第64回(2020年度) 北海道開発技術研究発表会論文

ICTを活用した希少野生動物モニタリングについて－北海道横断自動車道（阿寒IC～釧路西IC間）における事例－
釧路開発建設部 道路設計管理官付
道路設計管理官
パシフィックコンサルタンツ（株）○及川 秀一大江 祐一
小林功

北海道横断自動車道（阿寒IC～釧路西IC間）は、釧路湿原等豊かな自然環境に隣接する自動車専用道路であり、沿道や周辺にはタンチョウ、シマフクロウ、キタサンショウウオ等の希少野生動物の生息が確認されている。釧路開発建設部では、これら保全対象種の生息状況把握にあたり、ICTを活用した希少野生生物モニタリングを導入している。本稿では、その導入経緯、手法および結果を報告するものである。
キーワード：保全・共生、自然環境、ICT、希少野生生物

2. 北海道横断自動車道（阿寒IC～釧路西IC）における環境保全の背景

1. はじめに
近年、ICT（Information and Communication Technology：情報通信技術）は、スマートフォン、タブレット端末、ソーシャルメディア、タブレット等、急速に進化・普及しており、我々のライフスタイルやワークスタイルに大きな変化をもたらしている。我が国では、行政・教育・医療・農業等、様々な分野で効率化や精度向上等を目的としたICT利活用の取組が進んでいる。国土交通省においても、生産性革命プロジェクトの一つで、調査・測量、設計、施工、検査、維持管理等に至る全ての建設生産プロセスでICTを全面的に活用することにより建設生産システム全体の生産性向上を目指すi-Construction(アイ・コンストラクション)の取組を進めている。
一方、環境調査業務、特に希少動植物を対象とした自然環境分野では、依然として熟練技術者（調査員）の現地踏査による人力調査が主流である。人力の現地調査は危険を伴うことが多く、踏査による自然環境への負担（調査圧）も懸念される。また、少子高齢化社会が進展する中、自然環境調査技術の若手技術者への継承は困難になりつつある。よって、調査の効率化、調査員による調査精度の向上、調査員の安全確保、生息環境の攪乱抑制、生息情報の伝達など、大きな課題となっている。
釧路開発建設部では、こうした課題に対応するため、環境保全対策に関する現地環境調査にICT技術を試行の上、導入している。本稿では、希少野生生物保全に向けた効率的な現地情報の把握手法として、ICTを活用したタンチョウ（Grus japonensis）、シマフクロウ（Ketupablakistoni ） 、キ タサ ン ショ ウ ウオ （ Salamandrellakeyserlingii）のモニタリングの取り組みおよび結果について報告する。

北海道横断自動車道は、黒松内町を起点とし、根室市・網走市に至る延長約694kmの高速自動車国道である。
その一部を担う本別IC～釧路西IC間（以下、本事業という。）については、白糠IC～阿寒IC間が平成28年3月に供用され、令和3年2月現在、未供用区間である阿寒IC～釧路西IC間の道路整備を鋭意進めている。
本事業区域周辺には、国の特別天然記念物で国内希少野生動植物種のタンチョウ、国の天然記念物で国内希少野生動植物種のシマフクロウ、釧路市の天然記念物キタサンショウウオなど、希少な野生動物が生息している。
これらの希少野生動物に配慮した事業を推進するため、平成16年度の工事着手前より環境調査を実施し、学識経験者の助言を踏まえ、モニタリング調査、環境影響検討
及び環境保全措置を行っている。工事の実施及び道路の供用時における保全対策検討は、保全対象種の生息状況を基に行われるため、希少生物の生息状況を効率的な手法で高精度に把握することが求められていた。

3. UAVを活用したタンチョウ生息状況調査（1） タンチョウの生態など
本種は、1952 年に特別天然記念物に指定されている。
さらに、絶滅の危険が増大している種として、環境省レッドリストにおいて絶滅危惧Ⅱ類（VU）（【鳥類】環境省レッドリスト2020）に指定されている。
本種は、北海道道東地域の広大な水辺の多い湿地や原野に生息する留鳥で、冬季に集団越冬地で越冬する。食OIKAWA Shuichi, OOE Yuichi, KOBAYASHI Isao
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性は雑食性で、植物の種子・芽、昆虫、ミミズ、カエル、魚類など様々なものを食べる。営巣は、湿原や原野で行われ、地面にヨシなどを積み上げて雌雄が協力して造巣する1), 2)。かつては激減し絶滅が心配されたが、給餌や保護活動の成果で2019 年度の段階で約1,800 羽の生息が確認されている3)。
(2) 高性能ドローンの活用
釧路地域における本種の繁殖調査は、NPO等によるセスナ機等を用いた高空からのモニタリングが実施されてきた。そこで、セスナ機調査結果をヒアリングすることで調査精度の向上をこれまで図ってきた。セスナ機などによる調査は、200ｍ以上の上空からモニタリングすることから、騒音や飛行物自体のタンチョウへの影響が少なく、正確な営巣情報を得る手法として確立されている。セスナ機等を用いた調査は、広域の営巣状況を把握するのに適しているが、狭い範囲を調査するには費用が高額となる。このため、本事業では、より簡便でタンチョウに影響が少なく、精度の高い生息情報が得られる調査手法の採用が課題であった。
これらの経緯を踏まえ、初めに、産業用無人ヘリコプター(全長3,630mm)の有効性検証を行った。ラジコンヘリは、ガソリンエンジンを使用するため騒音が大きく、タンチョウの繁殖期において騒音の影響が懸念された。
次に、小型ドローン（Phantom 2：DJI社製）を用いたタンチョウ飼育個体（釧路市丹頂鶴自然公園ケージ内）への影響確認試験を行った。試験の結果、警戒声を発するなどの異常行動は確認されなかった。しかし、飛行時間が約10分程度と短いことから、不特定のタンチョウの探索は困難なこと、風速が5m/s以上では安全に飛行出来ない制約があることなどの課題が残った。
これらを踏まえ、飛行時間や騒音、安全性の確保に着目し、軍事向けに開発された高性能なドローン（SkyRanger：Aeryon Labs Inc.製）をタンチョウ生息状況調査に使用した。本機種は、各種センサー搭載による自律制御飛行により墜落を回避するシステム構成になっている。最高速度50km/h、飛行範囲3～4ｋｍ、最大飛翔高度450ｍ(対地高度)であり、最大瞬間風速25ｍにも耐え得る。さらに、バッテリー駆動も50分と長時間飛行により幅広い環境での利用が可能である。カメラは、2000万画素、デジタルズーム60倍まで対応しており、200ｍ上空からも高解像度で撮影可能である。調査は、釧路市内の湿原域でタンチョウ野生個体を対象とした。ドローンは、定点観察により確認されたタンチョウ推定営巣箇所から100ｍ以上離れた箇所で離陸させ、200ｍ上空からタンチョウの生息箇所まで水平に移動させた。生息箇所
では、タンチョウの反応を確認しながら飛翔高度を徐々に下げ、ドローンに搭載されたカメラにて上空より画像撮影および動画撮影を行った。なお、タンチョウへの安全性に配慮し、有識者立会いの元で実施した。

調査の結果、雛を帯同した家族行動や抱卵個体が確認された（写真-1,2）。また、タンチョウ確認箇所で最低地上高さ100ｍまで降下したが、タンチョウに忌避行動や異常は確認されなかった。
タンチョウ等、湿原で営巣する種は、ヨシなどの遮蔽物により、地上の調査員からは営巣位置の特定や繁殖状況の把握が困難である。しかし、ドローンの活用により、タンチョウへの影響が大きい時期に繁殖状況や営巣地の正確な位置情報を短時間で得られる等、経済的かつ効果的な調査手法を確立した。

写真-1 抱卵個体確認状況（飛翔高度約100ｍ）

写真-2 抱卵個体確認状況（60倍ズーム）

4. 野鳥音声解析ソフトを用いたシマフクロウ調査(1) シマフクロウの生態など
本種は、開発により急激に国内の生息数を減らし、1970～80 年頃には70 羽程度まで生息数が落ち込み、絶滅が危惧された4)。このため、平成5年に「シマフクロウ保護増殖事業計画(環境庁、農林水産省)」が策定され、平成25年には、「シマフクロウ生息地拡大に向けた環境整備計画（環境省、林野庁）」が策定されている。巣箱と給餌池の設置を中心とした30 年近くにわたる保護増

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周波数

殖事業の成果もあり、本種の個体数は減少から漸増へと転じ、現在では約165 羽にまで回復している5)。
本種は、魚類を主食としているが、カエルや小型の哺乳類なども食べる。鳴声については、雌雄で鳴き交わす
時には「ボーボー、ウー」等、はっきりとその違いが出てくる6)（図-1参照）。

①声紋の抽出(2) 野鳥音声解析ソフトの活用
時間
本種の生息状況把握については、鳴声および痕跡確認調査が基本となる。鳴声調査は、日の入り1時間前から4②声紋データの周波時間程度任意に移動しながら実施している。痕跡調査は、数の時間変化を抽出
日中にシマフクロウの利用環境である河川沿いを踏査し、足跡、糞、羽根、食痕などの痕跡を記録している。さらに、鳴き声調査の定点付近にICレコーダーを設置し、夜③シマフクロウの鳴き声間に環境音を8時間程録音し、回収したICレコーダーのの標準パターンと比較音声を再生し本種の鳴声を聞き取りしていた。しかし、標準パターン録音データの聞き取りには、相当量の時間や人員が必要であり、その効率性及び精度確保に課題があった。
図-2 鳴声の抽出方法の概要
これらの経緯を踏まえ、野鳥音声解析ソフトを用いた鳴声調査を試行の上、実施している。本ソフトは、富士通九州ネットワークテクノロジーズ株式会社が技術開発
5. 小型発信機によるキタサンショウウオ行動追跡したものであり、雄と雌が鳴き交わすときの音声スペクトル（声紋）のパターンに着目し、録音データの中からシマフクロウの鳴声の音声パターンを自動で認識し、シ(1) キタサンショウウオの生態などマフクロウの音声を高精度で抽出することが可能である。
本種は、日本では主に釧路湿原（ほかに北方領土の国
本ソフトでは、入力データのスペクトルから声紋を抽出後島の湿原域等）で生息する小型サンショウウオの一種
し（①）、声紋の時間変化パターンを抽出する（②）。
である。全長は11～13cm、体色は全体的に褐色で、背面そして周波数の時間パターンと鳴き声の標準パターンをの頭部から尾部にかけて金色の太い帯がある。（写真-3比較し（③）、その差が閾値以下なら、鳴き声として判参照）このため、釧路市の天然記念物に指定されている定する（図-2参照）。
ほか、絶滅のおそれのある野生生物として、環境省レッ
調査対象は、事業箇所周辺の4箇所とし、調査時期は、 ドリストにおいて絶滅危惧IB類（EN）（【両生類】環境6月、8月、10月、2月の録音データとした。
省レッドリスト2020）に指定されている。
野鳥音声解析ソフトによる解析の結果、4箇所中、1箇所でのみシマフクロウの鳴声が検出された。時間帯別の検出回数では、22時～23時に多く検出された。
本ソフトの活用により、解析時間は約1/100に短縮され、ヒューマンエラー防止により調査効率化・精度向上を図ることができた。
雄の声紋
写真-3 キタサンショウウオ
雌の声紋

図-1 シマフクロウ音声解析例(2) 小型発信機を用いた行動追跡
本種の保全対策の検討にあたっては、本種の移動経路の把握が必要であった。しかし、本種の行動特性については、これまで墜落わなやラジオテレメトリー法による把握がされているが、その情報はまだ断片的であり、その多くは明らかとなっていない。そこで、有識者の意見を踏まえ、小型発信機による本種の行動追跡を行った。

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－ 229 －キタサンショウウオの発信機調査は、環境省による研究等で先行事例があり、これらの知見を参考とした7）。
使用した発信機は、キタサンショウウオへの取り付けや移動阻害防止等を考慮した形状・サイズで特注したものを使用した（表-1参照）。
表-1 小型発信機の仕様
サイズ
重量 電池寿命
本体：約1.0ｃｍ
約0.3約30日
アンテナ部：約4.5ｃｍｇ

周波数48MHz帯

発信機装着の際は、装着個体に麻酔をかけ、尾部に人用の手術糸で縫い付ける手法とした（写真-4参照）。追跡対象個体は、春季に繁殖水域において任意捕獲した成体及び春季から秋季に捕獲わなにおいて捕獲した成体のうち、比較的サイズの大きなものを用いた。追跡期間は、本種が活発に移動する時期を考慮し、6月、9～10月とした。個体追跡は、放逐直後は活発に移動し、見失う可能性があるため4時間毎、6時間毎等短間隔で電波を受信して位置を特定し、その後は12時間毎、24時間毎に位置特定を行った。なお、位置特定に際しては、アンテナ、受信機の感度を調整することで、数センチの精度で位置を特定した。調査期間は装着した発信機が脱落した場合を除き、原則として5日間以上追跡を実施した。個体の確認には、PITタグを併用し、確認作業による負荷を最小限とした。
19個体の追跡うち、1日の最長移動距離は58.2ｍであった。また、2個体については、約1か月間（総移動距
離：32.09m、52.92m（図-3参照））追跡することができた。追跡結果から、夏季よりも越冬場所への移動時期に当たる秋季に活発に移動する傾向が見られた。しかし、移動の方向性に一定の傾向は見られず、越冬地等遠隔地への大きな移動は確認されなかった。
小型発信機を用いた行動追跡により、調査地区における本種の生息範囲を明確にすることができ、実効性の高い経済的な保全対策の検討・採用に資する定量的なデータを得ることが可能となった。

写真-4 小型発信機装着状況

図-3 個体追跡結果（総移動距離52.92ｍ）

6. おわりに
今回、従来の環境調査が有する課題を解決するため、ICTを活用した調査技術の導入事例について紹介した。
近年、電子機器・装置の小型化・高性能化に伴い、センサー技術の多様化・高度化が進んでいる。今後、5G（第5世代移動通信システム）等の次世代移動通信システムの導入が期待されており、現地で大量のデータを取得し、無線ネットワークを介して遠隔地にいながらそのデータを処理・解析することが可能になると考えられる。
釧路開発建設部では、今後もICTを活用した希少生物モニタリングの取り組みを積極的に進めると共に、これらの技術により、一層の効率化と精度向上を図り、さらに、これらを公表することで他の開発事業における自然環境保全およびその調査の一助になるよう知見の蓄積に寄与していきたいと考えている。
謝辞：本稿における調査及び環境保全措置の検討においてご指導をいただいた学識経験者の皆様に厚く御礼申し上げる。
参考文献
1) 正富宏之．タンチョウそのすべて．北海道新聞社．
2000．6-253
2) 日高敏隆ほか編．日本動物大百科3 鳥類I．平凡社．
1996．132
3）NPO 法人 タンチョウ保護研究グループHP
4）環境省、林野庁. シマフクロウ生息地拡大に向けた環境整備計画.2013
5）環境省. シマフクロウ保護増殖検討会 公表ﾃﾞｰﾀ.
20186）山本純郎. シマフクロウ. 北海道新聞社. 1999
7）環境省. 美濃地区におけるテレメトリー法を用いた行動圏調査. 太田宏ほか.2007

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