平成30年度

鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

赤潮総合対策調査事業−Ⅱ(赤潮対策技術高度化事業−１)
赤潮広域モニタリング高度化
高杉朋孝，宮田翔也,森島義明【目的】
Chattonella 属や Cochlodinium 属などの赤潮により漁業被害の発生している八代海や鹿児島湾において，有害赤潮プランクトンの発生状況及び海洋環境を広域的に監視するとともに，赤潮プラン
クトンの増殖特性等の把握により赤潮発生機構を解明し，漁業被害の防止に資する。

【方法】
１

漁場環境のモニタリング調査
鹿児島湾の 12 定点（図1）及び八代海全域における 9 定点（図 2）において以下の項目を調査した。
調査項目：気象，海象（水温，塩分，透明度，水色）
水質※(DO,pH,NO ２-N,NO ３-N,NH ４-N,PO ４-P,DIN,DIP,Si,Chl-a)
プランクトン（各層採水）※水質項目の略号の説明は，別稿「有害・有毒プランクトン情報発信事業」に記載

図1２

鹿児島湾における調査点

図2

八代海における調査点

赤潮発生動向調査（１）プランクトン発生動向調査
鹿児島湾で周年，八代海で 5 〜 9 月にモニタリングを行った。
（２）赤潮の発生要因・非発生要因の検証

平成 30 年 3 月中旬から 4 月中旬にかけて鹿児島湾奥部で Heterosigma akashiwo（以下，H.-akashiwo 赤潮が発生したことから，県事業で得られたデータや気象データ等も含めて発生・衰退要因の解析を行った。また，今年度，Chattonella marina（以下，C.marina）赤潮は発生

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鹿児島県水産技術開発センター事業報告書しなかったので，(1)の結果や気象データ等から非発生要因を考察した。
（３）既存データ等を用いた解析調査で得られたデータについて過去のデータ，既往知見や室内実験結果との比較等を行い，有害赤潮発生の特徴を把握するとともに，発生機構の解明に向けて解析を行った。解析においては C. marina および H. akashiwo の赤潮発生年・非発生年における環境条件の違いを検討した。平成 12 〜 30 年（過去 18 年）の本事業調査定点⑪（牛根境沖）で得られた毎月の表層および底層水温，表層塩分，表層 DIN 濃度，湾奥部 9 定点の月別平均透明度，
気象庁統計情報による溝辺アメダスにおける毎月の降水量および年間降水量，牧之原アメダスにおける毎月の平均気温，平均風速，最大風速，鹿児島市で観測された月平均全天日射量，鹿児島湾内で河川流量が最も多い天降川の湯田橋観測所における月別流量，鹿児島地方気象台における桜島の月別の噴火回数，降灰量，C.marina 初認日，入梅日（計 16 要素のデータ）を解析に使用した。解析項目は，将来的にも同質なデータの入手が見込めること，海域を代表し得るデータであること，赤潮発生より以前に入手できることを念頭に選択した。
月ごとのデータについては，C. marina 赤潮は平成 12 年度以降，5 〜 7 月に発生していたことから，7 月までのデータを使用した。また，H. akashiwo については 3 月と 5 月に発生していたことから，3 月発生年と 5 月発生年について，別々に解析し，前者については 3月までを，後者については 5 月までのデータを使用した。
C. marina については，平成 12 年以降の鹿児島湾の年別赤潮発生状況から「大規模発生年」，「小規模発生年」，「非発生年」の 3 つに類型化し，それぞれ環境条件データとの関連性を解析した。なお，「大規模発生」は，最高細胞密度 100 cells /mL 以上，赤潮継続日数 10 日以上を満たすものとした。パターン 1 では「大規模発生年」と「小規模発生年」のグループに対する「非発生年」の比較，パターン 2 では「大規模発生年」に対する「小規模発生年」と「非発生年」グループの比較をした。次に，類型別に各要素の差を，Welch の t 検定および Mann-Whitney の U 検定によって統計処理した。その後，抽出された要素を用いて，「線形判別分析」を行った。
H. akashiwo については，3 月に赤潮が発生した年と 3 月に発生しなかった年の比較をパターン１とし，5 月に赤潮が発生した年と 5 月に発生しなかった年の比較をパターン 2 とし，解析を行った。

【結果及び考察】１漁場環境のモニタリング調査
鹿児島湾，八代海の海象及び水質については，別稿「有害・有毒プランクトン情報発信事業」及び平成30年度水産庁委託 漁場環境改善推進事業「赤潮被害防止対策技術の開発」報告書に記載
２赤潮発生動向調査（１）プランクトン発生動向調査
鹿児島湾，八代海のプランクトンの発生状況については，別稿「有害・有毒プランクトン情報発信事業」及び平成30年度水産庁委託 漁場環境改善推進事業「赤潮被害防止対策技術の開発」
報告書に記載平成30年度

鹿児島県水産技術開発センター事業報告書（２）赤潮の発生要因・非発生要因の検証

ア．H. akashiwo 赤潮の水平分布の経時変化の整理
H. akashiwo 赤潮の最高細胞密度の推移を図 3 に，H. akashiwo 赤潮の発生状況を図 4 に示す。3 月 12 日に地元漁協が湾奥部東側で着色を確認し，3 月 13 日に調査したところ，牛根麓沖で濃密な着色がみられ，最高 53,000 cells /mL であった。14 日は牛根麓沖〜福山沖にかけて，15 日は加治木沖〜隼人沖で着色がみられ，最高 227,000 cells /mL であった。19日には隼人沖の他，重富沖，桜島北東地先でも着色が確認された。以上のように，当初は湾奥部東側で確認された着色域が，湾奥部中央部，湾奥部西側，さらには湾奥部全体に次第に拡大した。
20 日には国分〜重富，桜島北部地先，牛根境〜辺田地先で着色が確認され，21 日には重富沖で 154,300 cells /mL が確認された。22 日〜 27 日までは最高が 100,000 cells /mL 以下で推移したが，28 日に隼人沖で 187,300 cells /mL が確認された。29 日〜 4 月 2 日にかけて減少傾向となり，4 月 3 日には最高が姶良市白浜沖の 470 cells /mL となり，赤潮は終息した。

図3

H.akashiwo赤潮の最高細胞密度の推移

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鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

図4

H.akashiwo赤潮の発生状況

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イ．H.akashiwo 赤潮の発生・衰退要因
図 5 に降水量および日照時間の推移を示す。降水量については，2 月 28 日〜 3 月 8 日に平年より多い，合計 181 mm が観測された。また，3 月 16 日〜 21 日に合計 62 mm が確認された。3 月 22 日〜 4 月 3 日は降雨が確認されなかった。3 月上旬の日照時間は平年より少なかったものの，2 月下旬と 3 月中旬は平年並み，3 月下旬〜 4 月中旬はかなり多かった。
競合種である珪藻類について，1 月中旬〜 4 月下旬にかけての湾奥部の Stn.⑧，Stn.⑪での最高は，3 月 13 日の Chaetoceros sp.の 5 cells /mL と低密度で推移した。
図 6 に，水温，塩分，DIN および DIP 濃度の推移について示す。また，図 7，図 8 に赤潮発生期間の DIN，DIP の推移についてそれぞれ示す。水温は 2 月中旬以降，概ね 15 ℃以
上と H. akashiwo の増殖至適水温（15 〜 25 ℃，Shikata 2009）であった。塩分は，2 月中旬
以降，表層で 33.2 〜 34.3，10 m 層で 33.7 〜 34.7 の範囲にあった。栄養塩は，3 月 13 日〜
4 月 3 日の DIN 濃度の湾奥部 9 定点の平均値は，1,000 cells /mL の個体群が維持されるために最低限必要とされている 1.7 μM（紫加田・本城 2016）を 3 月 13 日，21 日，23 日以
外は下回っていた。同期間の DIP 濃度の湾奥部 9 定点の平均値は，1,000 cells /mL の個体群が維持されるために必要とされている 0.1 μM を 3 月 28 日以外は上回っていた。図 9 にStn.⑥，⑦の DIN および DIP 濃度と H. akashiwo の最高細胞密度の推移を示す。図 6 では，
DIN 濃度は一貫して不足していたようにも見えるが，図 9 では，H. akashiwo の増加が確認された場所で栄養塩が豊富に存在していたことが示されている。また，DIN および DIP 濃度は降雨後に河川水の影響を受けやすい河口付近で増加していたことから，供給された栄養塩の多くは陸水に由来すると考えられた。
これらのことから，H. akashiwo 赤潮発生期間中の水温，塩分は至適レベルであり，競合種である珪藻類が少なく，赤潮発達時には栄養塩も豊富に存在していたことが発生要因として考えられた。また，赤潮が衰退し始める約 1 週間前の 3 月 22 日以降は降雨がなく栄養塩の供給が少なくなったこと，それに対し，赤潮が極めて高密度化したことで個体群を維持するために必要な栄養塩量が不充分になったことが，衰退要因として考えられた。

(降水量：溝辺アメダス，日照時間：牧ノ原アメダス)

図5

降水量及び日照時間の推移図6
低限必要な濃度

04/5

4/3

4/1

0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
3/30

3/28

3/26

3/24

3/22

3/20

3/18

1
4/1

3/27

3/22

3/17

3/12

3/7

3/2

2/25

2/20

2/15

塩分

33

3/16

2

3/14

4

3/12

湾奥０ｍ
湾奥1０ｍ
DIP（μg-at/L）

4/1

3/27

3/22

3/17

3/12

3/7

3/2

2/25

湾奥1０ｍ

3/10

4/5

4/3

4/1

33/303/28

3/26

3/24

3/22

3/20

3/18

2/20

2/15

水温（℃）

201918171615141312

3/16

3/14

3/12

3/10

DIN（μg-at/L）

平成30年度鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

湾奥０ｍ

3534
湾奥０ｍ

湾奥1０ｍ

3231

湾奥０ｍ
湾奥1０ｍ

水温，塩分，DIN，DIPの推移（湾奥部9定点平均）.横線はH.akashiwoが生残するために最平成30年度

鹿児島県水産技術開発センター事業報告書※x軸は経度，y軸は緯度を示す
図7

H.akashiwo 赤潮発生期間のDINの推移

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図8

H.akashiwo 赤潮発生期間のDIPの推移

平成30年度

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St.⑥

Heteroshigma akashiwo の最高細胞密度の推移

図9 St.⑥，⑦のDIN，DIP，H.akashiwoの最高細胞密度の推移．H. akashiwoの最高細胞密度はSt.⑥，⑦付近で確認された最高細胞密度を使用．

平成30年度

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ウ．C.marina 赤潮の非発生要因
平成 30 年度は，C. marina による赤潮は発生しなかった。鹿児島湾において C. marina 赤潮の発生がみられる 6 月前後，水温は本県におけるこれまでの増殖傾向から考えられている好適範囲内（23 〜 26 ℃）にあり，塩分は 6 月上旬までは好適範囲（30 以下，西広海ら2009）より高かったが，6 月中旬〜 7 月上旬は範囲内にあった。また，5 月下旬〜 7 月上旬までの日照時間については，6 月下旬は多かったものの，それ以外はかなり少ない〜平年並みで推移した。また，栄養塩濃度（特に DIN）は 5 〜 7 月にかけて低濃度で推移し，Chattonella antiqua の半飽和定数（硝酸塩で 1.0 µM，リン酸塩で 0.11 µM，Nakamura et al. 1988）以下であったことから C. marina についても同様に増殖制限下にあった可能性がある。
さらに，競合種である珪藻類は 5 月下旬以降増加傾向で，7 月下旬まで高密度で推移しており，増殖に不適な環境であった。
以上のことより，C. marina 赤潮の頻発時期に，栄養塩が低濃度で推移し，競合種の珪藻が多かったことが非発生の要因と考えられた。
（３）既存データ等を用いた解析
C. marina の赤潮発生−非発生間で統計的に有意な差が認められたのは，パターン１においては，Welch の t 検定で 6 要素（p ＜ 0.05），Mann-Whitney の U 検定で 5 要素（p ＜ 0.05），パターン２においては，Welch の t 検定で 4 要素（p ＜ 0.05），Mann-Whitney の U 検定で 5要素（p ＜ 0.05）であった。抽出された要素は，両検定間および両パターン間においてほぼ共通していた。
両検定で有意な差が認められた要素を確認したところ，パターン１では，赤潮発生年は非発生年と比べて，1 月の河川流量が少なく，5 月の塩分が高く，6 月の日射量が少なく，6 月の平均気温が低く，6 月の透明度が低い傾向が見られた（図 10）。
１月の河川流量

６月の全天日射量

4002000815透明度(m)

600

10

51
非発生年

2発生年

364200001
非発生年

2発生年

32発生年

301
非発生年

６月の気温

５月の塩分
34233322気温(℃)

塩分

６月の透明度1020

全天日射量(MJ㎡)

河川流量(㎡s-1)

800

323121203001
非発生年

2発生年

19301
非発生年

図10 鹿児島湾における C.marina 赤潮発生年の特徴解析例

2発生年3平成30年度

鹿児島県水産技術開発センター事業報告書パターン 2 では，赤潮発生年は非発生年と比べて，1 月の河川流量が少なく，5 月の塩分が高く，6 月の日射量が少なく，6 月の平均気温が低い傾向が見られた。また，パターン 1，2 に共通して，有意差はないものの赤潮発生年は非発生年に比べて，２月の気温が低く，5 月の透明度が高い傾向が見られた（p ＜ 0.1）。
両検定で有意な差が認められた要素のうち， 6 月に関する要素については赤潮の主発生時期であり，赤潮発生の予察に使用できないため，それを除いた「1 月の河川流量」と「5 月の塩分」を用いて判別分析による解析を行った（図 11）。これによると赤潮発生予測の判別率は，90.9 ％であった。

図11 鹿児島湾における C.marina 赤潮の判別結果例
H. akashiwo の赤潮発生−非発生間で統計的に有意な差が認められたのは，パターン１においては，Welch の t 検定で 5 要素（p ＜ 0.05），Mann-Whitney の U 検定で 1 要素（p ＜ 0.05）であったが，両検定間では共通していない要素であった。パターン２においては，Welch の t
検定で 2 要素（p ＜ 0.05），Mann-Whitney の U 検定で 8 要素（p ＜ 0.05）であった。Welch の t
検定で抽出された 2 要素については，Mann-Whitney の U 検定で同様に抽出された。抽出された要素を確認すると 1 月の降水量が多く，5 月の水温が高い傾向が見られた（図 12）。
５月の平均水温2410022水温(℃)

降水量(mm)

１月の降水量150

502018001

非発生年

2発生年

301非発生年

2発生年

図12 鹿児島湾における H.akashiwo 赤潮発生年の特徴解析例

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鹿児島県水産技術開発センター事業報告書

引用文献
Shikata T(2009) Studies on the mechanisms of bloom development in the raphidophyte Heterosigma akashiwo .PhD thesis,Kyusyu University,Fukuoka.
紫加田知幸，本城凡夫(2016).赤潮ラフィド藻 Heterosigma akashiwo の生理生態.有害有毒プラン
クトンの科学 232-240
西広海，田原義雄．赤潮総合対策調査事業−Ⅱ（有害赤潮発生に関する生態学的研究）．平成
21 年度鹿水技セ事報
Nakamura, Y., J. Takashima and M. Watanabe(1988)Chemical environment for red tides due to Chatto
nella antiqua in the Seto Inland Sea,Japan Part 1.Growth bioassay of the seawater and depen
dence of growth rate on nutrient concentrations.J.Oceanogr.Soc.Jpn.,44:113-124.