魚類沖合養殖による	  周辺海域への環境影響に関する研究	
多部田研究室	  096651 清水裕介	

平成22年度 修士論文発表会	

1	

発表の流れ	
1. 背景・目的・研究手法	  2. 海洋環境計測	  3. 数値モデル	  4. 周辺海域への環境影響	  5. 結言	

平成22年度 修士論文発表会	

2	

発表の流れ	
1. 背景・目的・研究手法	  2. 海洋環境計測	  3. 数値モデル	  4. 周辺海域への環境影響	  5. 結言	

平成22年度 修士論文発表会	

3	

• 養殖を取り巻く環境	  – 世界養殖生産量は増加している(世界人口増加・食糧問題)	  資料：FAO「Fishstat(Aquaculture production 1950-2008)」	

– クロマグロの完全養殖が可能に(近畿大学)	  拡大が期待される	  自家汚染の問題を抱えている	
平成22年度 修士論文発表会	

4	

• 自家汚染問題	  「過密養殖・過剰給餌による漁場の悪化」	

窒素ベース	

代謝57%

水揚げ
31

給餌100

養殖魚残餌5

溶存1%

糞
7

堆積
11%

約7割が負荷	

三重県養殖研究所	

養殖場の物質循環	

三重県熊野灘の養殖例	  大量の養殖生簀	
平成22年度 修士論文発表会	

5	

• 自家汚染問題への対策と沖合養殖	

対策	
餌	

食べ残しを少なく	  放養量	

過密養殖をしない	

給餌の最適化	

餌を与えすぎない(自動制御)	  季節変動や魚年齢を理解	

新しい養殖法	

複合養殖	  ドライペレット	  魚の摂餌率が高い	

沖合養殖	

沖合養殖の利点	  ・海水交換率が高いため環境負荷を低減できる？	

環境影響を調査する必要がある	
沖合養殖場	  平成22年度 修士論文発表会	

鹿児島県志布志市	

6	手法	  – 海洋環境計測	  ・タイプの異なる３つの養殖場での環境調査	  ・水質への影響にも着目し計測	  	  – 数値シミュレーション	  ・養殖負荷を利用した貧栄養海域の肥沃化効果の検討	  ・有機物負荷の水中での挙動にも着目	  	  目的	  「魚類沖合養殖」	  による周辺海域への環境影響に関する知見を得る	  平成22年度 修士論文発表会	

7	

発表の流れ	
1. 背景・目的・研究手法	  2. 海洋環境計測	  3. 数値モデル	  4. 周辺海域への環境影響	  5. 結言	

平成22年度 修士論文発表会	

8	• 調査で明らかにしたいこと	  1. 養殖場間での環境因子の特徴の確認	  →物理条件の特徴が異なる3漁場で調査	  	  2. 養殖場内での環境因子の特徴の確認	  →生簀群からの水平方向の距離を軸に調査	

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9	

漁場名	場所	

流れ	  (M2平均潮流)	  漁場Ｃ	

Ｘ市	大	  (－)	

中	  中	  (45m)	 (120個)	

－	  
外海の為	

漁場Ａ	

Ｙ湾東部	

大	  (0.02m/s)	

大	  大	  (60m)	 (160個)	

0.064	

漁場Ｂ	

Ｙ湾西部	

小	  (－)	

小	  (40m)	

0.25	

40-­‐70m	  養殖場水深	  8-­‐10m	  生簀の一辺	  水深	規模	  内湾度指数	
(生簀数)	小	  (84個)	

沖合	

平穏域	

10-­‐15m	  沈降時水深	  内湾度指数：	  ・養殖漁場の海水流動を示す指標	  平成22年度 修士論文発表会	
・高いほど海水交換の割合が悪い	100-­‐200m	  11	

調査日程	
第一回調査	

第二回調査	

2010/7/13	  -­‐	  7/17	  (全ての漁場)	

2010/11/8	  -­‐11/	  9	  (漁場B、C)	

2010/11/30	  (漁場B※)	

※時化のため別日程で行った	

調査項目	

水質	  
センサー計測	  
水温	  

底質	

サンプリング＆分析	

Compact-­‐CTD	  (センサー計測)	

サンプリング＆分析	

無機態窒素	  COD	  (NO3-­‐N,	  NO2-­‐N,	  NH4-­‐N)	 (化学的酸素要求量)	

塩分	

リン酸態リン	  

硫化物量	

蛍光量	

ケイ酸態ケイ素	

強熱減量	

密度(算出)	

全窒素・全リン	
溶存酸素濃度(DO)	
オートアナライザー	  (水質分析)	  平成22年度 修士論文発表会	

12	• 測定点	・養殖の水平方向への影響が確認できるように生簀群内部から約5km離れた点までを調査	  ・船上からの採水とセンサー計測	  ・センサー計測は鉛直方向に10cm間	  隔の鉛直分布	  ・サンプリングは５m間隔で水深30m	  水平方向測定点	

作業の様子	

鉛直方向測定点	
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13	

7月 蛍光量[ppb]	

水深[m]	水質	遠	  生
簀	  水深[m]	

11月 リン酸態リン[μmol/l]	

遠	  漁場Ａ	

漁場Ｂ	

漁場Ｃ	養殖の影響と見られる変化	

平成22年度 修士論文発表会	

生簀	  14	

11月 溶存酸素濃度[mg/l]	

水深[m]	

水質	

漁場B	

漁場A	

漁場C	

遠	  
漁場間の違い	 Bが若干低い	
生
簀	  

特徴	

A、Cでは水深10mで一回数値が下がる	  

内湾度の高い内之浦では	  DOが低く、他の漁場よりも	  富栄養化している	
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15	近遠	  遠	  近	  遠	  近	  遠	  近近	  	  	  	  	  	  	  	  	  クリア		  	  	  	  	  	  	  	  	  基準	遠	  近	  遠	  近	  遠	  近	  遠	  近	  	  遠強熱減量[％]	

COD[mg/g]	

硫化物[mg/g]	

底質	

漁場間の違い	 Ｂが若干高い	

DOと同様に	  富栄養化の傾向が見られる	

※持続的養殖生産確保法	
硫化物量	

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>0.2[mg/g]	 人為的に汚濁されている	16	

• 結果・考察	  物理条件が異なった養殖漁場で環境因子の調査を行った	  	  ■漁場間の違い	  – 内湾度指数が大きく、従来型の養殖場である漁場Ｂでは他の漁場と比較して、富栄養化の傾向が確認された(底質・DO)	  ■漁場内	  – 明らかな養殖範囲の特定はできなかった	  – クロロフィルの鉛直分布、リン酸態リンなどの項目で養殖の影響と見られる変化が確認された	  	  平成22年度 修士論文発表会	

17	

発表の流れ	
1. 背景・目的・研究手法	  2. 海洋環境計測	  3. 数値モデル	  4. 周辺海域への環境影響	  5. 結言	

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18	• 物理モデル(MEC-­‐Nest)	  	  運動方程式（静水圧近似）、連続の式、移流拡散方程式（水温・塩分）	

• 生態系モデル(北澤,2001)	  	  	  動植物プランクトン、非生物有機物、栄養塩類、DO	  
養殖負荷	  ・残餌・糞の沈降拡散	  ・代謝による無機栄養塩負荷	
平成22年度 修士論文発表会	

19	

• 養殖による負荷	  水揚げ
31

代謝57%

給餌
100

養殖魚

溶存1%

糞
7

残餌
5

堆積11%

無機栄養塩	  (代謝・尿・溶存残餌)	
組み込む形態	 無機栄養塩類(NH4-­‐N,	  PO4-­‐P)	

糞・残餌	
組み込む形態	 懸濁態有機物	
沈降速度	10cm/s	  (阿呆ら,2008)	
底層に有機物が到達したときに	  酸素を消費する	

平成22年度 修士論文発表会	

20	

• 計算条件	  計算条件	
漁場Ａ	  計算場所	

漁場Ａ	  漁場Ｂ	
漁場Ｂ	

Rank1 33×26×26	  計算格子	 Rank2 30×25×26	  Rank2 30×24×26	  Rank1	  810m	  格子間隔	
Rank2	  270m	
時間間隔	

Ｙ湾全体	  (Rank1	  810m格子)	

Rank1	  18[s]	  Rank2	  6[s]	  初期条件	 計測結果	
潮汐	8分潮	  風	10分間隔(気象庁より)	

漁場Ｂ	  (Rank2	  270m格子)	

平成22年度 修士論文発表会	

漁場Ａ	  (Rank2	  270m格子)	
21	

• モデル検証	
計測	  計算	

漁場Ａ	  漁場Ｂ	  計測	  計算	M2分潮潮流楕円	  
漁場Ａ、水深15m	漁場Ａ	  漁場Ｂ	  方向、オーダー共によく再現されている	
平成22年度 修士論文発表会	

22	• 生態系モデル検証	
漁場Ａ	  

海域に合うように	  パラメータを調整した	

調整パラメータ項目	  ・硝化速度	  ・曝気速度	  ・有機物分解速度	  PO4	  [μmol/l]	

NH4	  
NO2	  
[μmol/l]	 [μmol/l]	

NO3	  SiO2	  [μmol/l]	 [μmol/l]	

DO	  [mg/l]	

NO3	  SiO2	  [μmol/l]	 [μmol/l]	

DO	  
[mg/l]	
23	

漁場Ｂ	  

PO4	  NH4	  NO2	  
[μmol/l]	 修士論文発表会	
[μmol/l]	 [μmol/l]	
平成22年度• 条件変更	  場所の違いによる養殖負荷の影響範囲	

内之浦漁場	
養殖負荷	
生簀場所10倍	

現状	現状	 Case-­‐P1	  Case-­‐P10	漁場Ｂ	  漁場Ｂ沖合	  	沖合	 Case-­‐O1	 Case-­‐O10	
黒瀬漁場	
養殖負荷	

漁場Ａ	  漁場Ａ沿岸	  	現状	10倍	生簀場 現状	 Case-­‐P1	   Case-­‐P10	
所 沿岸	 Case-­‐C1	 Case-­‐C10	

平成22年度 修士論文発表会	

24	

発表の流れ	
1. 背景・目的・研究手法	  2. 海洋環境計測	  3. 数値モデル	  4. 周辺海域への環境影響	  5. 結言	

平成22年度 修士論文発表会	

25	

漁場ＡのNH4-­‐Nの分布	

case1	
Case-­‐P1	  case2	
Case-­‐C1	
生簀群の濃度	

case3	
Case-­‐P10	

case4	
Case-­‐C10	

現状の養殖環境は良好である	  
沿岸に移動すると濃度が高くなる	  漁場Ａ	
養殖負荷	

Case-­‐P1	   Case-­‐C1	Case-­‐P10	Case-­‐C10		

平成22年度 修士論文発表会	

生簀
場所現状	現状	 Case-­‐P1	  10倍	Case-­‐P10	沿岸	 Case-­‐C1	 Case-­‐C10	26	

漁場ＢのNH4-­‐Nの分布	

case1	
Case-­‐P1	  Case-­‐O1	
case2	

Case-­‐P10	
case3	

Case-­‐O10	
case4	

生簀群の濃度	

沖合域に養殖場を移動	  することで濃度が下がる	  
漁場Ｂ	
養殖負荷	

Case-­‐P1	   Case-­‐O1	Case-­‐P10	Case-­‐O10	生簀
場
所	

平成22年度 修士論文発表会	

現状	10倍	現状	

Case-­‐P1	  Case-­‐P10	

沖合	Case-­‐O1	Case-­‐O10	27	DOの鉛直分布	

[mg/l]	

漁場Ｂ	Case-­‐P1	Case-­‐P10	[mg/l]	

漁場Ａ	Case-­‐P1	Case-­‐P10	
DOの差は殆ど見られない	  平成22年度 修士論文発表会	

28	糞・残餌の広がり	

Case-­‐P10	Case-­‐O10	

※ベクトルは流速	

DOでは環境影響を把握できなかった	  ため、生簀直下の堆積速度を確認し、	  長期的な負荷をみる	
Case-­‐P1	Case-­‐O1	
平成22年度 修士論文発表会	

29	• 生簀直下の堆積速度と平均流速/水深の関係	

漁場Ｂ	
負荷	指定した格子に同負荷	平均流速	生簀設置水深	

堆積物量	

生簀直下	

平成22年度 修士論文発表会	

30	

• 堆積速度と平均流速と水深	

[μmol*cm/l*s]	

[μmol*cm/l*s]	
漁場Ｂ周辺	

[μmol*cm/l*s]	

[μmol*cm/l*s]	
漁場Ａ周辺	
平成22年度 修士論文発表会	
31	
堆積速度は水深と比例関係にある	  結言	• 海洋環境計測	  – 結果からは明確な養殖の環境影響範囲を確認できなかった	  – リン酸態リン、クロロフィル濃度は養殖生簀周辺で若干濃度が高く、養殖の影響が確認された	  – 底質環境は、漁場ごとに差が見られた	  	  • 数値シミュレーション	  – 養殖場を沖合に移動した場合、負荷量を10倍に増加させても生簀周辺の栄養塩濃度は低くなる	  – 生簀直下の堆積速度と水深の間には線形関係ある	  	  平成22年度 修士論文発表会	
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