太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究
Marine biogeochemistry and ecosystem dynamics researches especially in the Pacific Ocean
小川 浩史
Hiroshi OGAWA

1＊

1＊

・鈴木

亨 ・杉本 隆成 ・齊藤 宏明
2

3

2

1

3

1

, Toru SUZUKI , Takashige SUGIMOTO and Hiroaki SAITO

東京大学 大気海洋研究所
日本水路協会 海洋情報研究センター
3
東京大学 名誉教授
1
Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo
2
Japan Hydrographic Association, Marine Information Research Center
3
Professor Emeritus, The University of Tokyo
1

2

摘

要

海洋における物質循環と生態系動態の研究において 1990 年以降中心的な役割を果たしてきた IGBP の 3 つのコアプロジェクト，JGOFS，GLOBEC，IMBER に関する国
際的な背景と，太平洋を主対象とした我が国における共同研究の取り組みについて取りまとめた。JGOFS は，観測・研究手法の統一化を通じて海洋の物質循環研究の基盤を確立し，IMBER へと受け継がれた。また，JGOFS の研究を通じ，物質循環における生物の役割の重要性が共通認識され，IMBER 発足にあたっては，地球化学と生態学の研究の統合が強調された。一方，気候変動に対する高次生態系の応答に焦点を当て
た GLOBEC の研究は，2010 年以降 IMBER へ統合され，IMBER は，物質循環から高次生態系まで取り扱う総合的なプロジェクトに発展した。さらに，今後の IMBER は，
海洋の物質循環と生態系動態の研究成果を，人間社会と海洋との関係構築の枠組みの中に反映させていくための取組に向け，大きく展開していくことが期待されている。

キーワード：海洋，海洋生物地球化学と生態系の統合研究，生態系，

全球海洋生態系動態研究計画，全球海洋フラックス合同研究計画，
物質循環

Key words：marine, IMBER, ecosystem, GLOBEC, JGOFS, biogeochemical cycles
1．はじめに本稿では，海洋における物質循環と生態系動態の研究において 1990 年以降中心的な役割を果たしてきた IGBP（International Geosphere Biosphere Programme：生物圏－地球圏国際協同研究計画）の3つのコアプロジェクト，JGOFS（Joint Global Ocean Flux
Study：全球海洋フラックス合同研究計画，1990～
2003 年），GLOBEC（Global Ocean Ecosystem Dynamics：全球海洋生態系動態研究計画，1998～2009 年），
IMBER（Integrated Marine Biogeochemistry and Ecosystem Research：海洋生物地球化学と生態系の統合研究，2005～年）
に関する国際的な背景と，太平洋を主対象とした我が国における共同研究の取組について取りまとめる。
このうち，2015 年現在において活動中の海洋の物
質循環と生態系に関するプロジェクトは，2005 年に
IGBP のコアプロジェクトに認定された IMBER だけであるが，特に IMBER の扱っている物質循環研究に関しては，2003 年に終了した JGOFS の成果を引き継いでいるものである。また，生態系の研究に関しては，当初 IMBER では，植物プランクトン・微生物群集を中心とする低次生態系を主対象としていたのに対し，動物プランクトンより上位の高次の生態系を主に取り扱ってきた GLOBEC が 2009 年に終了するのに伴い，2010 年からその内容は IMBER に統合されることになった。その結果 IMBER は，海洋の物質循環から低次・高次含む生態系全体を取り扱う，極めて総合的な海洋関連プロジェクトに発展してきた。
後述するように，JGOFS は，国際的に初めて大規模に展開された海洋物質循環研究プロジェクトであり，観測手法，分析手法やデータ管理等の統一化
を通じて，海洋の物質循環研究の基盤を確立した。
そしてこの事を通じて，海洋の物質循環が地球環境
や気候変動に与えるインパクトやフィードバック機

受付；2015 年 4 月 13 日，受理：2015 年 8 月 20 日＊
〒 277 - 8564 千葉県柏市柏の葉 5 - 1 - 5，e-mail：hogawa@aori.u-tokyo.ac.jp
2015 AIRIES173

小川ほか：太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究

構を定量化して評価することに大きく貢献した。
GLOBEC に関しても，2000 年以降，気候変動に対する高次生態系の応答に関する研究に重点をおいてきた結果，海洋の中における生態系という理解から，地球システムと連動した海洋生態系という，よりスケールの大きな概念の枠組みへの拡張が進められた。このような海洋内部の物質循環と生態系の機能や変動機構を，地球全体の環境変動との関わりの中で評価する動きは，IMBER に受け継がれたのちに大きく発展していく。
さらに IMBER では，海洋と地球環境の 2 つのディ
メンジョンに加え，人間社会という 3 つ目のディメ
ンジョンを取り入れた枠組みへと大きく展開しつつある。人間活動が地球環境に変化をもたらし，それが海洋の物質循環と生態系の変化に波及し，それは地球環境の変化へフィードバックすると共に人間社
会にも影響をもたらす。このような 3 つのディメン
ジョンの間の相互関係を正しく理解していく中で，人間社会が海洋を持続的に利用していくための方策を構築していくことが IMBER を中心とした今後の海洋の研究に求められている。
以降，IGBP の研究計画の枠組みで行われた海洋の物質循環と生態系動態の研究に関する，この四半
世紀の歴史を辿りながら，JGOFS（担当；鈴木 亨），
GLOBEC（担当；杉本隆成），IMBER（担当；齊藤宏
明・小川浩史）の順に紹介する。なお，本文中に登場する人物の所属については，全て活動当時のものを記載した。
2．JGOFS
2.1 JGOFS の概要
JGOFS は，地球温暖化問題に対する対策立案に資するために，海洋中の炭素とそれに付随する元素の循環の現状を理解し，将来を予測するための国際共同 研 究 で，ICSU（International Council of ScientificUnions（現在，International Council for Science）：国
際 学 術 連 合 ）お よ び SCOR（Science Committee for
Ocean Research）
をスポンサーとして 1990 年に IGBPのコアプロジェクトに認定された。
2.2 JGOFS 国内委員会
日本における JGOFS の活動は 1987 年に日本学術会議・海洋科学研究連絡会の元で立ち上げられた。
第 15 期（1991 年 10 月～1994 年 9 月）からは地球環境研究連絡委員会・IGBP 専門委員会の中に JGOFS 小
委員会（以降，国内委員会）が設置され，国内の活動の取りまとめなどが行われた。歴代の委員長は小池
勲夫（東京大学；1987～1994 年）
，半田暢彦
（名古屋
大学；1994～2000 年），才野敏郎（名古屋大学；2000～2003 年 ）が 務 め， ま た 国 際 JGOFS SSC（Science
Steering Committee：科学推進委員会）執行委員も兼務し（それぞれ 1988～1991，1992～1994，1996～
174

2003 年），国際的な活動との調整を担った。委員の任期は学術会議と同期して 3 年と決められ，第 14～18 期に委員長以下 13 名の委員が任命された。
2.3 ‌JGOFS 北太平洋プロセス研究における日本
JGOFS の活動
国内委員会では，かねてから炭素循環における北部北太平洋の重要性を指摘してきたが，国際 JGOFSの共同研究の場では取り上げられなかった。しかし1996 年 4 月に全球の炭素循環における北部北太平洋の重要性を再度強調し，日本の計画を中心とした北太平洋における共同研究を JGOFS SSC に提案したところ採択され，同年 7 月に NPTT
（North Pacific Task
Team）発足と同時に TOR（Terms of Reference）も策定された。同年 11 月，むつ海洋科学シンポジウムに合わせてむつ市で開催した NPTT 第一回会合において，メンバー各国の研究計画および TOR を検討した結果，日本の計画が TOR のほとんどの項目を満たしていることからこれを中心に実施することとなったが，日本の計画で実施の見通しが不十分であった太平洋西部亜寒帯域における時系列観測点の必要性が強く指摘された。また，TOR で求められている縁辺海の研究に関しては，ベーリング海とオ
ホーツク海は中層水の形成の視点で日本の計画に取り込んで NPTT で取り上げるが，日本海，東シナ
海，南シナ海に関しては CMTT（Continental Margins
Task Team）
で取り上げるのが妥当であるとの結論に至った。時系列観測の重要性に関してはすでに十分に認識されていたが，その実行方法を議論するために 1997 年 4 月の日本海洋学会春季大会に合わせて，つくば市で会合を持った。この会合は，時系列観測
点の維持は国内の一研究機関が単独で出来るものではないため，広く海洋学会会員に協力を求めることを意図したものであったが，討論の結果，やはり中心となって実施するグループが必要との結論に達し，野尻幸宏（国立環境研究所）が日本科学技術振興
事業団の戦略的基礎研究に，課題「北西太平洋の海
洋生物化学過程の時系列観測」を申請したところ採択され，ここで定点 KNOT
（Kyodo North Pacific
Ocean Time Series：北緯 44 度，東経 155 度）が企画された。1997 年 10 月に韓国・釜山で開催した第二回 NPTT 会合では各国の準備状況をレビューし，
特に時系列観測点に関しては，HOT（Hawaii Ocean
Time-Series）の定点 ALOHA（A Long-Term Oligotrophic
Habitat Assessment；北緯 22 度 45 分，西経 158 度），
東部亜寒帯域の定点 P（通称 Papa）（北緯 50 度，西経145 度）に加えて定点 KNOT が NPTT として重要なコンポーネントであることを認識するとともに，将来にわたって長期に継続することの重要性について
各国の関連機関に訴える文書を取りまとめた。また，NPTT の重点海域が PICES（North Pacific Marine
Science Organization：北太平洋海洋科学機関）の対象
海域と重なることから，Working Group on Carbon

地球環境 Vol.20 No.2

Dioxide in the North Pacific の設立を PICES に提案したところ WG-13 として承認され，その後 WG-17
を経て現在は S - CC（Section on Carbon and Climate）に引き継がれている。
日本 JGOFS では「北部北太平洋における二酸化
炭素吸収のキープロセスを明らかにし，その地理的変動，季節変動，年々変動を調べることにより，生物ポンプおよび物理ポンプによる二酸化炭素の吸収量を定量化し，さらにその制御機構を理解すること」
を共通の目的として，1998 年 4 月から 2000 年 3 月まで，広域・集中・時系列の各観測，衛星リモートセンシング，モデルに関する現行・既存の研究計画とこれらを支援するデータ管理で構成された体制のもとで NPPS（North Pacific Process Study：北太平洋
プロセス研究）を実施することにした。1998 年 2 月に名古屋大学で準備ワークショップを開催して国内委員会の体制の改編と NPPS のゴール実施計画概要を決め，直後に行われた国内委員会によって承認された。同時期には 1997 年度に就航した「みらい」を利用した JAMSTEC グループによる物質循環研究，
科学技術振興調整費総合研究「北太平洋亜寒帯循環と気候変動に関する国際共同研究（SAGE）」，関連研
究として日本海洋技術振興事業団によるオホーツク海の研究も実施された。他の海域におけるプロセス
研究と異なり，NPPS では海色衛星リモートセンシ
ングと同期した観測・実験研究を行ったことが最大の特徴であった。北部北太平洋においては国立環境研究所による「定期貨物船を利用した太平洋温室効
果ガスモニタリング」が既に実施されていて，それと相補的なデータを提供する衛星リモートセンシン
グデータを合わせることによって，従来極めてデー
タの乏しかった北部北太平洋における物質循環過程の季節変動と地域的変動を定期的にモニタリングできるようになった。
NPPS では，他の海域の統合化と歩調を合わせる
ために，プロセス研究を実施する傍ら統合化作業も実施しなければならなかったため，国内委員会により日本 JGOFS Synthesis and Modeling Group（座長；岸 道郎（北海道大学））が結成された。1998 年 9 月に第一回会合を名古屋大学で開催し，NPPS では北太平洋の個別の取りまとめだけではなく全球的な統合化に寄与することが重要であることから，全体の取りまとめの動向と緊密な連携を保つこと，また，北太平洋においては PICES の枠組みの中で GLOBECと連携することなどを確認した。引き続き 1998 年
10 月に開催した第三回 NPTT 会合では，西部亜寒帯
太平洋におけるプロセス研究の個別成果を Deep-Sea
1）
Research 特集号 に取りまとめること，2000 年 4 月の第二回 Open Science Meeting に NPTT として取りまとめを発表することなどを決め，その中にはカナダが中心になって取りまとめた東部亜寒帯太平洋の成果，LOICZ（Land - Ocean Interactions in the Coastal

173−180（2015）

Zone：沿岸域における陸域－海域相互作用研究計画）と共同の縁辺海研究の成果，HOT グループによる低緯度海域の定点観測の成果に加えて我が国を中心とする西部亜寒帯海域での NPPS の成果を入れることにした。
NPPS が 2000 年 3 月に終了することを受け，名古屋大学大気水圏科学研究所は「北太平洋における炭素循環に関する国際シンポジウム」を 2000 年 2 月 8～
10 日に開催した。このシンポジウムで取りまとめた
二年間の集中観測・研究の成果を国際 JGOFS 海域研
究の中に位置付けるため，すでにモデル化・統合化の作業を進めていた北大西洋，赤道太平洋，インド
洋，および南大洋における海域研究の代表者を招待して討論を行った。また JODC
（Japan Oceanographic
Data Center：日本海洋データセンター）から通称 JGOFS
Protocol と呼ばれる JGOFS の共通観測・測定手順
2）のマニュアルの日本語版 が刊行された。JGOFS
Protocol は JGOFS のような大規模な国際共同研究において観測・測定したお互いのデータの互換性を保証するために必要なドキュメントであり，JGOFSの残した偉大な成果の 1 つである。残念ながら日本
語版の刊行と日本 JGOFS の北太平洋における集中観測・研究フェーズとは同期しなかったが，我が国で将来にわたって国際的に相互比較が可能な高品質の生物地球化学的海洋データを得るためには極めて有意義であった。
NPTT は 予 て か ら Alexander Bychkov（PICES）と才野敏郎が共同議長として運営にあたってきたが，
2000 年の JGOFS SSC 会議において Bychkov が議長に，才野が副議長になり，引き続き行われた SSC 執行委員会では才野が執行委員に選出された。また，
NPTT が統合化フェーズに移行したことを受けてNPSG（North Pacific Synthesis Group）への名称変更が勧告され，岸 道郎が新たにメンバーとなった。同年の会合は，2 月の国内委員会の後援による名古屋
大学での国際シンポジウムおよび 10 月の第 9 回 PICES
年次総会に合わせて計二回開催した。さらに JGOFS
SSC 会議での検討に合わせて，日本 JGOFS でも IGBP
第 2 期における JGOFS 後継となる海洋研究プログ
ラムの検討が開始された。2002 年 10 月 1，2 日には，北海道大学で開催された日本海洋学会秋季大会に並行して，海洋学会・SCOR 合同国際シンポジウ
ムの一環として日本 JGOFS の協力による “Workshop
on Synthesis of JGOFS North Pacific Process Study”に引き続き NPSG 会合を開催した。
2003 年 5 月には米国ワシントン D.C. の米国科学
ア カ デ ミ ー に お い て 第 三 回 JGOFS Open Science
Conference が開催され，NPSG 以外のほとんどのグ
ループが公式な活動を終えた。さらに同年 9 月にモスクワで開催された SCOR 執行委員会では才野が
JGOFS SSC を代表して JGOFS の公式な終了報告を行い，翌週にノルウェー・オスロにおいて最後の175

小川ほか：太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究

JGOFS SSC 執行委員会が開催された。同年 10 月にれた。開始の認定が 1 期遅れたのは，炭素循環に対名古屋大学で NPSG を開催し，JGOFS 国内委員会はする研究計画が弱いためと思われた。ともあれ，国2003 年 9 月で任期満了となったが，委員会で実施し
際 GLOBEC-SSC への日本代表は，前期の 2002 年まていた JO（Journal of Oceanography）特集号の刊行・では杉本（東京大学）
が務め，2004 年からの第 2 期は配布，JODC で作業していた JGOFS NPPS データ
池田 勉（北海道大学），そして桜井泰憲（北海道大学）
3）
セット の作成・配布，および我が国における JGOFS
へと引継がれた。また PICES-GLOBEC から柏井 誠
後継プログラムの準備作業を続けるために，委員会 （北海道区水産研究所）が加わり，プロセス研究と生の活動は 2004 年 3 月末まで継続することになり，態系数値モデルの両作業部会に，それぞれ津田 敦
これらの活動の一環として 2 つの名古屋大学地球水 （北海道区水産研究所）と岸 道郎が加わり，計画の立循環研究センター共同研究集会を開催した。
案と推進に貢献した。第 2 期は，生態系数値モデル
2.3 日本 JGOFS データ管理を活用した集約と社会的出口にも力点が置かれた。
JGOFS においては，そのプロジェクトの中でデー
日本では，1992 年 4 月に学術会議の海洋科学研究
タを国際的に共有することが最重要事項の 1 つとし連絡委員会の中に作業委員会を設け，有賀祐勝（東京て挙げられていた。日本 JGOFS では関連研究を進
水産大学）
研連委員長を長として，研究の目標と推進
める傍ら，まずデータ管理に関する基本事項の合意
体制について協議した。東京大学，北海道大学，国を得るために，国内委員会の下にデータ管理ワーキ
立極地研究所，水産庁の水産研究所の研究メンバー
ンググループを結成し，1993 年 2 月に報告書「わがを中心に，1 年かけて計画の立案に当たった。北に国における JGOFS データマネジメントに関する提重きを置いたのは，亜寒帯域の生物相が単純な上，言」を取りまとめた。これに基づいて JODC に Data
生産力が桁違いに高く，気候変動の影響も大きくてManagement Office（DMO）を設置し，JGOFS 国内委
見やすいという国際 GLOBEC と共通の戦略による。
員会から推薦された少人数のメンバーからなる Data
そして第 16 期（1994～1997 年）の海洋科学研究連絡Management Advisory Group（DMAG）と密に連携し会で，杉本を長とする GLOBEC. 小委員会が設けらながら日本における実質的な JGOFS データ管理をれ，第 17 期からは地球環境研究連絡会 IGBP 専門委実施した。DMO の担当内容には，データ収集，品員会の下に移って，他のコアプロジェクトと連携を
質管理，流通，一時的保管，最終的保管のための準諮りながら，研究計画の立案・調整と推進にあたっ
備，インベントリー情報の管理および流通，JGOFS
た。
計画実行のために必要な国内外への広報活動が含ま1992 年に始まった PICES では，資源管理の問題れていた。DMO で管理・保管された JGOFS データに は 踏 込 ま な い と い う 国 策 は あ っ た が，PICESは，データポリシーで定めた公開時限に達した段階
GLOBEC（Climate Change And Carrying Capacity：
で適切なデータセンターに移管された後に公開デー
CCCC）を立ち上げ，北太平洋の海洋構造と生態系のタとして流通することになった。DMO オフィサー
動態の東西比較や，マイワシとサンマ等の回遊を含は馬場典夫（海上保安庁；1993 年 4 月～1998 年 3 月），
めた生態系数値モデル（NEMURO-FISH）
の作成等で
三宅武治
（海上保安庁；1998 年 4 月～2002 年 3 月）， 指導的な貢献を果たした。また，日韓中の持回り
DMAG 主査は才野敏郎（東京大学・名古屋大学；
で，隔年ワークショップを開催し，東アジア地域の1993 年 4 月～2000 年 3 月），野尻幸宏（2000 年 4 月
情報交換と人材育成に貢献した。このワークショッ～2004 年 3 月）が務めた。
プは，CJK（China-Japan-Korea）-IMBER Symposium として IMBER に引き継がれている。
3．GLOBEC
3.2 日本‌
GLOBEC の主な研究対象海域と研究主題
および活用した手法
3.1 ‌国際 GLOBEC，日本 GLOBEC および
北太平洋亜寒帯と黒潮・親潮域および南極海を主PICES-GLOBEC の誕生と経緯な研究対象海域とした大きなテーマとして次の 2 つ1991 年 11 月に米国，翌年 4 月にイタリアで開かの課題が実施された。
れた国際 GLOBEC の立上げ準備会において，英国
A：鍵種の動物プランクトン・マイクロネクトン・の D. Cushing と米国の B. Rothschild が中心になり，魚類の生活史と食物連鎖構造の解明（水平・鉛直分
加独北欧日中からの動物プランクトンと水産海洋学
布と回遊行動，種と粒径組成，地理的差異の特徴にの研究者等を加えた 10 数名で研究計画が立案され注目した）
SCOR に提言された。この計画では，海洋生態系がB：魚類と動植物プランクトンの資源量の気候・海炭素循環に果たす役割の研究を前提として，海洋生
況変動への応答過程の解明（分布，輸送・回遊，摂態系の食物網構造と栄養動態，および気候と海洋環
餌・成長，加入量変動の種差に注目し統計解析した）
境変動への応答過程の研究に重点が置かれた。
これらの研究に活用した生物の計測・採集・分析
この国際 GLOBEC は 1998 年から IGBP のコアプ法と，流れと生態系の数値モデル・統計モデルとしロジェクトに認定され，活動は 2009 年まで続けらて，次の 8 項目が挙げられる。
176

地球環境 Vol.20 No.2（a）仔稚魚の耳石の日輪と安定同位体比：日ごとの成長と食物網の解析に活用（b）人工衛星からの水温・水色・海面高度の同時広域画像と，GPS 内蔵漂流ブイの流跡（c）ADCP（流速の鉛直分布計）と 2 周波魚探：航走する船上から鉛直断面を計測（d）
CTD-Chl-a（水温・塩分・深度・クロロフィル）
セ
ンサー付の採水器と中層トロール・ネット：船上でモニターしつつ開閉操作（e）
OPC と VPR：プランクトンのサイズを光学的に計測し，ビデオ画像で種を同定（ f ）高解像の水温流動モデル：模擬卵稚仔群を追跡し，経験水温を成長・生残率に使用（g）
ニューラルネット：魚類の資源量変動の非線形・多因子の統計解析に活用（h）
EOF 分析：表面水温やプランクトンの経年変動の水平分布特性の解析に活用
3.3 GLOBEC 関連の国内プロジェクトと研究成果（1）
水産庁水産研究所の GLOBEC 関連の研究プロ
ジェクト
資源管理の科学的基礎の改善のため，一般別枠研
究「太平洋沖合域における環境変動が漁業資源に及ぼ す 影 響 の 解 明（VENFISH：Comprehensive studyof the variation of the oceanic environment and fish
populations in the northwestern Pacific）」 が 1997～
2002 年度に行われた。東北区水産研究所，北海道区
水産研究所，中央水産研究所が関わり，大学の研究者も加わった。サンマやスケトウ資源に及ぼす海洋
環境や動物プランクトンの影響を予測するモデルの作成を目標とした。また，2000～2005 年度には現場即応研究「産卵場形成と幼稚魚の輸送環境の変化がマアジ・スルメイカ等の加入量変動に及ぼす影響の解明（FRECS：Fluctuation of recruitment of fish egg
and larvae by change of spawning grounds and transport pattern in the East China Sea）
」が，西海区水産研究所，日本海区水産研究所，中央水産研究所により推進され，大学の研究者も協力した。渡邊良朗（中央水産研究所）と安田一郎（北海道大学）らは黒潮
続流とその南側水域における 1990 年前後の水温上昇が高水準のマイワシ資源を激減させた可能性を示した。これらを含め，浮魚類の産卵場から成育場にかけての輸送・回遊，および成長・生残過程に及ぼす水温と餌プランクトン密度等の影響に関する認識が上記の計画研究により格段に深められた。
（2）
大学と国立極地研究所で推進された GLOBEC 関連の研究
北海道大学水産学研究科では「亜寒帯海洋の気候
変化と生態系の応答に関するプロジェクトチーム（HUBEC, Hokkaido University － GLOBEC）」が展開された。長年練習船おしょろ丸で北洋の定線調査と東シナ海，日本海等での練習航海を継続しており，
学長リーダーシップ経費と科学研究費，水産庁の上173−180（2015）

記プロジェクトからの委託研究費等を，中層トロー
ル網の開発とスケトウダラやスルメイカ等の調査研究に活用し，桜井らは，飼育実験と野外調査により，スルメイカの再生産の年々変動に及ぼす産卵場の冬季混合層厚の重要性を明示した。また，池田や津田らによる鍵種動物プランクトンの生活年周期と餌環境の関係の解明や，岸が研究代表の「地球温暖化の海洋生態系への影響」に関する科学研究費基盤（S）等が展開された。
国立極地研究所の内藤靖彦らは，南極観測特別事
業費等を用いて胃挿入型マイクロ・データロガーを開発し，索餌戦略の異なる 2 種のペンギンの生態を研究して，海氷変動の影響を明示した。
他方，東京大学海洋研究所では，川口弘一等が既往観測資料を活用して，ハダカイワシ類の産卵・索餌回遊と資源変動に関する研究を格段に進展させた。また，青木一郎らは，マイワシとカタクチ仔稚
魚の適水温帯の違いが卓越種交替に重要な役割を演じることを見出し，ニューラルネットによる解析から，カツオ等による食害の重要性についても示唆した。杉本らは，科学研究費基盤（A）「海洋生態系の環境変動への応答と浮魚類の卓越種交替機構の解明」やCOE（研究拠点）
高度化研究推進費，水産庁の委託研究費等により，魚卵稚仔の輸送・拡散過程の調査や，上述 3.2 項で取り上げた研究課題 B への取組みを進め，マイワシ資源の崩壊に対する親潮水系の北退の重要性を示唆した。さらに，白鳳丸による地球温暖化関連研究費，北東アジア地域世界海洋観測システム（NEAR-GOOS：North-East Asia Regional - Global
Ocean Observing System）
関連経費により「日加・日豪間の貨物船を用いた動物プランクトンと流速鉛直断面のモニタリング」を展開した。
3.4 研究成果のとりまとめと残された課題
以 上 の 成 果 は，Fisheries Oceanography の Vol.7
No.3/4, 1999 と Vol.12 No.3/4, 2003 および Progressin Oceanography の Vol.43, 1999 と Vol.49, 2001 のGLOBEC Special Issue，GLOBEC News Letter のVol.12 No.2, 2006 に 特 集 し，2008 年 の Synthesis
symposium をまとめた単行本 “Marine Ecosystems
and Global Change” の中に集約されている。また，関連する内容は，和書の単行本「海流と生物資源」（杉本隆成 編著，成山堂，2004）や，「レジーム・シ
フト」（川崎健ら 編著，成山堂，2004），「海の生物資源」（渡邊良朗 編著，東海大出版会，2005）等の中に著述され，東大海洋研での共同利用研究集会の報告が「月刊海洋」に数多く特集されている。
しかし，海洋生態系のレジーム・シフトに関わる
50～60 年周期の気候・海況変動の原因や，資源変動の大きな小型浮魚類の被食・捕食の原因はじめ，未解決の問題は今なお少なくない。長年にわたるモニ
タリングと組織的な調査の継続は今後も一層重要である。
177

小川ほか：太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究

4．IMBER
4.1 JGOFS から IMBER への transition
1989 年から 2003 年に行われた JGOFS は，世界中の海洋におけるフィールドキャンペーンや長期モニタリングの実施および海洋生物地球化学循環における多くの発見がなされ，JGOFS legacy ともいうべき
画期的な成果をあげた。この成功は同時に多くの残された課題を明らかにした。そこで，IGBP と SCOR
は，2001 年にポスト JGOFS プロジェクトの立ち上げのために Ocean Futures Planning Committee を設
立し，さらに 2002 年に Ocean Biogeochemistry andEcosystems Transition Team（TT）を結成した。JGOFSの成果を振り返り今後の研究プロジェクトのあり方を問う一連の議論の中で，地球化学循環における生物の役割の重要性が確認され，ポスト JGOFS 研究
は，生態学と地球化学を統合した研究である必要性が広く認識された。さらに TT は，科学計画・実行
戦略（Science Plan and Implementation Strategy：SP/
IS）を執筆すると共に，2003 年 1 月にパリで OCEANS
Open Science Conference（OSC）を開催して広く科学界からの意見を募った。
当初，ポスト JOGFS プロジェクトは OCEANS という名前が付けられる予定であったが，他の海洋関連プログラムとの関係から，IMBER という名前に変更され，2004 年 8 月に最初の SSC 会合が開催された。初代議長はニュージーランドの Julie Hall であり，日本からは TT に続いて齊藤宏明（東北区水産研究所）
が SSC として参加した。OSC および SSC での議論を経て，IMBER の科学計画・実行戦略（SP/IS）
が 2005 年の 6 月に公開された。
IMBER の特徴は，生物海洋学者と地球化学者が対等の関係で参加する研究であるということに加え，人間活動の海洋への影響および海洋変動の人間社会へのフィードバックを主要な研究課題としていたことである。自然科学課題の解明に加え，近年盛んにその必要性が唱えられている “Science for Society” を明確に科学計画に取り入れた最初の海洋科学プログ
ラムの 1 つであると言える。
IMBER を立ち上げようとする中で問題となったのは，活動中の他のプロジェクトとの関係であった。
新プロジェクトが JGOFS に比べ生物過程を重視しているため，IGBP における海洋領域プロジェクト
GLOBEC を推進している科学者からその両立に関する懸念が伝えられ，極めて率直な意見交換がなされた。最終的には，GLOBEC が魚類・高次捕食者に繋がるおおよそ動物プランクトン以上の生物を中心とし，IMBER は動物プランクトンに繋がるまでの低次生物過程を中心とするということで両立させることとなった。また，最初の 5 年間を第 1 期とし，2009
年の GLOBEC の終了に合わせて共同の GLOBECIMBER Transition Task Team を設立し，GLOBEC の178

行っている高次捕食者を含めた “End-to-End” 生態系研究を第 2 期において行うこととした。IMBER は対象とする科学問題が多岐にわたっているため，IGBP
における海洋－大気領域プロジェクトの SOLAS（Surface Ocean － Lower Atmosphere Study：海洋・大気間の物質相互作用研究計画）や，SCOR において
GEOTRACES（海洋の微量元素・同位体による生物
地球化学）プロジェクトが立ち上がる際にも，長い時間をかけた緊張感のある議論が行われることにな
る。
日本では2004 年に日本学術会議において（第19 期），
地球環境研究連絡委員会 IGBP 専門委員会に IMBER
小委員会が設立され（委員長：齊藤宏明），JGOFS のSSC 上級委員を務め IMBER の設立にも深くかかわった才野敏郎の世話で最初の小委員会会議が名古屋大学で行われた。IMBER 国内員会はその後，名古屋大学水循環研究センターおよび東京大学大気海洋研究所の共同利用研究集会を活用して行われた。
日本における IMBER 研究推進にあたっては，海洋
物理，栄養塩，生物生産等多様な観点において世界の海洋とは異なる西部北太平洋の特性を，日本の調査船観測能力および充実したデータベースと数値モデルを活用して重点的に進める方針が示された。これをうけて西部北太平洋での学術研究船白鳳丸による航海（KH-06-2,KH-08-2.KH-10-1），水産総合研究センターが中心となって行った親潮域集中観測キャ
ンペーン BLOSSOM（Blooming plankton succession
study in the Oyashio marine ecosystem），またオホー
ツク海を通じて供給される鉄の挙動の解明などに繋がっていく。
4.2 IMBER 第二期と今後の展開
2009 年からは IMBER の SSC メンバーとして，齊
藤に代わり小川浩史（東京大学）
が加わり，2014 年までの 2 期 6 年を務めた。国内では，日本学術会議
20 期と 21 期において，環境学委員会・地球惑星科
学委員会合同 IGBP・WCRP（World Climate Research
Programme：世界気候研究計画）合同分科会の下にIMBER 小委員会が設置され，それぞれ齊藤と小川が委員長を務めた。
この間，国内の IMBER 関連の重要な活動として，
学術研究船白鳳丸による太平洋の広域共同観測が挙げられる。KH-11-10 次航海（2011 年 12 月～2012 年
1 月，寄港地：ホノルル・カラオ）
では，南北太平洋の亜熱帯海域および熱帯域の東西横断観測，KH-12-3
次航海（2012 年 7～8 月，寄港地：ポンペイ）では，
西部北太平洋東経 160 度線南北断面観測，KH-13-7
次航海（2013 年 12 月～2014 年 2 月，寄港地：パゴ
パゴ・オークランド）
では，中部南太平洋西経 170 度
線南北断面観測，KH-14-3 次航海（2014 年 7～8 月，
寄港地：ホノルル）では，中部北太平洋西経 170 度
線南北断面観測が行われた。これら一連の研究航海により，2011～2014 年の約 3 年の間で，航海日数計

地球環境 Vol.20 No.2

209 日間，延べ乗船研究者数 130 名による，物質循
環と生態系に関する太平洋の大規模広域観測が実行された。このような化学，生物系を中心とする幅広い専門分野を束ねた外洋域における共同観測が，短期間の間に集中して実施されたのは，国内では過去に例がない。現在，航海参加者の多くにより試料の分析やデータ解析が精力的に進められている段階
で，成果の公表にはまだ時間を要すると思われるが，今後，これら一連の研究航海を通じて得られた成果に基づき，太平洋における物質循環や生態系動態に関する我々の知見が大きく飛躍することが期待される。
このような航海を通じた国内の共同研究体制は，白鳳丸という共同利用研究のプラットホームを活用
した IMBER 関連の国内研究者の共同提案が基礎となっている一方で，背景として，財政的な支持基盤も不可欠な要素であった。その中心となり，現在も進行中であるのが，古谷 研（東京大学）
を領域代表者とする新学術領域研究「新海洋像：その機能と持続的利用」である。これは，IMBER 小委員会のメンバーが中心となって計画策定し，2012 年度から 5 年間の研究プロジェクトとして採択，スタートしたものである（英文タイトルは「NEOPS：New Ocean
Paradigm on its Biogeochemistr y, Ecosystem, andSustainable Use」）
。本プロジェクトは，IMBER の研究活動に関連した国内の自然科学系の海洋研究者が中心となる一方で，水産経済学や国際法等を専門とする社会科学系の研究者が対等な立場で参画している。すなわち，海洋という人類の生存にとって不可欠なシステムを舞台に，自然科学と社会科学の研究者が連携，融合を図りながら，人類が海洋から享受しているさまざまな恵みに対する理解を深化し，それらを持続的に利用していくための枠組みを構築することを大きな目的としている。先述したように
IMBER は，発足当時から海洋を対象とした純粋な自然科学のみならず，自然科学で得られた成果を社
会との関係にどう繋げていくかを重要なミッションとしており，スポンサーの 1 つである IGBP が Future
Earth に移行する動きに合わせ，そのトーンを一段と強くしている。そのような大きな流れの中で，海洋の研究に文理融合を明確に取り込んだプロジェク
トがいち早く国内で発足し活動を始めたことは，当該研究分野において今後日本が国際的にリードしていく上でも極めて重要であると考えられる。
この他に，IMBER 関連の国内プロジェクトとしては，文部科学省による国家基幹研究開発推進事業（海洋生物資源確保技術高度化）における研究プロ
ジェクト「我が国の魚類生産を支える黒潮生態系の変動機構の解明」が，齊藤が中心となって 2012 年
より開始され，黒潮生態系の構造と機能を明らかにし環境変動への応答を理解し予測することにより，173−180（2015）

生態系の総合的な生産力の活用を図る研究が行われている。
IMBER の国際的な活動に対する日本の貢献の場としては，SSC の派遣以外に，IMBER 内に設置されている次の 4 つの Regional Program における活動がある。ESSAS（Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas：
亜寒帯域における生態系研究），CLIOTOP（Climate
Impacts on Oceanic Top Predators：海洋の高次捕食者
に対する気候変動のインパクト），SIBER（Sustained
Indian Ocean Biogeochemical and Ecological Research：
イ ン ド 洋 に お け る 生 物 地 球 化 学 と 生 態 学 の持続的 研 究 ），ICED（Integrating Climate and Ecosystem
Dynamics in the Southern Ocean：南大洋における気候と生態系動態の統合研究）。このうち，SIBER では本多牧生（海洋研究開発機構），CLIOTOP では阿部 寧（水産総合研究センター），ESSAS では齊藤誠一（北海道大学），桜井泰憲（北海道大学）が SSC メンバーとして活躍している。
また，IMBER は，IMBIZO（ズールー語でフォーラ
ム，集会などの意味）というタイトルのワークショッ
プを隔年で企画しており，これまで 3 回開催され（2008 年・マイアミ，2010 年・クレタ，2013 年・ゴア），日本からも，セッションのコンビーナーを含め毎回多くの参加がある。これらの成果の一部は，
Deep-Sea Research 誌や Progress in Oceanography 誌
等の特集号としてまとめられている。また，2014 年には現在 IPO（International Project Office）が置かれているベルゲンにて，OSC “FUTURE OCEANS” が開催され，これにも多数の日本人研究者が参加した。
IMBER は，2006 年に本格的に活動を開始してから 2015 年で 10 年目を迎え，2016 年から次期 10 年に向けて動き出す。これは，スポンサーの 1 つである IGBP が Future Earth に移行するタイミングと時を同じくしており，次期 IMBER の方向性は Future
Earth のパラダイムと極めて密接な関係にあると言ってよい。国内では，2015 年から SSC メンバーに石井雅男（気象研究所）が選出され，また，学術会
議 22 期において引き続き IMBER 小委員会
（委員長：
山中康裕：北海道大学）の設置が認められ，今後の国際的な展開に対応するための体制も整えられつつある。
さらに，先述したように，現在，科学研究費のプ
ロジェクトとして活動している NEOPS の研究の枠組みは，海洋というシステムを舞台に，自然科学の成果を，人間社会と自然界の間の良好な持続的関係の構築に反映させるスキームを確立する先導研究となり得る。その成果が，今後の Future Earth の下で展開される IMBER の活動に繋がっていくことが期
待される。

179

小川ほか：太平洋を中心とした海洋の物質循環と生態系動態の研究

謝辞本稿の JGOFS の章は，日本 JGOFS 立ち上げ時から国内委員および第 18 期委員長を務めた才野敏郎が執筆する予定であったが，病気療養中にあった本人からの推薦もあり，ともに編集に関わって JGOFSNPPS Data Set 3）に収録した資料をもとに日本 JGOFSに関わる記述を筆者（鈴木）が再編集したものである。才野氏は 2014 年 4 月に惜しくも逝去されたが，JGOFS 終了後も PICES などで格別のご厚情を賜り，編集の途中で当時を振り返る度に瞼の熱さに耐えていた。JGOFS のみならず我が国の海洋学の発展に多大なる貢献と長年の功績をたたえるとともに，心よりご冥福をお祈りしたい。
引用文献
1）Saino T., A. Bychkov, C-T. A. Chen and P. J. Harrison,eds.（2002）North Pacific biogeochemical processes,
Deep-Sea Research II: Topical Studies in Oceanography,
Vol.49, Nos.24-25.
2）日本海洋データセンター（1993）全球海洋フラック
ス合同研究計画における観測・測定手法－日本語
訳版，日本海洋データセンター，174 pp.
3）Japan Oceanographic Data Center （2004） JGOFS
North Pacific Process Study Data Set, Japan
Oceanographic Data Center.（DVD）.

小川

浩史／Hiroshi OGAWA

東京大学大気海洋研究所生元素動態分野准教授。海洋における炭素・窒素・リン等の生元素循環を，主に有機物サイドから研究を進めている。特に大型研究船を利用した外洋域での研究では，大気中の二酸化炭素ガスが海洋の生物過程を通じて海洋内部に吸収，固定されるメカニズムの解明を通じ，
海洋生態系による気候調節サービスの重要性を社会に広く伝えることを意識して研究活動に取り組む。一方，東京湾や東北被災地の沿岸域におけるプロジェクトにも参加し，集水域の人間活動と沿岸域の物質循環との関わりに着目した研究も進めている。

鈴木

亨／Toru SUZUKI

1966 年，秋田県生まれ。東京水産大学（現 東京海洋大学）大学院修了，博士（水産学）。現職は海洋情報研究センター副所長，東京海洋大学非常勤講師（国際海洋管理政策論）。北太平洋海洋科学機構
データ交換技術委員会委員長（二期目）。
専門は海洋物理学であったが，海洋データの品質管理に携わって以来，分野と洋の東西を問わず歴史的データの発掘と整理といった考古学的な業務にも精を出す。

杉本

隆成／Takashige SUGIMOTO

1942 年生。京都大学理学部地球物理学科卒業。京都大学大学院理学研究科地球物理学専攻博士課程単位取得退学，京大理学博士。東北大学助手，講師，助教授（理学部）
および東京大学助教授（海洋研究所）。1988 年より東京大学教授（海洋研究
所海洋生物資源部門環境動態分野（旧資源環境部門））。2004 年
定年退官後東京大学名誉教授，および東海大学海洋学部・同海洋研究所教授。

齊藤

宏明／Hiroaki SAITO

東京大学大気海洋研究所浮遊生物分野
准教授。IMBER および GLOBEC に関連する学術分野横断型大型研究プロジェク
トの研究代表者として，表層生態系と中深層生態系の関係，黒潮や風力場の変化
が生態系変動を通じて魚類生産に及ぼす影響を明らかにしてきた。近年は，生態系サービスの持続的利用方策の検討や，国際的な法的合意形成に有効な自然科学
情報の適切な提供等，自然科学による社会への貢献も目標に加えて研究を行っている。

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