洋上風力発電施設稼働時の水中音と海洋生物の行動
Underwater Sound of Offshore Wind Turbine Generator System
during Operation and Behavior of Marine Organisms
髙原英生*・富安 信**・村田政隆***・伊藤 靖*・桜井泰憲****
Hideo TAKAHARA, Makoto TOMIYASU, Masataka MURATA, Yasushi Ito and Yasunori SAKURAI* (一財)漁港漁場漁村総合研究所，** 北海道大学大学院水産科学研究院，*** 北海道立工業技術センター，**** (一財)函館国際水産・海洋都市推進機構，函館頭足類科学研究所
The frequency of underwater sound generated from the offshore wind turbine ranges from a few tensof hertz to hundreds of hertz to which fish audibility sense is high; accordingly marine organisms
which inhabit near the offshore wind turbine are continuously exposed to underwater sound for a longtime. There are lots of studies that consider the effects of temporary sound of offshore wind turbines
on organisms and an ecosystem. On the contrary, the studies of the effect of long-term exposure ofunderwater sound on the behavior of marine organisms are rare.
Using multiple video cameras, we observed how Pagrus major and Todarodes pacificus in captivity
behaved when low-frequency underwater sound was generated and verified the effect. In the firstexperiment, Pagrus major and Todarodes pacificus tended to avoid the place with high sound pressurelevel during swimming. In the second and subsequent experiments, there was no difference inswimming place depending on the presence/absence of underwater sound. We found that both species
gradually acclimate to continuous underwater sound, though temporary avoidance behavior wasconfirmed.
Key Words : offshore wind turbine, low-frequency noise, Pagrus major, Todarodes pacificus

1．はじめに

2．実験概要
2.1 マダイ

近年，地球温暖化の加速を懸念し，世界的に「低炭素社会」から「脱炭素社会」への転換を目指す中，日本で2019，2020 年度に，浅虫水族館の飼育展示水槽であるは主力的な再生可能エネルギー源として，地理的利点か 青森特別水槽(青特水槽，長さ：13m, 左側幅：3m，右側ら洋上風力発電(洋上風発)に大きな期待が寄せられている． 幅：1.5m，水深：1.3m，容量：30 トン，水温：18℃)を用
洋上風発は陸上風発に比べ，設置や維持にコストはかか いて，音圧分布測定とマダイ(15 個体)への影響評価を行るが，洋上の風は陸上よりも強く安定しており，設置台 った(図-1)．
数当たりの電力生産量が大幅に増加する 1)．
洋上風発から発生する音は，多くの魚類の可聴範囲である低周波数成分が主要であり 2,3,4)，洋上風発周辺に生息する魚類は，長期間水中音に曝露され続けることになる．
これまで，こうした生物や生態系への洋上風発の影響は，構造物建設に伴う採掘衝撃音の影響評価など，一時的な音の影響を検討したものが多く，長期間水中音に曝露された場合の海洋生物の行動に及ぼす影響を検討したもの
図-1 浅虫水族館青特水槽外観はほとんどない．
そこで，青森県営浅虫水族館においてマダイ，函館市 (1)実験方法
国際水産・海洋総合研究センターにおいてスルメイカの本実験では，専用の水中音響機材の代わりに電子計測飼育実験を行い，洋上風発からの低周波水中音が，それ 分野の基本測定器等を用いた．音の放射および測定に関らの行動に与える影響を調査・検討した．
するシステム構成を図-2 に，使用した主な構成機器および設定値を表-1 に示す．
放射については，信号発生器で正弦波を生成し，オー― 63 ―

ディオアンプを介して水中スピーカから純音として放射した．なお，信号発生器とオーディオアンプ間には，効率よく電力を伝送することを目的に，50Ω/75Ω のインピーダンス変換回路を設けた．測定系では，安価な水中マイクを使用し，受信器のボリュームに影響されない LINE
信号をオシロスコープに接続し，オシロスコープのFFT機能を用いて特定周波数の強度を記録した．
水中スピーカを水槽内に設置し，周波数 100Hz，波形発生器電圧 2.0V，アンプボリューム 60 の条件で環境雑音内に水中音を発生させた．青特水槽内を 19 に区割りし，それぞれの区画の音圧レベルを水中マイクで計測した．
マダイへの影響評価では，15 分無音，15 分放音を 1 試行として音圧分布測定と同じ音を発生させた．観察は，複数のビデオカメラにより，水槽内の水平・鉛直的なマダイの移動を記録した(図-3)．

純音＝正弦波

2.2 スルメイカ
2021 年 7 月 20-23 日に，函館市国際水産・海洋総合研究センターの大型実験水槽(幅：10m，奥行：5m，深さ：6m(本実験では3mに設定)，容量：300 トン(本実験では 150トンに設定)，水温：15℃)を用いて，音圧分布測定とスルメイカへの影響評価を行った(図-4)．飼育個体は，7 月19 日に函館市古部沖の定置網にて 181 個体(平均外套背長：157±16.6 mm)を採集して用いた(図-5)．

50Ω/75Ω 変換回路
アンプ

信号発生器

FFT

受信機
水中スピーカオシロスコープ

水中マイク

図-4 大型実験水槽

図-2 実験システム構成
表-1 構成機器および設定値

図-5 スルメイカの採集海域

図-3 行動観察用機材(2)実験方法
信号発生器で正弦波を生成し，オーディオアンプを介して，水深 1.5m に設置した水中スピーカから，波形発生器電圧 2.0V，アンプボリューム 60 の条件で環境雑音内に周波数 40，125，160Hz の水中音(純音)を発生させた．
大型実験水槽内を 15 区画に区分し，水中マイクを水槽へ垂下し，区画ごとに深さ 0.5，1.5，2.5m の音圧レベルを計測した．スルメイカへの影響評価では，15 分無音，15 分放音を 1 セットとし，音圧分布測定と同じ 40，125，160Hz の水中音を順に発生させた．

― 64 ―

スルメイカ 8 個体に，氷温麻酔下でロガー(TechnoSmArt社製，Axy5 Depth，12×31×11mm，7.5g) を取り付け，加速度や遊泳深度の計測を行った(図-6)．また，複数のビデオカメラにより，水槽内の水平鉛直的なスルメイカの移動を記録した．
光周期は，水槽上の照明を用いて12L：12D に保った．

回目には音の有無に関わらず水槽全域を遊泳した．一方，マダイの小型個体では，無音時と放音時の行動に顕著な違いは見られなかった(図-10)．
2020 年には実験を 5 回行ったが，水中音の有無でマダイの遊泳区域に変化はなかった．また，スピーカを水槽右側に設置した実験も行ったが，水中音の有無で遊泳区域に変化はなかった．

図-6 加速度ロガーの取り付け

3．結果と考察
3.1 マダイ
青特水槽の音圧レベルは，スピーカ付近が高く，水槽中央の擬岩裏が低い傾向がみられた(図-7)．

図-8 上から見たマダイの群れの遊泳区域(試行 1 回目)

無音
125.3
113.2

スピーカ

121.0

118.0<110

放音（100Hz）
125.3
11121.0118.0113.2
3.2

単位︓dB re 1μPa

144.9

110〜120120〜130130〜140図-9横から見たマダイ大型個体の遊泳区域(試行 1 回目)

図-10

横から見たマダイ小型個体の遊泳区域(試行 1 回目)

>140

図-7 青特水槽内の 100Hz の音圧分布測定
2019 年にマダイの水平位置を追跡したところ，マダイは実験中常に 5-7 個体で群泳し，試行 1 回目の無音時はスピーカ付近まで遊泳していたが，放音時はスピーカ付近には近づかず，その手前で方向転換する行動が観察された(図-8)．また，マダイの大型個体では，放音時に水槽中央の擬岩を挟んでスピーカの反対側を遊泳する時間が長くなり，遊泳区域が変化している傾向が見られたが(図-9)，試行 2 回目の放音時には音源周辺も遊泳し，試行 3― 65 ―

2019 年度の実験より，マダイは音圧レベルの高い 130dB 40Hz の放音時のスルメイカの遊泳深度の時系列変化を，以上の区画を回避して遊泳する傾向が強く，スピーカ近傍 図-12 に示す．本個体は，無音時に比べ，放音時には水槽に滞泳しない等，水槽内の音圧レベルの高い区域を避けて の上層を遊泳していた．
また，同個体の水中音の有無による遊泳深度の違いをいると推測される行動を示した．この結果は，100Hz 純音調べたところ，試行 1 回目では，すべての周波数で放音はマダイの遊泳に一時的な影響を及ぼすと考えられた．
水中音と魚類の関係について，畠山(1992)5)では，音圧 時の方が遊泳深度は有意に浅かった(Mann-Whitney U test，レベルを損傷レベル，威嚇レベル，誘致レベルおよび聴 p < 0.05)．試行 2 回目では，40Hz の放音時には無音時の覚閾値の 4 段階に分けている．本実験では，放音中の擬 方が遊泳深度は有意に浅かったが(p < 0.05)，125,160Hz の岩裏(113.2(dB re 1uPa))は，快適な音の強さである誘致レ 放音時には遊泳深度に違いはなかった(図-13)．
ベルに，最も音圧レベルの高かったスピーカ周辺(最大他個体についても，試行 1 回目では音の周波数に関わ144.9(dB re 1uPa))は，威嚇レベルに相当していた．また， らず，放音時の方が遊泳深度は浅い傾向にあった．一方
100Hz 純音を円形水槽内の環境音に加えたマダイの給餌行 で，試行 2 回目では水中音の有無で遊泳深度に違いはな
動実験では，140dB 区のマダイは水中スピーカ近傍に滞泳 い，もしくは無音時の方が遊泳深度は浅い傾向にあった．
することはなかったが，100，120dB 区では放音前後で行動に変化は認められなかったことが報告されている 6)．安樂ら(1997)7)では，マダイ 1 年魚は 100Hz，121dB 以上の音を水中スピーカにより放音した場合，瞬時にスピーカ周辺のマダイは音源と反対方向に退避し，その後 20～30 分間はスピーカ近傍に蝟集しないことを報告している．
本実験では，マダイの大型個体では一時的な回避行動が確認されたが，小型個体では行動に顕著な違いは見られなかった．感覚器の形態とその機能を示す魚の行動は
図-12 遊泳深度の時系列変化
成長によって大きく変化することが知られており 8,9)，成(試行 1 回目，40Hz)
長段階により感覚器の発達が異なる可能性が考えられる．
マダイも成長段階により聴覚特性が変化することが報告されていることから 10)，低周波水中音の影響を検討する際には供試魚の発育段階についても考慮する必要があると考えられる．

3.2 スルメイカ
大型実験水槽の音圧レベルは，すべての周波数でスピーカ付近や底層ほど高い傾向にあった(図-11)．

図-13 各水中音放音時の遊泳深度分布(左図：試行 1 回目，右図：試行 2 回目)(※：U-test，p < 0.05)

放音（40Hz）

無音（125Hz）（160Hz）<100130～140

100～110140～150110～120150～160120～130

図-11 大型実験水槽内の音圧分布測定
ロガーを取り付けたスルメイカ8個体のうち，実験期間中に死亡した個体や，長時間にわたる着底行動がみられた 4 個体は，解析の対象から除外した．
スルメイカの遊泳深度を，ロガーにより追跡した．

スルメイカの実験では，試行 1 回目では各周波数の水中音を放音した際に，音圧レベルの低い上層を遊泳する傾向が見られた．このことから，水中音はスルメイカの遊泳に一時的な影響を及ぼすと考えられた．しかしながら，試行 2 回目には遊泳深度に差がみられなかった．イ
カ類は，連続する低レベルの水中音に対して，次第に馴致すると考えられており 11)，本実験でも同様の可能性が考えられた．
洋上風発におけるイカ類への影響は，水中杭打音による採餌率低下 12)や，感覚器官の損傷 13)が知られている．今後は，採掘衝撃音等の一時的に発生する水中音の影響評価も行う必要があると考えられる．

― 66 ―

5) 畠山良己：魚の聴覚能力，日本水産工学会誌，28(2)，4．おわりに111-119，1992．
6) 島隆夫，長谷川一幸， 塩苅恵，今里元信：低周波水

本研究の実施にあたり，青森県営浅虫水族館飼育展示部魚類グループの皆様に多大なるご尽力をいただいた．
また，飼育実験に用いたスルメイカは，有限会社曙水産にご提供頂いた．この場を借りて改めて御礼申し上げる． 7)

中音がマダイ (Pagrus major) の摂餌行動および成長に及ぼす影響，環境アセスメント学会誌,，15(1)，77-83，2017．
安樂和彦，松田宗之，中原真弥，重里憲広，川村軍蔵：断続音によるマダイ音響馴致効果の検討，日本水産学会誌，63(6)，934-938，1997．

参考文献

8) A.

1) European Commission: Offshore Wind Energy: Action

A.

Myrberg,

J.

Y.

Spires:Hearing

damselfishes: an analysis of signal detection

Journal

Needed to Deliver on the Energy Policy Objectives

amongfor 2020 and Beyond. Communication from thecomparative physiology. 140, 135-144, 1980.

Commission

toCouncil,

thetheEuropean

Europeanandcloselyrelatedspecies.

ofthe9) W. R. Jones, J. Janssen: Lateral line development

Socialand feeding behavior in the mottled sculpin Cottus

Parliament,

EconomicinCommittee and the Committee of the Regions,bairdi

Brussels. 2008.

(1992). 485–492, 1992.

2) 海洋音響学会：海洋音響の基礎と応用，成山堂書店，(Scorpaeniformes:Cottidea).

Copeia,10) 岩下亜記，坂本睦海，小島隆人，渡辺幸彦，添田秀
男：マダイの成長に伴う聴覚閾値の変化，日本水産学

258 pp，2004．

会誌，65(5)，833-838，1999.

3) H. Slabbekoorn1, N. Bouton, I. van Opzeeland, A.
Coers, C. ten Cate and A. N. Popper: A noisy11) J. L. Fewtrell, R. D. McCauley: Impact of air gun

spring: the impact of globally rising underwater

noise on the behaviour of marine fish and squid.

levels on fish. Trends in ecology &evolution. 25(7), 419-427, 2010.

12) I. T. Jones, J. F. Peyla, H. Clark, Z. Song, J.

4) C. M. Duarte, L. Chapuis, S. P. Collin, D. P.

A. Stanley, T. A. Mooney: Changes in feeding

Costa, R. P. Devassy, V. M. Eguiluz, C. Erbe, T.

behavior of longfin squid (Doryteuthis pealeii)

A. C. Gordon, B. S. Halpern, H. R. Hard-ing, M.

during laboratory exposure to pile driving noise.

N. Havlik, M. Meekan, N. D. Merchant, J. L.

Marine Environmental Research. 165, 105250, 2021.

Miksis-Olds, M. Parsons, M. Predragovic, A. N.

13) M. André, M. Solé, M. Lenoir, M. Durfort, C. Quero,

Marine pollution bulletin. 64(5), 984-993, 2012.

soundH.

A. Mas, A. Lombarte, M. van der Schaar, M. López-Slabbekoorn, E. Staaterman, I. C. Van Opzeeland,Bejar, M. Morell, S. Zaugg, L. Houégnigan: Low-J.

frequency

Radford,C.

Winderen,A.
X.

Radford,Zhang

S.
andD.
F.

Simpson,Juanes:The

soundsinducecephalopods.

371(6529), 2021.

Environment. 9, 489–493, 2001.

― 67 ―

Frontiers

acoustic

soundscape of the Anthropocene ocean. Science.

in

Ecologytraumainandthe