記有義波底面軌道流速振幅適性指数と前記流速ベクトル絶対値平均適性指数を二乗平均して得られた数値を用いる請求項3記載のサンゴ生息地適性評価方法。
【請求項５】
前記候補地点における最大有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、最大有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する手順、前記候補地点における残差流速を適性指数に置換し、残差流速適性指数を取得する手順、前記候補地点における光量子量を適性指数に置換し、光量子量適性指数を取得する手順、のいずれか又は複数を含み、
前記ハビタット適性指数の算出の際、前記最大有義波底面軌道流速振幅適性指数、前記残差流速適性指数、前記光量子量適性指数のいずれか又は複数をさらに用いる請求項3又は請求項4記載のサンゴ生息地適性評価方法。
【請求項６】
「数7」に示す数式によりハビタット適性指数を算出する手順を含む請求項3〜5のいずれか一項記載のサンゴ生育地適性評価方法。
【数７】
2015116153.tif 000009
【請求項７】
請求項1〜6のいずれか一項記載のサンゴ生育地適性評価方法によりサンゴ生息地としての適性度が高いと評価された地点にサンゴを定着させる工程を含むサンゴ礁再生方法。
【請求項８】
サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価システムであって、
位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて前記適性度を評価する構成を備えたサンゴ生育地適性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法及びサンゴ生育地適性評価システム、並びに前記評価でサンゴ生息地としての適性度が高かった地点にサンゴを定着させるサンゴ礁再生方法などに関連する。より詳細には、位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法及びサンゴ育成地適性評価システム、並びに前記評価でサンゴ生息地としての適性度が高かった地点にサンゴを定着させるサンゴ礁再生方法などに関連する。
【背景技術】
【０００２】
サンゴ礁は、造礁サンゴなどによって形成された石灰質骨格が長い時間をかけて積み重なって造られているとともに、サンゴ群体の形成が継続している生物地形である。サンゴ礁には多種多様な生物が高い密度で共存しており、サンゴ礁は、海域における生物多様性の高い生態系の創出に重要な役割を果たしている。また、サンゴ礁は、津波や台風などの高波浪を砕波し、海岸線を保全する機能を果たしているほか、美しく変化に富んだ景観を有しており、観光資源としても重要である。
【０００３】
近年、沿岸開発、土砂・生活排水の流入などによる海水汚濁、地球温暖化などの影響、オニヒトデなどの食害などにより、多くのサンゴ礁が急速に破壊され、又は、危機に瀕しており、大きな問題となっている。
【０００４】
それに対し、サンゴ礁の再生・保全に関心が集まっており、いくつかの試みが提案されている。そのうち、サンゴ礁再生の試みは、主に、サンゴの移植又はサンゴ着生基盤の設置などによるものである。
【０００５】
サンゴ再生の際には、サンゴの定着しやすい場所を選定する必要がある。しかし、サンゴの生育に影響を与える環境因子は多数あり、また各環境因子の重要度や影響の度合いも充分に解明されていない部分があるため、どの環境因子がサンゴにどの程度の影響を与えるかを予測することは容易ではない。そのため、どの場所がサンゴの生育に適しているかどうかの評価は難しく、実際には、多くの場合、サンゴ礁の再生場所の選定は、経験的な勘に頼って行う場合が多い。
【０００６】
なお、非特許文献1では、エダミドリイシを指標動物として取り上げ、水交換と底質の巻き上げの観点から、HSI（Habitat  Suitability  Index；ハビタット適性指数）モデルの構築とそれによる最適生息条件の評価を試みている。また、非特許文献2では、那覇港を対象に、濁り、波浪、岸・河口からの距離、対面方位からのHSIモデルの構築を試みている。その他、特許文献1〜4には、ハビタットモデルによる生態系の定量評価方法などが、非特許文献3には、サンゴ礁形成要因としてのサンゴの成長量に与える物理環境の影響が、それぞれ記載されている。なお、非特許文献4及び5はサンゴと光量子量との関係に関する文献である。
【特許文献１】特開2013-16813号公報
【特許文献２】特開2012-212209号公報
【特許文献３】特開2011-165112号公報
【特許文献４】特開2004-272890号公報
【非特許文献１】「沿岸域の自然再生計画における順応的管理へのHSIモデルの適用性」、安芸浩資、中野晋、内田紘臣、岩瀬文人、御前洋；海洋開発論文集第23巻pp501-506、2007年7月
【非特許文献２】内閣府沖縄総合事務局、技術カルテNo.4、「ハビタット適性指数（HSI）モデル」
【非特許文献３】「サンゴ礁形成要因としてのサンゴの成長量に与える物理環境の影響」、青田徹、綿貫啓、柴田早苗、熊谷航、灘岡和夫、三井順、岩井研二、谷口洋基、大森信；海工論文集第51巻pp1071-1075（2004）
【非特許文献４】「内湾性サンゴ種の遷移と海底光量子量の関係」中野晋、清水里香、安芸浩資；海洋開発論文集第55巻pp1111-1115、2008年
【非特許文献５】C.S.  Yentsch  et  al,  “Sunlight  and  transparency:  cornerstones  in  coral  research”;Journal  of  Experimental  Marine  Biology  and  Ecology  268(2002)171-183
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、どの場所がサンゴの生育に適しているかどうかの予測・評価は難しく、実際には、多くの場合、サンゴ礁の再生場所の選定は、経験的な勘に頼って行う場合が多い。また、現状においては、元々サンゴ礁が形成されていた場所以外でサンゴ礁を再生させることは非常に難しく、サンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価する手段が求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、海域中のサンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価できる手段を提供することなどを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、サンゴ生育地としての適性度を評価する場合において、有義波の底面軌道流速振幅が、水深方向でのサンゴ生育候補地の適性評価に特に有効な環境因子であることを新規に見出すとともに、有義波の底面軌道流速振幅を用いたサンゴ生育地の適性評価手段を独自に構築することに成功した。
【００１０】
そこで、本発明は、サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法であって、位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて前記適性度を評価する手順を含むサンゴ生育地適性評価方法を提供する。
【００１１】
候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいてサンゴ生息地としての適性度を評価することにより、海域中の各位置における水深方向の適性評価が可能となり、サンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価できる。
【００１２】
例えば、有義波の底面軌道流速振幅を、前記候補地点における有義波のエネルギー平均波高、有義波の平均周期、及び、水深より算出することができる。従って、例えば、候補地点における波高及び周期の実測値又は推算値を取得できれば、その地点におけるサンゴ生息地としての適性度を水深ごとに予測・評価することができるため、サンゴの生育に最適な位置だけでなく、最適な水深も予測・評価することができる。
【００１３】
また、本発明では候補地点における波高及び周期を取得することによりサンゴ生育地の高精度な適性評価を行うことが可能なため、例えば、港湾に水中構造物を建造する場合などにおいて、工事着工予定地における地形データ、風データ、潮汐データ、有義波の平均周期データなどに基づいて水中構造物が建造された後の波高及び周期の変化を予測し、その推算値を用いてサンゴ生息地としての適性度を評価することにより、水中構造物建造後におけるサンゴ生育の適性地点を予め予測・評価することができるほか、水中構造物設計時にサンゴ生育の適性度の高い建造場所・方向・形状などを探索し、サンゴ生育に適した水中構造物を設計することもできる。
【００１４】
本発明は、例えば、有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する手順、及び、該有義波底面軌道流速振幅適性指数を用いてハビタット適性指数を算出する手順を含み、該ハビタット適性指数に基づいて適性度を評価する構成にしてもよい。
【００１５】
有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、ハビタット適性指数に基づいて適性度を評価することにより、サンゴ生育地としての適性度の評価を0〜1.0の間で数値化できるほか、他の環境因子による影響を加えた評価ができるようになるため、サンゴの生育に適した地点をより高精度に予測・評価できるようになる。
【００１６】
その際、例えば、候補地点における流速ベクトルの絶対値の平均を適性指数に置換し、流速ベクトル絶対値平均適性指数を取得する手順をさらに含み、前記ハビタット適性指数の算出の際、前記有義波底面軌道流速振幅適性指数と前記流速ベクトル絶対値平均適性指数を二乗平均して得られた数値を用いるようにしてもよい。
【００１７】
この場合、波浪と流れのいずれかの適性指数が高ければサンゴが生育可能であり、両方の適性指数が最大（1.0）の場合に最も生育環境が優れているという評価となる。これにより、実際のサンゴの生態に則した評価が可能になるため、サンゴの生育に適した地点の予測・評価の精度をより向上できる。
【００１８】
上記に加えて、例えば、候補地点における最大有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、最大有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する手順、候補地点における残差流速を適性指数に置換し、残差流速適性指数を取得する手順、候補地点における光量子量を適性指数に置換し、光量子量適性指数を取得する手順、のいずれか又は複数を含み、ハビタット適性指数の算出の際、最大有義波底面軌道流速振幅適性指数、残差流速適性指数、光量子量適性指数のいずれか又は複数をさらに用いるようにしてもよい。
【００１９】
これにより、複数の環境因子による影響をサンゴ生息地の適性評価に反映できるため、サンゴの生育に適した地点をさらに高精度に予測・評価できるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、海域中のサンゴの生育に適した地点を高精度に予測・評価することができる。本発明では、海域中の各位置における水深方向の適性評価が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜本発明に係るサンゴ生育地適性評価方法について＞
以下、図1を用いて、本発明に係るサンゴ生育地適性評価方法の例を説明する。なお、図1は例示であり、本発明は、サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価方法であって、位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいてサンゴ生育地としての適性度を評価する手順を少なくとも含むものを広く包含し、全手順を備えるもののみに狭く限定されない。また、本発明は、他の手順が含まれること、一部の手順の順序が異なること、一部の手順が含まれないことなどによっても、狭く限定されない。その他、本発明は、プログラムなどで記述することにより、その処理を自動化することができる。
【００２２】
図1は、本発明に係るサンゴ生育地適性評価方法の例を示すフロー図である。
【００２３】
図1では、有義波の底面軌道波流速振幅、流速ベクトルの絶対値の平均、最大有義波の底面軌道流速振幅、残差流速、光量子量の各データを取得し（手順S1）、各データを適性指数に置換して各適性指数を取得し（手順S2）、各適性指数を用いてハビタット適性指数を算出する（手順S3）という各手順を一回又は用いる取得データを変更しながら繰り返し行い、算出されたハビタット適性指数に基づいてサンゴ生息地としての適性評価を行う（手順S4）。
【００２４】
有義波のエネルギー平均波の底面軌道波流速振幅は、有義波浪によって起こる水粒子の振動流の流速のピーク値であり、波浪の影響を加味する上で重要な要素と考えられ、特に、栄養塩の取り込み、餌の供給、有害物質の排出、排出した粘液の除去、光阻害の抑制、酸素供給などの面で、サンゴに影響を与える環境因子の一つとして重要であると推測される。
【００２５】
有義波の底面軌道波流速振幅の取得（手順S11）は、例えば、候補地点における有義波のエネルギー平均波高、有義波の平均周期、及び、水深より算出することで行うことができる。従って、波浪データ、例えば、波高及び周期の実測値、若しくは地形データ、風データ、潮汐データ、有義波の平均周期データなどから演算により取得された波高及び周期の推算値を取得することにより、想定される水深ごとの有義波の底面軌道波流速振幅をそれぞれ算出することができる。
【００２６】
位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいてサンゴ生育地としての適性度を評価する場合の一つの方法として、ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用する場合は、有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する（手順S21）。
【００２７】
有義波の底面軌道流速振幅から有義波底面軌道流速振幅適性指数への置換は、予め作成された有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデル（Suitable  Index  Model）に基づいて有義波の底面軌道流速振幅の値に対応する適性指数に置換することにより行うことができる。有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルは、例えば、予め取得された海域の各地点における有義波の底面軌道流速振幅とその地点におけるサンゴ被度との相関性より、各有義波の底面軌道流速振幅の数値に対応する適性指数を予め決めておくことにより作成することができる。
【００２８】
有義波の底面軌道流速振幅を有義波底面軌道流速振幅適性指数に置換するための有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルとして、例えば、「数1」に示す数式又はその近似式を採用してもよい。
【数１】
2015116153.tif 000003
【００２９】
流速ベクトルの絶対値の平均は、各水深における潮流の流速ベクトルの絶対値の平均である。波の流れの影響を加味する上で重要な要素と考えられ、特に、栄養塩の取り込み、餌の供給、有害物質の排出、排出した粘液の除去、光阻害の抑制、酸素供給などの面で、サンゴに影響を与える環境因子の一つとして重要であると推測される。
【００３０】
流速ベクトルの絶対値の平均の取得（手順S12）は、例えば、候補地点における流速ベクトルの絶対値の平均の実測値、若しくは地形データ、風データ、潮汐データなどから演算により取得された推算値を利用することにより行う。なお、流速ベクトルの絶対値の平均は、例えば水深2m程度以内の比較的浅い地点以外では、水深ごとの変動は少ないため、候補位置のある一つの水深における流速ベクトルの絶対値の平均の実測値又は推算値を、その候補地点における他の水深の数値として代用してもよい。
【００３１】
ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用するために、流速ベクトルの絶対値の平均を適性指数に置換し、流速ベクトル絶対値平均適性指数を取得する（手順S22）。流速ベクトルの絶対値の平均から流速ベクトル絶対値平均適性指数への置換は、予め作成された流速ベクトルの絶対値の平均の適性指数モデルに基づいて流速ベクトルの絶対値の平均の値に対応する適性指数に置換することにより行うことができる。流速ベクトル絶対値平均の適性指数モデルは、例えば、予め取得された海域の各地点における流速ベクトルの絶対値の平均とその地点におけるサンゴ被度との相関性より、流速ベクトルの絶対値の平均の数値に対応する適性指数を予め決めておくことにより作成することができる。
【００３２】
流速ベクトルの絶対値の平均を流速ベクトル絶対値平均適性指数に置換するための流速ベクトル絶対値平均の適性指数モデルとして、例えば、「数2」に示す数式又はその近似式を採用してもよい。
【数２】
2015116153.tif 000004
【００３３】
上述の通り、ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用する際、例えば、有義波底面軌道流速振幅適性指数と流速ベクトル絶対値平均適性指数を二乗平均して得られた数値を用いるようにしてもよい（手順S211）。これにより、波浪か流れのいずれかの適性指数が高ければサンゴは生息可能であり、両方の適性指数が最大（＝1.0）の場合に、最も生育環境が優れているという評価になる。
【００３４】
最大有義波の底面軌道流速振幅は、特定期間中における短周期振動流の流速の最大値であり、台風・暴風雨などの際の底面軌道流速のピーク値である。最大有義波の底面軌道流速振幅は、サンゴの耐波能力の観点から重要な要素と考えられる。
【００３５】
最大有義波の底面軌道流速振幅の取得（手順S13）は、例えば、台風・暴風雨などの際の候補地点における最大有義波高、最大有義波発生時の平均周期、及び、水深より算出することで行うことができる。従って、波浪データ、例えば、台風・暴風雨などの際の波高及び周期の実測値、若しくは地形データ、風データ、潮汐データ、有義波の平均周期データなどから演算により取得された波高及び周期の推算値を取得することにより、想定される水深ごとの最大有義波の底面軌道波流速振幅をそれぞれ算出することができる。
【００３６】
ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用するために、最大有義波の底面軌道流速振幅を適性指数に置換し、最大有義波底面軌道流速振幅適性指数を取得する（手順S23）。最大有義波の底面軌道流速振幅から最大有義波底面軌道流速振幅適性指数への置換は、予め作成された最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルに基づいて最大有義波の底面軌道流速振幅の値に対応する適性指数に置換することにより行うことができる。最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルは、例えば、予め取得された海域の各地点における最大有義波の底面軌道流速振幅とその地点におけるサンゴ被度との相関性より、各最大有義波の底面軌道流速振幅の数値に対応する適性指数を予め決めておくことにより作成することができる。
【００３７】
最大有義波の底面軌道流速振幅を最大有義波底面軌道流速振幅適性指数に置換するための最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルとして、例えば、「数3」に示す数式又はその近似式を採用してもよい。
【数３】
2015116153.tif 000005
【００３８】
残差流速は、海中における水や物質の移動などの面で、サンゴに影響を与える環境因子の一つとして重要であると推測される。
【００３９】
残差流速の取得（手順S14）は、例えば、候補地点における残差流速の実測値、若しくは地形データ、風データ、潮汐データなどから演算により取得された推算値を利用することにより行う。なお、残差流速は、水深ごとの変動は少ないため、候補位置のある一つの水深における残差流速の実測値又は推算値を、その候補地点における他の水深の数値として代用してもよい。
【００４０】
ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用するために、残差流速を適性指数に置換し、残差流速適性指数を取得する（手順S24）。残差流速から残差流速適性指数への置換は、予め作成された残差流速の適性指数モデルに基づいて残差流速の値に対応する適性指数に置換することにより行うことができる。残差流速の適性指数モデルは、例えば、予め取得された海域の各地点における残差流速とその地点におけるサンゴ被度との相関性より、残差流速に対応する適性指数を予め決めておくことにより作成することができる。
【００４１】
残差流速を残差流速適性指数に置換するための残差流速の適性指数モデルとして、例えば、「数4」に示す数式又はその近似式を採用してもよい。
【数４】
2015116153.tif 000006
【００４２】
光量子量は、サンゴに共生する褐虫藻の光合成などの面で、サンゴに影響を与える環境因子の一つとして重要であると推測される。
【００４３】
光量子量の取得（手順S15）は、例えば、候補位置における光量子量の実測値、既知の公開データ、並びにそれらの数値に基づき公知の方法により算出された水深ごとの推算値などを利用することにより行う。
【００４４】
ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価を採用するために、光量子量を適性指数に置換し、光量子量適性指数を取得する（手順S25）。光量子量から光量子量適性指数への置換は、予め作成された光量子量の適性指数モデルに基づいて光量子量の値に対応する適性指数に置換することにより行うことができる。光量子量の適性指数モデルは、例えば、予め取得された海域の各地点における光量子量とその地点におけるサンゴ被度との相関性より、光量子量に対応する適性指数を予め決めておくことにより作成することができる。
【００４５】
光量子量を光量子量適性指数に置換するための光量子量の適性指数モデルとして、例えば、「数5」に示す数式又はその近似式を採用してもよい。
【数５】
2015116153.tif 000007
【００４６】
以上の手順で取得した各適性指数を用いてハビタット適性指数を算出する（手順S3）。上記の通り、各適性指数算出する際、0〜1.0の間の数値に置換しているため、例えば、各適性指数を乗算してハビタット適性指数を算出することにより、ハビタット適性指数も、0〜1.0の間の数値として出力される。
【００４７】
ハビタット適性指数によるサンゴ生育地適性評価において、例えば、「数6」に示す数式によりハビタット適性指数を算出する手順を含む構成にしてもよい。
【数６】
2015116153.tif 000008
【００４８】
その他、本発明は、ハビタット適性指数を算出する際、上記の各環境因子以外の要素を加味する場合も広く包含する。その場合も、例えば、上記と同様の方法で適性指数モデルを作成することにより、その要素によるサンゴへの影響をハビタット適性指数に反映できる。
【００４９】
ハビタット適性指数を算出した段階（手順S3）で、その算出された一つの数値に基づいてサンゴ生息地としての適性度を評価してもよいし、用いる取得データを変更しながら上記処理を繰り返し行い、位置及び／又は水深の異なる各地点について、それぞれのハビタット適性指数を算出した後、その算出された数値に基づいてサンゴ生息地としての適性度を網羅的に評価してもよい（手順S4）。なお、ハビタット適性指数が0の場合は、サンゴ生育地として不適であるという評価になり、0を除く0〜1.0の間では数値が大きいほど、サンゴ生育地としての適性度が高いという評価になる。
【００５０】
＜本発明に係るサンゴ生育地適性評価システムについて＞
以下、図2を用いて、本発明に係るサンゴ生育地適性評価システムの例を説明する。なお、図2は例示であり、本発明は、サンゴ生育地としての適性度を評価するサンゴ生育地適性評価システムであって、位置及び水深によって規定された候補地点における有義波の底面軌道流速振幅に基づいて前記適性度を評価する構成を少なくとも備えたものを広く包含し、全構成を備えるもののみに狭く限定されない。また、本発明は、他の構成が含まれることなどによっても狭く限定されない。その他、このシステムは、ハードウエア資源を用いることにより、自動処理が可能である。
【００５１】
図2は、本発明に係るサンゴ生育地適性評価システムの例を示すシステム構成図である。
【００５２】
図2のサンゴ生育地適性評価システムは、データを入力する入力部11、そのデータを格納するデータ格納部12、格納されたデータより底面軌道流速振幅を算出する底面軌道流速振幅算出部13、データ格納部よりデータを取得するデータ取得部2、取得データに基づいて適性指数を取得する適性指数取得部3、取得した適性指数を用いてハビタット適性指数を算出するハビタット適性指数算出部4、算出されたハビタット適性指数に基づいて適性度を評価する適性評価部5、CPU61、メモリ62などを備えている。
【００５３】
データ格納部12は、入力部11で入力された実測値又は推算値のデータ、外部データベースなどから移植した実測値又は推算値のデータなどを格納する部位で、例えば、位置・水深による地点情報、及び、その地点における有義波のエネルギー平均波高、有義波の平均周期、流速ベクトルの絶対値の平均、最大有義波高、最大有義波発生時の平均周期、光量子量などのデータを格納する。
【００５４】
有義波の底面軌道流速振幅について、底面軌道流速振幅算出部13は、データ格納部12に格納されたデータを用いて有義波の底面軌道流速振幅を算出し、そのデータを一端、データ格納部12に格納する。有義波の底面軌道流速振幅は、例えば、各地点における有義波のエネルギー平均波高、有義波の平均周期、及び、水深より算出することができる。
【００５５】
有義波の底面軌道流速振幅取得部21は、データ格納部12から有義波の底面軌道流速振幅を取得する。有義波底面軌道流速振幅適性指数取得部31は、例えば、上述の有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルに基づいて有義波の底面軌道流速振幅の値に対応する適性指数に置換し、その適性指数を適性指数格納部41に格納する。
【００５６】
流速ベクトル絶対値平均取得部22は、データ格納部12から流速ベクトルの絶対値の平均を取得する。流速ベクトル絶対値平均適性指数取得部32は、例えば、上述の流速ベクトルの絶対値の平均の適性指数モデルに基づいて流速ベクトルの絶対値の平均の値に対応する適性指数に置換し、その適性指数を適性指数格納部41に格納する。
【００５７】
二乗平均部311は、適性指数格納部41に格納された有義波の底面軌道流速振幅適性指数及び同流速ベクトル絶対値平均適性指数を二乗平均し、その数値を適性指数格納部41に格納する。
【００５８】
最大有義波の底面軌道流速振幅について、底面軌道流速振幅算出部13は、データ格納部12に格納されたデータを用いて最大有義波の底面軌道流速振幅を算出し、そのデータを一端、データ格納部12に格納する。最大有義波の底面軌道流速振幅は、例えば、各地点における最大有義波高、最大有義波発生時の平均周期、及び、水深より算出することができる。
【００５９】
最大有義波の底面軌道流速振幅取得部23は、データ格納部12から最大有義波の底面軌道流速振幅を取得する。最大有義波底面軌道流速振幅適性指数取得部31は、例えば、上述の最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルに基づいて最大有義波の底面軌道流速振幅の値に対応する適性指数に置換し、その適性指数を適性指数格納部41に格納する。
【００６０】
残差流速取得部24は、データ格納部12から残差流速の実測値又は公知方法により算出された推算値を取得する。残差流速適性指数取得部34は、例えば、上述の残差流速の適性指数モデルに基づいて残差流速の値に対応する適性指数に置換し、その適性指数を適性指数格納部41に格納する。
【００６１】
光量子量取得部25は、データ格納部12から光量子量の実測値又は公知方法により算出された推算値を取得する。光量子量適性指数取得部35は、例えば、上述の光量子量の適性指数モデルに基づいて光量子量の値に対応する適性指数に置換し、その適性指数を適性指数格納部41に格納する。
【００６２】
ハビタット適性指数算出部42は、適性指数格納部41に格納された各適性指数を用いて、ハビタット適性指数を算出し、そのハビタット適性指数をハビタット適性指数格納部43に格納する。
【００６３】
適性評価部5は、算出された一つのハビタット適性指数、若しくは上記処理を繰り返し行うことにより、位置及び／又は水深の異なる各地点について、それぞれ網羅的に算出された複数のハビタット適性指数に基づいて、サンゴ生息地としての適性度を評価する。ハビタット適性指数が0の場合は、サンゴ生育地として不適であるという評価になり、0を除く0〜1.0の間では数値が大きいほど、サンゴ生育地としての適性度が高いという評価になる。
【００６４】
＜本発明に係るサンゴ礁再生方法について＞
本発明は、上述のサンゴ生育地適性評価方法又はサンゴ生育地適性評価システムによりサンゴ生息地としての適性度が高いと評価された地点にサンゴを定着させる工程を含むサンゴ礁再生方法をすべて包含する。
【００６５】
例えば、上述のサンゴ生育地適性評価方法又はサンゴ生育地適性評価システムによりサンゴ生息地としての適性度が高いと評価された、位置及び水深によって規定された地点において、サンゴの移植、サンゴ着生基盤の設置などを行うことにより、サンゴの定着率、及び、サンゴ礁の再生の確率を大幅に向上できる。
【００６６】
また、例えば、水中構造物設計時にサンゴ生育の適性度の高い建造場所・方向・形状などを探索し、サンゴ生育に適した水中構造物を設計することも可能であるため、サンゴ生育に適した水中構造物を建造し、そこにサンゴの移植、サンゴ着生基盤の設置などを行うことにより、水中構造物の周囲でのサンゴの定着率、及び、サンゴ礁の再生の確率の向上を実現でき、沿岸部での美観・景観の向上などにも寄与できる。
【００６７】
その他、本発明に係るサンゴ生息地適性評価手段によってサンゴ生息地としての適性度が高いと評価された地点の水深が、その海底の水深よりも浅い場合であっても、例えば、その海底に消波ブロックなどを設置し、その上でサンゴの移植、サンゴ着生基盤の設置などを行うことにより、最も適性度の高い水深でのサンゴの育成が可能となり、サンゴの定着率、及び、サンゴ礁再生の確率の向上を実現できる。
【実施例１】
【００６８】
実施例1では、港内物理環境とサンゴ被度の現地調査を行った。
【００６９】
沖縄県那覇港内の潮流特性・波浪特性の4つの位置St.1〜St.4において、波浪（波高、周期）、流れ（流速）、光量子量の測定及びサンゴ被度の観測を行った。各物理環境因子の測定は2011年6〜7月、2011年9〜10月（台風時期）、2012年2〜4月に、サンゴ被度の観測は2012年6月に行った。波浪及び波の測定は水深5mで、光量子量の測定はSt.1及びSt.2では水深5mで、St.4では水深3m、5m、7mで、サンゴ被度の観測はSt.1及びSt.2では水深5mで、St.3及びSt.4では水深3m、5m、7mで行った。
【００７０】
その結果に基づき、St.1〜St.4の各位置における有義波底面軌道流速振幅（有義波エネルギー平均）は、水深3mの地点においてSt.1では0.17m/sec、St.2では0.09m/sec、St.3では0.47m/sec、St.4では0.31m/sec、水深5mの地点においてSt.1では0.12m/sec、St.2では0.06m/sec、St.3では0.34m/sec、St.4では0.22m/sec、水深7mの地点においてSt.1では0.09m/sec、St.2では0.04m/sec、St.3では0.27m/sec、St.4では0.18m/secであった。St.1〜St.4の各位置における最大有義波底面軌道流速振幅は、水深5mの地点においてSt.1では0.55m/sec、St.2では0.19m/sec、St.3では1.94m/sec、St.4では0.88m/secであった。St.1〜St.4の各位置における流速ベクトルの絶対値の平均は、水深5mの地点においてSt.1では1.97cm/sec、St.2では2.10cm/sec、St.3では8.40cm/sec、St.4では6.65cm/secであった。St.1〜St.4の各位置における残差流速は、水深5mの地点においてSt.1では0.8cm/sec、St.2では1.0cm/sec、St.3では5.7cm/sec、St.4では4.75cm/secであった。St.1〜St.4の各位置における年平均光量子量は、水深5mの地点においてSt.1では121μmol/sec/m2、St.2では161μmol/sec/m2、St.3では226μmol/sec/m2、St.4では226μmol/sec/m2であった。
【００７１】
また、St.1〜St.4の各位置における水深3mの地点でのサンゴ被度は、St.3では37％、St.4では17％、水深5mの地点でのサンゴ被度は、St.1では1％、St.2では0％、St.3では39％、St.4では14％、水深7mの地点でのサンゴ被度は、St.3では44％、St.4では6％であった。
【実施例２】
【００７２】
実施例2では、実施例1の実測値、内閣府沖縄総合事務局による既知の公開データ、それらに基づく推算値を用いて、ハビタット適性指数モデルを構築した。
【００７３】
各物理環境因子の適性指数モデルを下記の通り作成した。
【００７４】
図3は、本実施例において作成した有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルである。まず、横軸を有義波の底面軌道流速振幅（m/sec）に、縦軸（右側）をサンゴ被度（％）にして、実施例1の実測データ及び既知公開データをプロットした。次に、同じ位置においても鉛直方向でサンゴ被度が異なる要因として、光による影響だけでなく、波浪の軌道流の減衰の寄与の割合が大きいと推定し、非特許文献3などの既知の知見も参照しながら、縦軸（左側）を適性指数とし、プロットデータに基づいて、サンゴ被度に基づいて有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルを作成し、有義波の底面軌道流速振幅0.6〜0.85m/secを最適な範囲（適性指数1.0）に決めた。
【００７５】
図4は、本実施例において作成した最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデルである。まず、横軸を最大有義波の底面軌道流速振幅（m/sec）に、縦軸（右側）をサンゴ被度（％）にして、実施例1の実測データ及び既知公開データをプロットした。次に、縦軸（左側）を適性指数とし、プロットデータに基づいて、耐波の観点から、波高3.5m以下ではサンゴは波によるダメージを受けないものと判断し、この場合の底面軌道流速3.8m/sec以下を最適な範囲（適性指数1.0）に決めた。一方、波高5.0m以上ではサンゴが破壊されるものと判断し、この場合の底面軌道流速5.4m/secよりも大きい場合をサンゴ生息地として不適な範囲（適性指数0）に決めた。
【００７６】
図5は、本実施例において作成した流速ベクトルの絶対値の平均の適性指数モデルである。まず、横軸を流速ベクトルの絶対値の平均（cm/sec）に、縦軸（右側）をサンゴ被度（％）にして、実施例1の実測データ及び既知公開データをプロットした。次に、縦軸（左側）を適性指数とし、プロットデータに基づいて、流速ベクトルの絶対値の平均12〜20cm/secを最適な範囲（適性指数1.0）に決めた。また、実測データ及び既知公開データに基づき、5cm/sec以下及び40cm/sec以上をサンゴ生育地として不適な範囲（適性指数0）に決めた。
【００７７】
図6は、本実施例において作成した残差流速の適性指数モデルである。まず、横軸を残差流速（cm/sec）に、縦軸（右側）をサンゴ被度（％）にして、実施例1の実測データをプロットした。次に、縦軸（左側）を適性指数とし、プロットデータに基づいて、残差流速6cm/secよりも大きい場合を最適な範囲（適性指数1.0）に決めた。
【００７８】
図7は、本実施例において作成した光量子量の適性指数モデルである。まず、横軸を年平均光量子量（μmol/sec/m2）に、縦軸（右側）をサンゴ被度（％）にして、実施例1の実測データをプロットした。次に、縦軸（左側）を適性指数とし、プロットデータ及び公知知見（非特許文献4、5）に基づいて、年平均光量子量110〜2,000μmol/sec/m2を最適な範囲（適性指数1.0）に決めた。
【００７９】
図3〜7に示した各適性指数モデルを用いて、上記「数7」に示す式によりハビタット適性指数を算出するモデルを構築した。
【実施例３】
【００８０】
実施例3では、実施例2で構築したハビタット適性指数モデルの有効性を検証した。
【００８１】
実施例1の各観測位置における実測データより算出したハビタット適性指数と、各観測位置におけるサンゴ被度との相関性を検証した結果、ハビタット適性指数とサンゴ被度との相関性が高かった。これより、このハビタット適性指数モデルの有効性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係るサンゴ生育地適性評価方法の例を示すフロー図。
【図２】本発明に係るサンゴ生育地適性評価システムの例を示すシステム構成図。
【図３】実施例2において作成した有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデル。
【図４】実施例2において作成した最大有義波の底面軌道流速振幅の適性指数モデル。
【図５】実施例2において作成した流速ベクトルの絶対値の平均の適性指数モデル。
【図６】実施例2において作成した残差流速の適性指数モデル。
【図７】実施例2において作成した光量子量の適性指数モデル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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