(57)【要約】【課題】基質に着生促進のための特別な処理や加工を施さなくても、水中に設置した着生基質に海藻や珊瑚等の水中生物を効果的に着生・生育させることができる着生基質の設置方法を提供する。【解決手段】ｐＨ１０以下の着生基質を、下記（１）式で規定される着生基質の上部面に形成される境界層の厚さδが、着生基質表面に着生・生育させるべき生物の遊走子、卵又は幼生の直径Ｄとの関係で下記（２）式の条件を満足するよう、水中に設置する。【数１】2004173521.tif 000006【選択図】      図２
2004173521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の基質に着生して成長する生物用の着生基質を水中に設置する方法において、
ｐＨ１０以下の着生基質を、下記（１）式で規定される着生基質の上部面に形成される境界層の厚さδが、着生基質表面に着生・生育させるべき生物の遊走子、卵又は幼生の直径Ｄ（但し、遊走子、卵又は幼生が球形でない場合はその長径）との関係で下記（２）式の条件を満足するよう、水中に設置することを特徴とする水中生物用の着生基質の設置方法。
【数１】
2004173521.tif 000005
【請求項２】
着生基質がｐＨ７．５〜９．５であることを特徴とする請求項１に記載の水中生物用の着生基質の設置方法。
【請求項３】
着生基質表面に着生・生育させるべき生物が、海藻、珊瑚、貝類、フジツボ類、ゴカイ類の中から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水中生物用の着生基質の設置方法。
【請求項４】
着生基質が、カルシウム成分として実質的に炭酸カルシウムのみを含むことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の水中生物用の着生基質の設置方法。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の着生基質の設置方法により水中に設置された水中生物用の着生基質。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、海藻や珊瑚等のような水中生物を着生させるべき着生基質（基盤）を水中に設置する方法に関するもので、海藻や珊瑚等を基質に効果的に着生させることができ、特に藻場（藻礁）や珊瑚礁等の造成・修復に好適な方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ホンダワラ類やアラメ、カジメ、コンブ等の海藻が群落する藻場は沿岸海域における海中動植物の生産の場であり、有用魚介類や海藻の生息場、魚介類の産卵場、稚仔魚の成育場、餌場等として不可欠な場所であると言える。また最近では、海水中の窒素やリンが海藻に取り込まれ或いは藻場内の食物連鎖を通じて他の生物に取り込まれることにより除去されることや、藻場内で懸濁物質が沈降して水中から取り除かれることなど、藻場の水質浄化作用についても注目されつつある。
【０００３】
しかし、近年、藻場は沿岸の埋め立てや海水の汚濁などの影響により急速な消失、衰退が続いており、特に最近では、多くの沿岸海域で所謂“磯焼け”と呼ばれる現象が発生し、大きな問題となっている。このため最近では、消失、衰退した藻場を回復させるための対策（藻場造成）が各地で行われるようになってきた。
従来行われている藻場造成の手法の一つに、藻場を造成したい場所に、海藻を育成するための基質（通常、コンクリートブロック等）を設置して、この基質に海藻の種苗や母藻を移植し、必要に応じて海藻育成のためのメンテナンスを行う方法がある。しかし、この方法は基質への種苗の移植や基質設置後のメンテナンスに手間と費用がかかり、大規模な藻場造成には適していない。したがって、藻場造成の基本的な手法としては、基質を種苗の移植等を行うことなくそのまま藻場造成場所に設置し、且つ設置した後はメンテナンスフリーで海藻を着生・生育させることが必要があると考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、藻場造成場所に設置される着生基質としては、製造の容易さ、海中での安定性、製造コスト等の面からコンクリートブロックが広く用いられている。しかし、コンクリートブロックを着生基質として単に海底に設置しても、十分満足できるような量の海藻を着生・生育させることができないという問題がある。このためブロックの基質面に凹凸や溝を付けたり、着生促進物質を塗布又は添付したり、或いは基質中に着生促進物質を添加するといった海藻着生を促す対策（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１）も試みられているが、その効果は必ずしも明確でなく、また、着生促進を目的として基質面に特別な加工や処理を加えたり、基質中に着生促進物質を添加したりすることは、藻場造成のコスト面からも問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７５５０６号公報
【特許文献２】
特開２００２−４５０８０号公報
【非特許文献１】
「第５４回セメント技術大会講演要旨  ２０００」ｐ．４１０−４１１
【０００６】
したがって本発明の目的は、基質面に着生促進のための特別な処理や加工を施したり、基質中に着生促進物質を添加したりしなくても、水中に設置した着生基質に海藻や珊瑚等の水中生物を効果的に着生・生育させることができる着生基質の設置方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、海中に設置された着生基質面に海藻等の遊走子や卵等が着生して幼体まで成長するための諸条件について検討を行う過程で、着生基質表面に形成される境界層に着目し、この境界層が海藻等の遊走子や卵の着生・生育に及ぼす影響について詳細な実験と検討を行った。その結果、この着生基質表面に存在する海水の微小環境域（境界層）が海藻の遊走子や卵の着生・生育に大きく関与していることが判った。すなわち、海藻の繁殖形態は、胞子体（親個体）から放出された遊走子や卵が海水中を浮遊して基質に到達し、その表面に着生した後、幼体、さらには胞子体へと成長するものであるが、遊走子や卵が基質表面に到達した際に基質表面に適切な厚さの境界層が形成されていると、遊走子や卵が境界層の中に取り込まれ（すなわち基質表面から再離脱しない）、この境界層が遊走子や卵が着生・生育する環境（領域）となる。そして、境界層の水質は基質自体の組成や性質に大きく支配されるため、基質の組成や性質により境界層の水質環境が遊走子や卵の着生・生育に適したものであれば、境界層内の遊走子や卵は基質表面に適切に着生し、生育することになる。すなわち、基質表面に遊走子や卵を適切に着生させ、幼体まで生育させるには、基質に到達した遊走子や卵を取り込むことができる適切な厚さを有し、且つそれらの着生・生育に適した水質環境を有する境界層を基質表面に形成させる必要があることが判った。そして、そのような境界層を形成するための方策についてさらに検討を進めた結果、基質として所定レベル以下のｐＨを有するものを用いるとともに、その基質を、着生させるべき生物の遊走子や卵等の直径以上の厚さの境界層が形成されるような海中環境下に設置することが必要であることが判った。
【０００８】
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
［１］  水中の基質に着生して成長する生物用の着生基質を水中に設置する方法において、ｐＨ１０以下の着生基質を、下記（１）式で規定される着生基質の上部面に形成される境界層の厚さδが、着生基質表面に着生・生育させるべき生物の遊走子、卵又は幼生の直径Ｄ（但し、遊走子、卵又は幼生が球形でない場合はその長径）との関係で下記（２）式の条件を満足するよう、水中に設置することを特徴とする水中生物用の着生基質の設置方法。
【数２】
2004173521.tif 000003
【０００９】
［２］  上記［１］の設置方法において、着生基質がｐＨ７．５〜９．５であることを特徴とする水中生物用の着生基質の設置方法。
［３］  上記［１］又は［２］の設置方法において、着生基質表面に着生・生育させるべき生物が、海藻、珊瑚、貝類、フジツボ類、ゴカイ類の中から選ばれる１種以上であることを特徴とする水中生物用の着生基質の設置方法。
［４］  上記［１］〜［３］のいずれかの設置方法において、着生基質が、カルシウム成分として実質的に炭酸カルシウムのみを含むことを特徴とする水中生物用の着生基質の設置方法。
［５］  上記［１］〜［４］のいずれかの着生基質の設置方法により水中に設置された水中生物用の着生基質。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による水中生物用の着生基質の設置方法の詳細と好ましい実施形態について説明する。なお、以下においては、着生基質を海中に設置する場合を例に説明する。
本発明は、着生基質を海中に設置するに当たり、着生基質の表面に海藻等の遊走子や卵を取り込み且つこれらを適切に着生・生育させることができる微小環境領域、すなわち特定の厚さと水質を有する境界層を形成することを狙いとしている。
【００１１】
このため本発明では、まず、着生基質としてｐＨ１０以下の基質を用いる。
通常の海水のｐＨは７．８〜８．４程度の弱アルカリであるが、そのｐＨが１０を超えると遊走子や卵の着生や生育が著しく阻害される。ここで、着生基質表面に形成される境界層は、基質に接する流動性が低い微小厚の海水層であるため、そのｐＨは基質自体のｐＨと略同じになり、したがって、境界層のｐＨを遊走子や卵の着生・生育に適したｐＨ１０以下とするには、ｐＨ１０以下の着生基質を用いる必要がある。図１は、ｐＨ１０の基質とｐＨ１２の基質について、基質−境界層−境界層外のｐＨの遷移の概略を示したものである。一般のコンクリートのｐＨは略１２であり、したがってコンクリート製の基質表面に形成される境界層も略ｐＨ１２となり、この境界層は遊走子や卵が極めて着生・生育しにくい環境であると言える。また、本発明で用いる着生基質のより好ましいｐＨは７．５〜９．５であり、これにより境界層のｐＨも略同じｐＨとなる。
【００１２】
さらに、着生基質表面に形成される境界層の条件としては、境界層の厚さが基質に着生・生育させるべき生物の遊走子や卵等の直径よりも大きいことが必要であり、具体的には、下記（１）式で規定される、着生基質の上部面に形成される境界層の厚さδが、着生基質表面に着生・生育させるべき生物の遊走子、卵又は幼生の直径Ｄとの関係で下記（２）式の条件を満足するよう、着生基質を海中に設置することが必要である。なお、後述するように境界層の厚さは遊走子や卵等をその内部に完全に取り込むための条件として規定されるものであるため、遊走子、卵又は幼生が球形でない場合は、その長径をもって上記直径Ｄとする。
【数３】
2004173521.tif 000004
【００１３】
本発明において、境界層の厚さδを上記（２）式のように規定するのは、海水の流れに乗って着生基質表面に到達した遊走子や卵などが、再び海水の流れに乗って着生基質表面から離脱せず、着生基質表面に確実に留まるようにするには、遊走子や卵の全体が完全に取り込まれるような厚さの境界層が存在する必要があるからである。着生基質表面の境界層は流動性が低い海水層であり、その内部に完全に取り込まれた遊走子や卵は、着生するまでの間にそこに留まる確率が非常に高くなる。これに対して、境界層の厚さが上記（２）式を満足しないと、遊走子や卵は境界層外の海水流の影響を受けて、着生基質表面から離脱する確率が高まる。
また、遊走子や卵の取り込みが確実に行われるという観点からは、境界層は遊走子や卵の直径Ｄに対して十分に大きい厚さを有すること、例えば、δ≧２Ｄ、さらにはδ≧３Ｄというような十分な厚さを有することが好ましい。
【００１４】
図２は、上記（１）式で規定される境界層の厚さδを示している。ここで、上記（１）式自体は境界層厚さを求めるための広く知られた式であるが、ｘを海水の流れ方向における着生基質上部面の長さの１／２としたのは、少なくとも着生基質上部面の半分に（２）式を満足する境界層を形成させるためである。
【００１５】
本発明により着生基質表面に着生・生育させるべき海中生物の代表例としては、海藻、珊瑚、貝類、フジツボ類、ゴカイ類などがあるが、これらに限定されない。海藻として対象となるのは主に岩礁性藻場を形成する海藻類であり、例えば、マコンブ、アラメ、カジメ、ワカメ等のコンブ目；アカモク、ヤツマタモク、ノコギリモク等のホンダワラ類；マクサ（テングサ）；アナアオサなどが挙げられる。
【００１６】
海藻は、その種類によって親個体から海中に放出される生殖細胞の種類や大きさが異なる。すなわち、アラメ、カジメ、コンブ等のコンブ目では、胞子体（親個体）から長径約５μｍ程度の遊走子が海中に放出され、この遊走子が基質に着生して雌雄の配偶体へと成長し、その雌配偶体で作られた卵が受精することにより幼体、胞子体へと成長する。したがって、この種の海藻を着生基質に着生・生育させる場合には、上記（２）式を満足する境界層厚さδは、海藻の種類に応じて５μｍ以上の厚さとする必要がある。
【００１７】
一方、ホンダワラ類では、胞子体（親個体）から直径約２００〜３００μｍ程度の卵が海中に放出されて海中で受精し、その受精卵が基質に着生して幼体、胞子体へと成長する。したがって、この種の海藻を着生基質に着生・生育させる場合には、上記（２）式を満足する境界層厚さδは、海藻の種類に応じて２００〜３００μｍ以上の厚さとする必要がある。
さらに、珊瑚の場合には、親個体から放出された卵（直径約５００〜７００μｍ）が海中で受精し、その受精卵から長径約２ｍｍ弱程度の幼生（プラヌラ幼生）が生まれ、この幼生が基質に着生（定着）して親個体へと成長する。したがって、珊瑚を着生基質に着生（定着）・生育させる場合には、上記（２）式を満足する境界層厚さδは、珊瑚の種類に応じて２ｍｍ以上の厚さとする必要がある。
【００１８】
上記（１）式で規定される境界層の厚さを制御するための制御因子は、着生基質の設置場所における海水の最大流速Ｕ０であり、したがって、海水の最大流速Ｕ０が上記（２）式を満足する境界層厚さδが得られるような値となる場所を着生基質の設置場所として選定するか、或いは着生基質の設置場所における海水の最大流速Ｕ０を上記（２）式を満足する境界層厚さδが得られるような流速に人工的に制御すればよい。後者の場合には、例えば、設置した着生基質又は着生基質群の周囲に海水流の抵抗となる抵抗体（例えば、板状の抵抗体）を設ける、着生基質又は着生基質群を海水流の抵抗となる通水性のある被覆材で覆う等の方法を採ることができる。
なお、本発明は海だけでなく、湖沼や川などの淡水或いは汽水域での着生基質の設置にも適用できる。
【００１９】
以下、本発明の好ましい条件について説明する。
先に述べたように、一般のコンクリートのｐＨは略１２であり、これを着生基質とした場合の境界層のｐＨも略１２となり、この境界層は遊走子や卵が極めて着生・生育しにくい環境となる。さらに、コンクリートは未炭酸化Ｃａを多量に含んでいるため、これを着生基質として水中に設置した場合、表層に水酸化カルシウムが生成して境界層内にＣａイオンが溶出し、このＣａイオンは境界層内の炭酸ガスと反応して炭酸カルシウムを生成する。この結果、境界層内で遊走子や卵の着生・生育（光合成）に必要な炭酸ガスが不足し、この面でも遊走子や卵の着生・生育が阻害されるとともに、生成した炭酸カルシウムが境界層内の遊走子や卵、基質面に付着することにより、遊走子や卵の着生・生育に悪影響を及ぼす。また、コンクリートの表層に生成した水酸化カルシウムの層は、Ｃａイオンの溶出などによって物理的にも不安定である。したがって、本発明の着生基質としては、一般のコンクリートは適さない。
【００２０】
本発明で用いる着生基質としては、カルシウム成分として実質的に炭酸カルシウムのみを含む（すなわち、不可避的に含まれる未炭酸化Ｃａを除くカルシウム成分の全量が炭酸カルシウムからなる）、ｐＨ１０以下（好ましくは、ｐＨ７．５〜９．５）の基質が特に好ましい。このような着生基質としては、例えば、粉粒状原料を適当なバインダー成分でブロック化したブロック体などが挙げられるが、これに限定されるものではない。このような着生基質を用いることにより、境界層のｐＨを１０以下（好ましくは７．５〜９．５）に維持できるとともに、基質からＣａイオンが溶出することもないので、境界層内の炭酸ガス濃度も遊走子や卵の生育に適したレベルに維持することができる。また、基質表面で新たに炭酸カルシウムが生成することもなく、しかも着生基質が元々含有している炭酸カルシウムは物理的に安定しているため、着生・生育しようとする遊走子や卵の保護にも有効である。
【００２１】
本発明によれば、基質に着生促進のための特別な処理や加工を施さなくても、着生基質に海藻や珊瑚等を効果的に着生・生育させることができるが、例えば、基質面に着生促進のための処理（例えば、着生促進物質の塗布や添付等）や加工（例えば、凹凸加工や溝加工等）を施したり、基質に着生促進物質を添加したりすることを排除するものではない。
以上述べたような本発明法により設置された着生基質は、海藻や珊瑚等のような水中生物を短期間で効果的に着生・生育させることができ、このため短期間で藻場や珊瑚礁等の造成・修復を行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べた本発明によれば、基質面に着生促進のための特別な処理や加工を施したり、基質に着生促進物質を添加したりしなくても、水中に設置した着生基質に海藻類や珊瑚等を効果的に着生・生育させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｐＨ１０の基質とｐＨ１２の基質を水中に設置した場合似おける、基質−境界層−境界層外のｐＨの遷移の概略を示す説明図
【図２】本発明の（１）式で規定される境界層厚さδを示す説明図
【図１】
2004173521.tif 000007
【図２】
2004173521.tif 000008