(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘土含量を10質量％以上とし且つシルト・砂質土を混合して均等係数を20以上とすると共に粘土・シルト・砂質土の混合割合を干出時の含水率が20〜60％となる範囲内に調整することによりチゴガニの安定な巣穴が形成できる粒度分布とした被覆土を潮間帯域に客土してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項２】
請求項１の干潟において、前記被覆土の中央粒径を0.02〜0.3mmとしてなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項３】
請求項１又は２の干潟において、粘土・シルト・砂質土の混合割合を水分飽和時に前記巣穴の安定性が得られる土壌硬度となる範囲内に調整してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項４】
請求項３の干潟において、粘土・シルト・砂質土の混合割合を水分飽和時の土壌硬度が98.1kPa以上となる範囲内に調整してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項５】
請求項１から４の何れかの干潟において、前記被覆土の強熱減量を２％以上としてなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項６】
請求項１から５の何れかの干潟において、前記被覆土を平均海面から0.2〜1.5ｍの地盤高に客土してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項７】
請求項６の干潟において、前記被覆土を干出時の表層酸化還元電位が50mV以上となる干出時間の潮間帯域に客土してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項８】
請求項６又は７の干潟において、前記被覆土を５〜40p.s.u.の底質間隙塩分となる潮間帯域に客土してなるチゴガニ生息用干潟。
【請求項９】
粘土含量を10質量％以上とし且つシルト・砂質土を混合して均等係数を20以上とすると共に粘土・シルト・砂質土の混合割合を干出時の含水率が20〜60％となる範囲内に調整することによりチゴガニの安定な巣穴が形成できる粒度分布としたチゴガニ生息用干潟被覆土。
【請求項１０】
請求項９の被覆土において、中央粒径を0.02〜0.3mmとしてなるチゴガニ生息用干潟被覆土。
【請求項１１】
請求項９又は１０の被覆土において、粘土・シルト・砂質土の混合割合を水分飽和時に前記巣穴の安定性が得られる土壌硬度となる範囲内に調整してなるチゴガニ生息用干潟被覆土。
【請求項１２】
請求項１１の被覆土において、粘土・シルト・砂質土の混合割合を水分飽和時の土壌硬度が98.1kPa以上となる範囲内に調整してなるチゴガニ生息用干潟被覆土。
【請求項１３】
請求項９から１２の何れかの被覆土において、有機物の混合により強熱減量を２％以上としてなるチゴガニ生息用干潟被覆土。
【請求項１４】
請求項１３の被覆土において、前記有機物を乾燥生物体の粉砕物としてなるチゴガニ生息用干潟被覆土。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチゴガニ生息用干潟及び干潟被覆土に関し、とくにチゴガニが持続的に生息できる干潟、及びその再生や造成に用いる干潟被覆土に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年は、沿岸の埋立て等に際して生態系への影響を緩和するミティゲーション（代償）が求められており、その一方法として干潟の保全・再生・創出が積極的に進められている。干潟は古くから人間が漁業生産、潮干狩り等に利用してきた場所であるが、水と陸と大気とが接触する様々な干潟生物の生息場所であり、最近では水質の浄化、気候変化の緩和、渡り鳥の休息・餌場等の機能を持つ場所として重要性が認識されている。
【０００３】
従来の再生干潟や造成干潟は、主として航路浚渫土等の粘性土からなる土砂を海中や陸上に投入し、その粘性土上にスプレッダー等を用いて細砂を散布する方法で施工されることが多かった。しかし、この方法には（１）散布した砂の重さにより粘性土の圧密が促進されるので干潟の地盤高を生息生物の好む高さとすることが難しい、（２）同じ性状の砂が干潟全体に散布されるので干潟の生息生物の多様性が失われる等の問題点がある。
【０００４】
これに対して特開2000-314116号公報は、複数の原料タンクにそれぞれ砂、細粒分、軽量材料、有機物、腐植土、肥料、バクテリア、稚貝、種子のうちの任意のものを入れ、これらを生物の生息可能な地盤高や平面配置に応じて所望の生物の生息条件に最適な底質を提供できる砂となるよう混合装置によってブレンドし、散布装置によって干潟造成海域に散布する干潟被覆砂の製造方法及び装置を開示する。また特開2001-295240号公報は、海底の浚渫により得られた砂質土とシルト・粘性土とを、シルト・粘性土を砂質土より少量混合することを特徴とする人工干潟用混合土壌を開示する。生物の生息条件に適するように砂・シルト・粘土等を混合したうえで干潟造成海域に散布することにより、生物が継続的に生息する干潟の再生・創出が期待できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報は、干潟生物に適する特定の限られた環境の底質を提供するものであるが、干潟の保全・再生・創出のためには生物による環境の改変の働きも重要である。例えばアサリ、ゴカイ、スナガニ類等の干潟底生動物は、底質中で巣穴を堀り又は移動することによって底質を攪拌し、底質物質の拡散を促進すると共に底質の深部まで酸素を行きわたらせ、多様な生物の生息に適する底質環境を作り出している（林文慶他「干潟の研究：チゴガニによる干潟環境への寄与について」Proceedings of the Techno-Ocean '94、pp.865〜869）。このような生物による環境の改変作用は生物攪拌（Bioturbation）と呼ばれており、多数の生物の共存を可能とし生物の種類を豊富化・多様化する作用があると考えられている。
【０００６】
とくにスナガニ類は、干潟に竪穴状の巣穴を形成し、干出時にその巣穴の周囲で底質物質に溜まった有機物を摂取し、摂取した残りを砂団子として巣穴周囲に積み上げる。干潟には地盤高や底質に応じて多種類のスナガニ類が生息しており、それらが作る多数の巣穴が底質の深部まで酸化層を広げ、巣穴による砂泥が干潟の水質を変え、巣穴の周囲に積み上げられた砂団子が底質表面の様子を変化させている。このような生物攪拌による環境の改変が多様な生物の共存可能な環境を生み出す。また、スナガニ類は干潟生態系の中位に位置し、生態系上位の鳥類や魚類の餌となっている。多様な生物が生息する干潟を造り出すためには巣穴を造る生態系中位の底生生物、とくにスナガニ類の生息を積極的に図ることが有効である。
【０００７】
そこで本発明の目的は、スナガニ類が持続的に生息できる干潟及び干潟被覆土を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
スナガニ類は干潟上で群れ作り・摂餌・巣穴造り等の活動を行う。スナガニ類を干潟で生息させるためには、これらの活動に適する環境を備えた干潟とする必要がある。従来から、スナガニ類の群れ作りや摂餌に必要な環境要因として、平均水面に対する地盤高が1.5ｍまでスナガニ類が分布していること（上田康則他「スナガニ類の生息場から見た吉野川汽水域」海岸工学論文集、第47巻、pp.1116-1120、2000年）、微細粒子含量が少ない底質ではスナガニ類の摂餌が容易でないこと（和田恵次「コメツキガニとチゴガニの底質選好性と摂餌活動」ベントス研会誌、第23巻、pp.14-26、1965年）等の報告がある。しかし、スナガニ類の巣穴造りに必要な環境要因やその明確な条件は報告されていない。
【０００９】
本発明者は、干潟生物に対する様々な環境要因の適性を総合的に評価できる生息地適性評価モデル（Habitat Evaluation Procedures Model、以下HEPモデルということがある。）を応用して、スナガニ類の群れ作り・摂餌・巣穴造りに必要な環境要因とその条件を把握するための現地調査を行った。なお本調査・研究では、スナガニ類として、日本の宮城県以南から沖縄までの干潟に数多く生息するチゴガニを対象とした。
【００１０】
図３を参照してHEPモデルについて簡単に説明する。HEPモデルでは生物が持続的に生息できる環境要因の適性を「生物の棲みやすさ指標（Suitability Index、以下SIという。）」により点数化する。図３（Ａ）を参照してSIによる地盤高の適性の点数化手法を簡単に説明すると、先ず干潟の複数地点の地盤高とスナガニ類の生息密度（例えば単位面積当たりの生息個体数）との関係を二次元座標にプロットし、生息密度が最大となる地盤高（最適地盤高）を求めて点数（SI）＝１とする。また、観察結果や既往の知見等からスナガニ類が生息できない最低地盤高・最高地盤高を定めて点数（SI）＝０とする。更に、観測結果や既往の知見等を考慮して最適地盤高と最低地盤高・最高地盤高との間を直線又は曲線で結ぶことにより、スナガニ類に対する地盤高の適性を点数化したSI曲線を作成する。
【００１１】
スナガニ類の群れ作りには、地盤高の他に干潟の表層酸化還元電位や底質間隙塩分（実用塩分）等の環境要因も係わると考えられる。図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、地盤高と同様の手法で求めた表層酸化還元電位及び底質間隙塩分のSI曲線を示す。またスナガニ類の摂餌には、摂餌に適する粒度の粘土分（粒径５μｍ未満の土の割合。以下、粘土含量ということがある。）の環境要因が係わると考えられる。図２（Ｂ）は、同様の手法で求めた干潟底質の粘土含量のSI曲線を示す。
【００１２】
HEPモデルにおける干潟のスナガニ類に対する適性は、例えば下記(1)式に示すように、評価地点毎に様々な環境要因のSIから算出される生息地適性指標（Habitat Suitability Index  以下、HSIという。）に基づいて評価する。具体的には、評価地点毎の地盤高、表層酸化還元電位、底質間隙塩分、粘土含量を計測し、図２及び３のSI曲線に基づいて各計測値の点数（SI）を求め、求めた地盤高SI、表層酸化還元電位SI、底質間隙塩分SI、粘土含量SIを(1)式へ代入して評価地点毎のHSIを算出する。評価地点毎にスナガニ類の生息密度と算出したHSIとを二次元座標にプロットしたときに線形な関係が得られれば、(1)式によるHSIは必要な環境要因を考慮した適正な指標ということができる。
【００１３】
なお(1)式では、各環境要因のスナガニ類の生息に対する影響の度合が同程度であることを前提とし、各環境要因のSIの積としてHSIを算出している。但し、HSIの算出方法はこの例のように乗算に限定されず、スナガニ類の生息密度とHSIとの間に線形な関係が得られるように適当な算出方法（例えば、重み付けや加算等）とすることができる。
【００１４】
【数１】
スナガニ類のHSI
＝地盤高SI×表層酸化還元電位SI×底質間隙塩分SI×粘土含量SI  ………(1)
スナガニ類のHSI
＝地盤高SI×表層酸化還元電位SI×底質間隙塩分SI×粘土含量SI
×均等係数SI×土壌硬度SI×含水率SI  …………………………………(2)
【００１５】
更に本発明者は、干潟におけるチゴガニの生息密度とHSIとの間に線形性が得られるHEPモデルを作成するためには、上述した環境要因に加えて、底質の粒度の均等係数（通過質量百分率10％の粒径D10に対する通過質量百分率60％の粒径D60の比＝D60／D10。以下、単に均等係数ということがある。）を考慮することが重要であることを見出した。チゴガニは竪穴状の巣穴が形成できる場所に分布し、底質が流動的で巣穴が維持できない場所には分布しない。底質の均等係数はチゴガニの巣穴造りに係わる環境要因と考えられる。更に本発明者は、チゴガニの巣穴造りには、底質の土壌硬度及び含水率の環境要因が係わることを見出した。(2)式のようにHSIの変数として底質の均等係数、土壌硬度、含水率の点数（SI）を考慮することにより、図４に示すように干潟におけるチゴガニの生息密度と極めて線形性が高いHEPモデルを作成することができた。図４において、とくにチゴガニの生息密度が400個体／ｍ2以上の部分では(2)式のHSIとの高い相関が認められる。本発明はこの知見に基づく研究開発の結果、完成に至ったものである。
【００１６】
本発明のチゴガニ生息用干潟は、粘土含量を10質量％以上とし且つシルト・砂質土を混合して均等係数（＝D60／D10）を20以上とすると共に粘土・シルト・砂質土の混合割合を干出時の含水率が20〜60％となる範囲内に調整することによりチゴガニの安定な巣穴が形成できる粒度分布とした被覆土を潮間帯域に客土してなるものである。好ましくは、被覆土の粘土含量（質量）を10〜20％とする。
【００１７】
また、本発明のチゴガニ生息用干潟被覆土は、粘土含量を10質量％以上とし且つシルト・砂質土を混合して均等係数（＝D60／D10）を20以上とすると共に粘土・シルト・砂質土の混合割合を干出時の含水率が20〜60％となる範囲内に調整することによりチゴガニの安定な巣穴が形成できる粒度分布としたものである。好ましくは、被覆土の粘土含量（質量）を10〜20％とする。
【００１８】
粘土・シルト・砂質土の混合割合は、巣穴の安定性が得られる土壌硬度となる範囲内に調整することが望ましい。例えば、水分飽和時のプッシュ・コーン法による土壌硬度が98.1kPa以上となるように粘土・シルト・砂質土の混合割合を調整する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるチゴガニ生息用干潟を再生又は造成する方法の流れ図の一例を示す。ステップ101〜103は、干潟のHEPモデルに基づき、チゴガニの生息に適する底質条件（０＜SI≦１、好ましくはSI≒１となる条件。以下、適値という。）を求める処理を示す。但し、本発明はチゴガニに対する底質の適値を求めれば足り、HEPモデル以外の方法で求めても良い。
【００２０】
先ずステップ101において、チゴガニに対する底質の均等係数の適値を検出する。例えば図２（Ａ）に示すように、干潟の複数地点の現地調査で観察された底質の均等係数とチゴガニの生息密度との関係を二次元座標にプロットし、観察結果と既往の知見等とを考慮してチゴガニに対する均等係数を点数化したSI曲線を作成することにより、チゴガニに対する底質の均等係数の適値を検出する。
【００２１】
本発明者は、スナガニ類（この場合はチゴガニ）の現地調査に基づき、底質の均等係数の値が大きくなるにつれてチゴガニの生息密度が高くなること、好ましい均等係数は20以上であることを見出した。均等係数は粒度分布の不均等性（D10とD60との幅の大きさ）を示すものであり、粒度分布の不均等性が大きくなるとチゴガニの巣穴の安定性は増加する。この調査の結果は、チゴガニの安定な巣穴が形成できるような均等係数の底質が必要であることを示している。
【００２２】
次にステップ102において、チゴガニに対する底質の粘土含量（粘土分）の適値を検出する。この場合も例えば図２（Ｂ）に示すように、観測結果と既往の知見等とを考慮してチゴガニに対する底質の粘土含量を点数化したSI曲線を作成することにより、チゴガニに対する粘土含量の適値を検出できる。本発明者は前記調査により、チゴガニの摂餌に適する底質中の粘土含量（質量）の割合は10％以上、好ましくは10〜20％であることを見出した。この結果は、チゴガニの摂餌が容易になるような量の粘土含量を含む底質が必要であることを示している。
【００２３】
またステップ102において、チゴガニに対する底質の中央粒径（＝通過質量百分率50％の粒径D50）の適値を検出することが望ましい。中央粒径の適値は、例えばチゴガニに対する底質の中央粒径のSI曲線（図示せず）を作成することにより検出できる。本発明者は、前記調査により、底質の中央粒径の値が小さいほどチゴガニの生息密度が高くなる傾向があること、とくに0.02〜0.3mmの中央粒径が好ましいことを見出した。この結果は、とくにチゴガニのように微細粒子の選択能力が低いスナガニ類の摂餌には小粒径の底質が適していることを示している。但し、ステップ102では底質の粘土含量（粘土分）の適値を検出すれば足り、中央粒径の適値の検出は省略可能である。同じくステップ102においてチゴガニに対する底質の強熱減量の適値を検出することが望ましいが、これについては後述する。
【００２４】
更にステップ103において、チゴガニの巣造りに適する底質の水分飽和時における土壌硬度の適値と干出時における含水率（＝土中に含まれる水の重さ／土全体の重さ×１００）の適値とを検出する。土壌硬度及び含水率の適値はそれぞれ、図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すようなSI曲線を作成することにより検出できる。本発明者は前記調査により、底質の土壌硬度の値が大きくなるにつれてチゴガニの生息密度が高くなること、とくに水分飽和時の土壌硬度98.1kPa以上がチゴガニの巣造りにとって好ましいことを見出した。また、干出時における底質の含水率20〜60％、とくに32〜45％がチゴガニの巣造りに好ましいことを見出した。この結果は、干出時にも巣穴の底に水が溜まる程度の水はけが悪い底質土が望ましいことを示している。底質の土壌硬度は、例えば円錐体の貫入量により土壌硬度を簡易的に求めるプッシュ・コーン法により検出できる。
【００２５】
ステップ105〜109は、ステップ101〜103で検出した底質の均等係数、粘土含量、土壌硬度、及び含水率に基づき、チゴガニ生息用干潟を再生又は造成する処理を示す。ステップ105では、例えば粘土（粒径0.005mm以下の土）とシルト（粒径0.074〜0.005mmの土）と砂質土（粒径２〜0.074mmの砂分を多く含む土）との混合により、ステップ101〜103で求めた均等係数、粘土含量、水分飽和時の土壌硬度、及び干出時の含水率を満たす被覆土をつくる。例えば均等係数20以上、粘土含量10％質量以上の範囲内において、砂質土に対するシルト・粘土の混合量を調整することにより、水分飽和時の土壌硬度を98.1kPa以上とし且つ干出時の含水率を32〜45％とすることができる。
【００２６】
好ましくは、ステップ105において被覆土の中央粒径を0.02〜0.3mmの範囲内とする。また、粘土とシルトと砂質土との混合では強熱減量が不足する場合は、後述するように有機物や腐植土等を混合して被覆土の強熱減量を２％以上とすることができる。この場合、有機物として乾燥生物体の粉砕物、例えばヨシ等の植物やアオサ等の藻類を乾燥させて粉砕した粉砕物、及び貝殻を粉砕した粉砕物等を用いることができる。
【００２７】
ステップ108において、チゴガニに適する均等係数、粘土含量、土壌硬度、及び含水率とした被覆土を潮間帯域に客土する。客土された被覆土は海底に定着し、チゴガニの生息に適した干潟を形成する。本発明による干潟上でチゴガニは巣穴を形成し、底質物質に溜まった有機物を摂取し、残りの砂団子を巣穴周囲に積み上げることができる。このような生物攪拌により底質の深部まで酸化層が広がり、底質表面及び水質を変化させるので、本発明の干潟上に多様な生物の共存可能な環境が生み出される。
【００２８】
ステップ109において干潟の再生・造成を終了するか否かを判断し、干潟の再生・造成を継続する場合はステップ105に戻り、ステップ105〜109を繰り返す。例えば、自然の潮間帯域には地盤高や底質に応じて多種類のスナガニ類が生息しているので、複数のスナガニ類の生息に適する均等係数、粘土含量、土壌硬度、及び含水率の被覆土をそれぞれつくり、それらの被覆土を地盤高に応じて潮間帯域に客土することにより、複数種のスナガニ類が持続的に生息できる干潟とすることが可能である。
【００２９】
こうして本発明の目的である「スナガニ類が持続的に生息できる干潟及び干潟被覆土」を提供することができる。
【００３０】
【実施例】
図１のステップ105において、例えばスナガニ類の餌となる有機物を混合して被覆土の強熱減量を調節することができる。この場合は、餌となる有機物の混合割合をスナガニ類の生息に適する割合とすることが望ましい。本発明者は、ステップ102における前記調査により、チゴガニの摂餌に適する底質中の有機物量を表わす指標として、強熱減量２％以上、クロロフィルａ（Chlorophyl a）3.0μg／g以上、フェオ色素（Pheophytin）4.5μg／g以上が好ましいことを見出した。従って、ステップ105において被覆土中の強熱減量、クロロフィルａ、及びフェオ色素をそれぞれ２％以上、3.0μg／g以上、及び4.5μg／g以上とすることが望ましい。
【００３１】
図１の流れ図では、ステップ104において所望のスナガニ類に適する地盤高を検出し、ステップ106において潮間帯域の平均水面を調査し、ステップ108において被覆土を所望のスナガニ類の生息に適する地盤高となるように客土している。図３（Ａ）はチゴガニに適する地盤高のSI曲線を示す。同曲線から、地盤高が平均水面より高くなるにつれてチゴガニの生息密度が高くなる傾向があり、とくに地盤高0.2〜1.5ｍが好ましいことが分かる。このためステップ108では、地盤高が0.2〜1.5ｍとなるように客土することが望ましい。
【００３２】
また図１の流れ図では、ステップ104においてスナガニ類に適する底質表層の酸化還元電位を検出し、ステップ106において潮間帯域の干出時間を調査し、ステップ108において干出時の表層酸化還元電位がスナガニ類に適する範囲内となる干出時間の潮間帯域に被覆土を客土している。図３（Ｂ）はチゴガニに対する底質表層の酸化還元電位のSI曲線を示す。同曲線から、チゴガニに対する底質表層の酸化還元電位の適値は-200mV以上、好ましくは50mV以上であることが分かるので、ステップ108において被覆土を表層酸化還元電位が-200mV以上、好ましくは50mV以上となる干出時間の潮間帯域に客土することが望ましい。
【００３３】
更に図１の流れ図では、ステップ104においてスナガニ類に適する底質間隙塩分を検出し、ステップ107において潮間帯域の水質を調査し、ステップ108において被覆土をスナガニ類に適する底質間隙塩分となる水質域に客土している。図３（Ｃ）はチゴガニに対する底質間隙塩分のSI曲線を示す。同曲線から、チゴガニに対する底質間隙塩分の適値は5〜40p.s.u.（電気伝導度により求めた海水の実用塩分）、好ましくは10〜35p.s.u.（電気伝導度により求めた海水の実用塩分）であることが分かるので、ステップ108において被覆土を底質間隙塩分が5〜40p.s.u.、好ましくは10〜35p.s.u.となる水質域に客土することが望ましい。
【００３４】
なお、図１の流れ図に底質の均等係数・粘土含量・土壌硬度・含水率、地盤高・酸化還元電位・底質間隙塩分等以外のスナガニ類の生息に適する環境要因の調査を加えることにより、その環境要因に適するスナガニ類生息用干潟を再生・造成することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のチゴガニ生息用干潟は、粘土・シルト・砂質土を混合してチゴガニの安定な巣穴が形成できる均等係数及び干出時の含水率とした被覆土を潮間帯域に客土するので、次の顕著な効果を奏する。
【００３６】
（イ）チゴガニの巣穴造りに適する干潟とすることができ、チゴガニの持続的な生息を図ることができる。
（ロ）チゴガニの群れ作り・摂餌・巣穴造り等の活動による干潟の生物攪拌が期待でき、干潟上に多様な生物の共存可能な環境を作り出すことができる。
（ハ）地盤高に応じてそれぞれ異なるスナガニ類に適する被覆土を客土することにより、多種類のスナガニが生息する干潟とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明によるチゴガニ生息用干潟の再生・造成方法の流れ図の一例である。
【図２】は、チゴガニの生息地適性評価モデルの説明図の一例である。
【図３】は、チゴガニの生息地適性評価モデルの他の説明図である。
【図４】は、チゴガニの生息地適性評価モデルの更に他の説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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