第64回(2020年度)

北海道開発技術研究発表会論文

磯焼け海域における藻場創出効果の検証
小樽開発建設部 小樽港湾事務所 第２工務課 ○鷹内 翔汰
佐藤仁（株）アルファ水工コンサルタンツ
佐野 朝昭
藻場は水産上有用な生物資源の生産および生息場として重要であるが、磯焼け等による環境変化により、その分布は減少の一途を辿っている。その様な中、漁港においては水産環境整備にみられるように、藻場の保全・創造に資する外郭施設等の整備が求められている。
本報告は、藻場造成機能を有する試験礁を磯焼け海域に投入し、海藻の着生状況、植食動物による食害の影響を把握し、藻場消失下における創出効果を検証したものである。
キーワード：磯焼け、藻場造成、生育環境海域に投入した試験礁と比較のための消波ブロックを
写真－1に示す。試験礁はＬ×Ｂ×Ｈ＝3.0×3.0×0.4m
藻場が大規模に消失するいわゆる磯焼け現象が全国でのコンクリート製の底板ブロック上面にφ0.5m、Ｌ＝1.7mの柱状ブロック4本を取り付けた構造であり、重量発生し問題視されている。藻場は海洋生物の産卵場、摂はおおよそ8.3トンである。この試験礁の柱状部は、①餌場あるいはそれ自体が基礎生産者としての役割を持つ
垂直面にコンブ類の遊走子（胞子）が付きやすい、②突など、様々な機能が複合的に作用しており、良好な海域
1）環境を創造するための基盤となるものである（向井 ）。 出した形状は海藻にとって光や栄養塩を吸収しやすい、③植食動物であるウニ類が這い上がりしにくいといった北海道南西日本海沿岸においても磯焼けが長期間に渡特徴がある。一方、消波ブロックは8トン六脚ブロックって持続し藻場が消失している状況にある。ひとたび磯（KB0.83）を用いた。六脚ブロックを使用した藻場造成
焼けが発生すると、回復までに長期間を要し、ウニ・アワビ等の水産有用種の成長不良や品質低下を招き、沿岸施設については過去に白老港防波堤（東）の事例2)がある。なお、六脚ブロックに限らず一般的な消波ブロック漁業に深刻な影響を与える。
小樽港湾事務所は、磯焼け海域において藻場造成機能 には海藻の着生効果があることが分かっている3)。
を有するコンクリート製の試験礁等を2016年に実際の海域に投入し、海藻の着生状況、水生生物による食害の影 (2)調査内容
響等についてモニタリングを実施してきた。本報告は、 a)調査箇所、項目
図－1に調査箇所、表－1に調査項目を示す。調査は後
これまでのモニタリング結果から藻場消失下における創志管内積丹町余別町に位置する第4種余別漁港（余別地出効果を検証したものである。
区）東側の自然海岸で行った。まず、2016年6月に事前調査として地形分布や藻場の現状を調査した。次に、同2． 調査方法
年11月、図－2に示す80m×30mの範囲内に試験礁12基（B(1)試験礁諸元No.1～12）および8トン六脚ブロック6基（六 No.1～6）をa～fの6群に分けて設置した。各々のブロックは設置水深が異なっており、図－3に示すとおり、試験礁・六脚ブロックともに最浅部と最深部において1.6mの水深差柱がある。さらに、無人航空機(ドローン)による当該海域の藻場分布状況について空撮ならびに画像解析を実施した。加えて、試験礁・六脚ブロック設置箇所において藻底板場創出状況を目視観測・ビデオ撮影およびインターバルカメラ撮影により現地モニタリングした。
写真－1 試験礁（左）と六脚ブロック（右）1. はじめに

TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki－ 858 －余別漁港

余別漁港
（余別地区）
調査箇所b)空撮および画像解析
調査個所において無人航空機(ドローン)による空撮を実施し、藻場分布の把握を行った。撮影範囲は、図－4に示す沿岸距離500m×岸沖方向水深5.0mを満足する範囲(600m×300m以上)で実施し、時期は6月と8月とした。撮
影した空撮画像から、藻場の繁茂域の年変動を比較するため、300m×200mの黄色枠内において藻場面積の算出を行うこととする。
空撮はドローン（表－2参照）を用いて高度120mから実施した。空撮した写真データから歪みを補正して位置や大きさを正確にしたオルソ画像を作成し、藻場面積を以下の方法により算出した。

図－1 調査箇所
表－1 調査項目
調査時期
年
2016

2017

2018

2019

調査項目

月
6

事前調査：地形分布、藻場の現状11

試験礁12基、8トン六脚ブロック6基設置

11

藻場創出条件の把握︓インターバルカメラでの撮影開始

2

モニタリング調査

6

モニタリング調査、空撮

8

空撮

10モニタリング調査

2モニタリング調査

6

モニタリング調査、空撮

8

空撮

11モニタリング調査

2モニタリング調査

6

モニタリング調査、空撮

8

空撮

図－4 空撮実施箇所
表－2 空撮に用いたドローンの仕様
UAV(マルチコプター)
メーカー

DJI

型式

Phantom 4

重量1,380 g (バッテリーを含む)

飛行時間

約28分

最大昇降速度

上昇 6 m/s 、下降 4 m/s

最大飛行速度

20 m/s

モーター間の長さ350 mm

通信可能距離3,500 m

カメラ

ピクセル数

12メガピクセル

解像度4,000×3,000

空撮画像の解析フローを図－5に示す。画像解析ソフ
トウェアにはAdobe Photoshop CS2を用いた。フローにより空撮画像から海藻が繁茂する範囲を推定し、最終的には、式(1)に示す藻場の面積割合を算出し解析を行った。
以上により算出した結果をもとに藻場の繁茂域の年ごとの変遷を比較した。
図－2 試験礁・六脚ブロックの設置箇所

図－3 試験礁・六脚ブロックの天端および地盤高(赤線 : 天端高範囲、青線:地盤高範囲)

AP = NP ÷ (NPh × Ah) × 100 ＊＊＊＊＊＊＊(1)ここにAP ：藻場の面積割合（％）
NP ：藻場と判定したpixel数
NPh：1ha当たりのpixel数（300dpiの場合，13950）
Ah ：対象箇所の面積(ha)TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki－ 859 －

１．空撮画像から海藻の分布が判別できない陸上や深い水深帯を切り取る

２．海藻の繁茂が確認できる色調に補正したのち、２階調化および藻場部分を抽出する

３．抽出した部分について、目視により海藻の有無の確認を行う

４．藻場として抽出した範囲のうち、対象とする部分のピクセル数を求める

５．求めたピクセル数から藻場の面積割合を算出する

図－5 空撮画像の解析フローc)モニタリング調査試験礁および六脚ブロックの海藻着生状況等を把握するため、現地モニタリング調査を実施した。調査は各ブロック(18 基)の全景、試験礁の各柱部(1 鉛直×24 面)の状況、試験礁の基礎部の状況、六脚ブロックの状況等について目視およびビデオ撮影で行った。
また、試験礁における海藻の着生、衰退の経年変化等を把握するとともに、植食動物による食害の有無およびその行動を長期に渡って観察するため、インターバルカ
メラによる定点撮影を実施した。インターバルカメラは、
黄枠:：藻場面積算出範囲 赤枠：:試験礁等設置箇所
試験礁のNo.8およびNo.10の2箇所に設置し、長期間の撮図－6
藻場の分布状況（茶色部分）影を行った。インターバルカメラの仕様を表－3に示す。
（上：2017年6月 中：2018年6月 下：2019年６月）
なお、本報告では主に長期間観測を行った試験礁No.8、No.10を含むd群およびe群について調査結果ならびに考が18.3%となっており、6月ほどではないが2019年が最も察を述べることとする。
値が大きくなっていた。しかし、6月から8月における藻場面積の変化に着目すると、2017年では3.1%の減少、
表－3 インターバルカメラの仕様
2018年では6.6%の減少、2019年では12.4%の減少となってインターバルカメラ
メーカー
brinnoおり、2019年では藻場の減少率が大きくなっていた。ま
型式
TLC200 Pro
た、図－6の赤枠で示した部分は本来、藻場が形成され寸法
W 64×D 46×H 106 mm
重量140 g (電池含まず)ない箇所であるが、試験礁等が設置されたことにより海画素数
130万画素 (有効画素)
光感度3,650 mV/lux-秒藻が着生している状況が確認された。
画角
フレームレート

水平105°垂直61°対角112°3～5 fps

3. 結果と考察(1)藻場の状況について
画像解析による藻場の分布状況（茶色に着色）の一例
を図－6に示す。また、藻場の面積割合の変化を図－7に示す。藻場の面積割合（6月）は、2017年が17.4%、2018年が19.5%、2019年が30.7%となっており、2019年の値が非常に大きいことがわかる。また、藻場の面積割合（8月）を見ると、2017年が14.3%、2018年が12.9%、2019年

TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki－ 860 －

図－7 藻場の面積割合

(2)試験礁・六脚ブロックの海藻着生について代表的な3つの群（c，d，e群）のブロックの海藻着生状況（2019年6月）を写真－2～4示す。
c群において、試験礁の柱部に海藻の着生が確認できた。しかしコンクリート面が見えていることから着生量としては多くはないものと思われる。底板部はほとんど海藻は見られず、ウニが多く生息していた。六脚ブロックは、海藻の着生がほとんど見られずブロックの形状がはっきり目視できる状況であった。また、多くのウニの生息が確認された。これらc群のブロックの設置水深は、天端水深で試験礁No.4が2.0m、試験礁No.5が2.7m、六脚ブロックNo.4が3.2mであった。これらは3つの群の中で最も深い水深である。
d群において、試験礁の柱部にコンクリート面が確認できないほど多くの海藻の着生が確認できた。底板部はc群と同様に海藻は着生しておらず、ウニが多く生息していた。六脚ブロックは、その形状が分からないほど多くの海藻の着生が確認できた。これらのブロックの設置水深は、天端水深でいずれも1.9mである。
e群はd群と同様に試験礁の柱部で多くの海藻着生が確認できた。また、底板部はウニが多く生息していた。六脚ブロックはd群ほどではないが海藻の着生が確認できた。これらのブロックの天端水深は試験礁No.10が1.6m、試験礁No.12が1.4m、六脚ブロックNo.6が2.4mである。

写真－3 ブロックに着生した海藻 d群 2019年6月
上:試験礁No.1 中:試験礁No.8 下:六脚ﾌﾞﾛｯｸNo.3

写真－4 ブロックに着生した海藻 e群 2019年6月
上:試験礁No.10 中:試験礁No.12 下:六脚ﾌﾞﾛｯｸNo.6

写真－2 ブロックに着生した海藻 c群 2019年6月
上:試験礁No.4 中:試験礁No.5 下:六脚ﾌﾞﾛｯｸNo.4

TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki－ 861 －

表－4 海藻レベルの基準
123
45

海藻レベルの基準
海藻無し
海藻がわずかに着生(基質の25%以下)
海藻が基質の50%程度に着生海藻が基質し、わずかに基質が露出(75%%以上に海藻着生)基質面をすべて海藻が覆う

52018No.8
2018No.10
2019No.8
2019No.104海藻レベル(3)海藻着生効果について
試験礁の海藻着生効果を把握するにあたり、佐藤ら4)による画像を用いて海藻レベルを数値化する手法を行った。具体的には、インターバルカメラで撮影した画像データがある試験礁No.8およびNo.10について、表－4に示す海藻レベルを用いてレベル1（海藻なし）からレベル5（最繁茂）までを分類し月ごとに整理した。この手法を用いれば、坪刈りで試料採取を行わないため、同一箇所での海藻の生長過程を順次把握することが可能である。
2018、2019年の試験礁No.8およびNo.10の海藻レベルをまとめた結果を表－5に示す。また、海藻レベルの時系列グラフを図－8に示す。海藻レベルは1月から増加し5月頃にレベル5（最繁茂）のピークを迎える。その後は急激に衰退し8月から11月までは海藻の着生が見られない状態になっている。この海藻の生長過程はまさにホソメコンブ(Laminaria religiosa Miyabe)の生活史5)と一致しているといえる。よって、d群およびe群に位置する試験礁は、大型海藻であるコンブ類（ホソメコンブ）が着生し、十分に繁茂する効果があるものと推察される。

3210

123456
月

789

1.0-1.5

年

月
1234567891011122019

計1015

e 群：試験礁 No.10020
1.5-2.0

2.0-2.5

2.0-2.5

水深帯(m)

1.5-2.0
2.5-3.0
3.0-3.5

10

ブロック範囲外

4.5-5.0

d 群：試験礁 No.8
05

1015

e 群：試験礁 No.12

200

ブロック範囲外

1.0-1.5

1.5-2.0

2.0-2.5

2.0-2.5

2.5-3.0
3.0-3.5
3.5-4.0
4.0-4.551015

ブロック範囲外

2.5-3.0
3.0-3.5
3.5-4.0

ブロック範囲外

4.0-4.5

4.5-5.0

4.5-5.0d 群：六脚ブロック No.305

1015

e 群：六脚ブロックNo.6020

1.0-1.5

1.0-1.5

1.5-2.0

1.5-2.0

2.0-2.5
2.5-3.0
3.0-3.551015

ブロック範囲外

コンブ（本/m2）

2.0-2.5
2.5-3.0
3.0-3.5

ウニ（個/m2）

4.0-4.5
4.5-5.0

ブロック範囲外

コンブ（本/m2）

ウニ（個/m2）

図－9 コンブとウニの生息水深帯(2019.6)－ 862 －20

ブロック範囲外

3.5-4.0

3.5-4.0

TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki

20

1.0-1.5

1.5-2.0

4.5-5.020

3.0-3.5
4.0-4.5ブロック範囲外

4.5-5.0

4.0-4.5

152.5-3.0
3.5-4.0

3.5-4.0
4.0-4.5

51.0-1.5

ブロック範囲外水深帯(m)

3－ （－）：付着物により記録なし
555321111229
2019No.8 2019No.10
備考23－4 （－）：付着物により記録なし
555
5
552
32
1
11111111222732

5

水深帯(m)

計

3－
55
42
1
1
11
1
125

考

水深帯(m)

2018

備水深帯(m)

123
4
56
78910
1112

2018No.10

水深帯(m)

表－5 海藻レベル(試験礁No.8, No.10)
2018No.812(4)植食動物による食害の影響について
磯焼け海域における藻場の維持・回復の阻害要因の一つに植食動物による食害が挙げられる6)。前出の写真－2，3を見ると、ブロックに多数のウニ（キタムラサキウニ，
Strongylo centrotus nudus）が生息しており海藻を摂餌していることがうかがえる。このウニ（食害生物）の生息数が多く、摂餌し易い環境においては、藻場の維持が困難イコール磯焼けということになる。そこで、d群およびe群においてコンブとウニの生息水深の状況を把握した。
図－9に2019年6月の試験礁d、e群における水深帯別の個体数（青色：コンブ本/m2，赤色：ウニ個/m2）を示す。
d群の試験礁では柱本体にウニの生息は確認されず、底板部に生息しているのみである。コンブは柱全体に着生し前述のとおり十分に繁茂している状態であった。e群
d 群：試験礁 No.1

月

11

図－8 海藻レベルの時系列

0年10

の試験礁においてもウニの生息は確認されず、コンブは十分に繁茂している状態であった。一方、六脚ブロック
はブロックの下部でウニの個体数が多く、コンブは水深の浅い天端部のみに着生する状況であった。
以上のことから、水深帯によってコンブとウニは棲み分けられており、比較的に水深が浅い部分にコンブが着生している。試験礁については柱本体でウニの生息が見られず、形状的にウニの這い上がり抑制効果があるものと推察される。それによりコンブの着生が維持できていることが判明した。
(5)海水温の影響について
ホソメコンブの現存量は、水温約5℃を境界として低水温ほど現存量が大きいといえる(Kawamata7))。また、
佐藤ら8)は、植食動物のウニが高密度に生息している環境下では、冬期の高水温により本来休眠状態であるはずのウニの摂餌が活発となり、海藻の発芽期およびその後の生長期に悪影響を与えていることを示している。
余市町前浜における2017年から2019年の月別平均水温の経時変化を図－10に示す。発芽期における水温を見ると、2017年の1、2月は水温が5℃（赤線）以下となっており、試験礁においてもホソメコンブが多く繁茂し遊走子放出の時期まで残存していた。2018年では1～3月の水温が5℃（赤線）以上と高くなっており、ホソメコンブの繁茂量が少なく、早い時期に藻場が消失していた。
2019年では1～3月の水温が低い傾向にあり、平均して5℃（赤線）以下の水温であったため、発芽期の水温がウニの摂餌を抑制するような低水温であり、ホソメコン
ブの繁茂に有利であったと推測される。
25

生長期

発芽期

遊走子放出期水温(℃)

20151052017年

2018年

2019年

0123456789101112

図－10 海水温の周年変化(余市町前浜)

４. 結論と今後の課題
以上をまとめると次のことがいえる。
(1)試験礁および六脚ブロックとも、海藻繁茂が確認され、藻場造成効果があると考えられる。
(2)試験礁における海藻レベルの時系列は、ホソメコン
ブの生長過程と一致している。

(3)ブロック形状、水深帯、水温環境から、植食動物であるウニの生息を抑制すると多くのコンブの着生が期待できるものと考えられる。
今後は、引き続きモニタリング調査を継続して海藻着生効果の持続性および海藻の遷移を把握することが課題である。また、図－11に示すような水産基盤整備における外殻施設への藻場造成機能の付加について検討していきたい。

港内側被覆工に試験礁を活用

港内側小段に試験礁を活用

図－11 水産環境整備への応用例

参考文献
1)向井 宏：藻場の生物群集(11)-沿岸環境と藻場-，海洋と生物 107，生物研究社，pp.470-475，1996
2)北海道港湾空港建設協会：会報北のみなと，No.76,
pp.8-9, 平成 24 年
3)（一社）寒地港湾空港技術研究センター：寒冷地における沿岸構造物の環境調和ガイドブック, 平成 29 年
4)佐藤 仁・瀬戸岳史・渡辺航希・山下俊彦：寿都漁港
背後小段上の海藻の変動特性, 土木学会論文集B3（海洋開発）, Vol.71, No.2, pp.933-938, 20155)船野 隆：ホソメコンブの生態 第１報 生活史と核相交番，および配偶体と幼胚体の生理生態，北海道立水産試験場報告25, p.70, 1983
6)水産庁：改訂磯焼け対策ガイドライン, p.13, 平成 27
年3月7)Kawamata,S：Modeling the feeding rate of sea urchin
Strongylocentrotus nudus(A.Agassiz) on kelp J.EXP. Mar.
Biol. Ecol, 210, pp.107-127, 1997
8)佐藤 仁・山本 潤・黄金崎清人・鳴海日出人・清野克徳・山下俊彦：背後小段部を有する防波堤構造物における藻場回復手法の検討, 土木学会論文集B2（海岸工学）, Vol.67, No.2, pp.1106-1110, 2011

TAKAUCHI Syota, SATO Jin, SANO Tomoaki－ 863 －