平成 25 年度沿岸環境関連学会協議会第 29 回ジョイントシンポジウム～沿岸環境修復技術としての貝殻利用の最前線～物質循環の促進向上に向けて～,東京,2014.

貝殻魚礁構造物の物質循環促進機能
全国漁業協同組合連合会 資材課
１．はじめに課長役

田原 実

リエチレン樹脂製メッシュパイプの中にカキ

貝類は古来より食され，貝殻は貝塚の出土殻，砕石（φ3～5cm）を充填したものと比較品として小学生の授業で学ぶなど親しみやす

対照として同形のコンクリートシリンダーをく，また一部の漁業者の間ではカキ殻の堆積テストピースとし，岡山県倉敷市沿岸の既設場はエムシ（ゴカイ類）の漁場となり漁業生人工魚礁の上面（水深 3.5m～15m）に取り付

産の向上に役立つことは古くから経験的に知け，2 年間に 9～10 回の頻度で回収し小型動られていた

1)．そして貝類養殖は安定した生物の分析を行った．

産体系を確立し，副産物である貝殻も安定供【結果】給が可能で，有害な物質を含有していない安年月の推移を図 1 に示す．魚介類が好んで摂全性の高い材料である．

餌する十脚類・多毛類等の選好性餌料動物は

人工魚礁は 350 年以上の歴史があり，古くから漁業者の関心は高く，魚を集めて効率よ

素材別の餌料動物の着生量と調査

カキ殻が最も多く，コンクリートは少なく，砕石は両者の中間となった．

く漁獲するための副漁具や水産生物の保護培

120.1g養を図るために設置されている 2)．
74.7g

一方，漁場環境においては沿岸域の開発による生物生息場の減少や栄養塩の過度な供給21.1g

による有機物の負荷等から生態系のバランスが崩れ生物生産の仕組みが損なわれている．
そこで貝殻を有効利用した生物の増殖機能に優れた人工魚礁の開発を行った．貝殻魚

図１ 素材別の選好性餌料動物着生量

礁構造物に生息する様々な動物の食物連鎖に(2)小型動物が潜入可能な表面積と空隙率のよる有機物の取込，分解および物質循環促進

適正量のメカニズムについての研究成果を報告する．

【方法】 テストピースに充填したカキ殻，
アコヤガイ殻，砕石の数量から各素材の表面

２.貝殻魚礁構造物における食物連鎖
3)２－１）選好性餌料動物 の生息量
水産生物の保護培養にはその餌があるか積を測定し，テストピースを水槽に浸して排斥水量より空隙率を求めた．表面積及び空隙率は表 1 のとおりであった．

どうかが生存のための重要な要因である．ま表１ 各素材の表面積と空隙率

た多くの魚介類の餌となる小型動物を培養するためには様々な形状の小型空間が多数必要で，それらの空間には通水性が確保され酸素が十分に供給されなければならない．そこで【結果】

各素材の表面積と選好性餌料動物

小型動物培養基質の開発試験を行った．

量の関係を図 2 に示す．表面積が大きくなる（1） 小型動物が潜入可能な素材の比較

ほど着生量は増大する傾向が見られるが，表【方法】 直径 15 ㎝，長さ 30 ㎝の高密度ポ面積の差が大きくなっても着生量の差は大き平成 25 年度沿岸環境関連学会協議会第 29 回ジョイントシンポジウム～沿岸環境修復技術としての貝殻利用の最前線～物質循環の促進向上に向けて～,東京,2014.

くなっていない．これは素材の表面積が増大

3 年間に 5 回のテストピースを抜き取り，着しても素材の密着部分等の生物生産に寄与し生した動物を上，中，下層に 3 等分（約 17ない部分が大きくなる為であると考えられた．

㎝毎）して種の同定，湿重量を測定した．

次に各素材の空隙率と選好性餌料動物量の【結果】

層別の付着動物量と経過日数を図4 に示す．大半の動物が上層と下層に分布しートでは選好性餌料動物が少なく，カキ殻やており中層はわずかであった．従って効率的アコヤガイ殻で高い値を示した．これは貝殻に小型動物が生産される構造は，流れ等によの重なりによって形成される小さな空間が多って通水性が確保される表面から 17cm 程度くできるためであると考えられた．

であり，開発した直径 15 ㎝の基質は効果的に生物生産がなされる構造であることがわかっ

80
カキ60アコヤ

た．

砕石

133.9g150

40
コンクリート20000.20.4

0.60.811.2

表面積(㎡)

図２ 表面積と選好性餌料動物量

付着動物の湿重量(g)

選好性餌料動物の湿重量(g)関係を図 3 に示す．内部空隙のないコンクリ

上層

下層

10072.5g

5017.2g00

選好性餌料動物の湿重量(g)中層200400

600

800

1000

1200

経過日数

80
カキ6040

図４ 層別の付着動物量

アコヤ

砕石２－２）魚類の摂餌による系外搬出
貝殻魚礁に蝟集した魚類の摂餌状況を確

コンクリート認し，系外搬出の定量化を試みた．
20【方法】

三重県英虞湾の水深7ｍに設置した貝殻魚礁において2004年3月～2006年2月の002550
空隙率(%)

75100

間に10回の潜水目視観察を行い，確認された

図３ 空隙率と選好性餌料動物量

魚種，全長，個体数から全長－体重換算式を

このように水産生物の重要な餌になりう用いて蝟集生物量を算出した．また期間内に3る選好性餌料動物に適した構造は直径 15 ㎝，回の刺網による漁獲を行い消化管内容物を確

2

長さ 30 ㎝の大きさにおいて約 1m の表面積，認した．

空隙率 82～85％であった．また小型動物は種

次に餌料動物と蝟集魚類による系外搬出や成育段階によって最適な隙間は変化するの速度を算出するため，2006年8月～2007年3月で一定間隔の隙間ではなくランダムに構成さにテストピースを金網（目合い12mm，20×20れる空隙が有効であると考えられた．

×40cm）で覆い，魚類の摂餌から隔離し（隔(3)貝殻の集積量と小型動物着生量離区），隔離していないもの（非隔離区）と小【方法】 貝殻の集積量が多くなった場合の型動物の着生量を比較した．そして両者の差付着動物への影響を試験した．1999 年 3 月，を魚類による摂餌量と仮定して魚礁における岡山県倉敷市沿岸の既設人工魚礁の上面（水小型動物の魚類への転送速度を算出し，これ深 15m）に長さ 2ｍ×幅 2ｍ×高さ 0.5ｍの貝を系外搬出速度として試算した．小型動物の殻ケースを設置し，中央付近に高さ 50 ㎝，直乾重量への換算は0.2945(乾重量/湿重量) 4)，

径 15cm のカキ殻テストピースを埋め込んだ．

乾重量から炭素量への換算は0.3349（ 炭素量/平成 25 年度沿岸環境関連学会協議会第 29 回ジョイントシンポジウム～沿岸環境修復技術としての貝殻利用の最前線～物質循環の促進向上に向けて～,東京,2014.

乾重量） 4) ，餌料となる小型動物の魚類への3)すると考えられる濾過食性の二枚貝類，ホヤ転送効率は12.8％（餌料転換効率） を用い類等が着生する．これら動物による有機物のた．

取込，分解機能を検証した．

【結果】

蝟集生物量と調査年月の推移を図【方法】

2010年2月，福井県敦賀市の水深5に示す．魚礁では19種類の魚類が確認され，3mに設置された貝殻テストピースを2010年11夏～秋に生物量が多くなった．潜水観察では月～2011年9月の間に4回，各2個を引き上げ，ウミタナゴやイシダイ等が基質表面をついば付着動物分析と有機物取込実験を行うためにむ様子が確認され，刺網により漁獲したこれそれぞれ1個を使用した．取込実験の対照区に

ら魚類の消化管内容物には貝殻基質に生息すは新規の小型動物が着生していないテストピる甲殻類や多毛類，二枚貝類等の動物が多くースを用いた．

魚類蝟集生物量(g/㎡)確認され，群摂餌率は66.7～100％と高かった．

水槽内における取込，分解実験については，

500

試験区および対照区に細胞サイズ5.5～7.5㎛

400程度の珪藻を添加し，24時間後まで一定時間300毎にそれぞれ採水を行って試料とした．それ200

らに含まれる珪藻細胞数，有機態窒素量，無100

機態窒素量（亜硝酸帯窒素量と硝酸態窒素量の総和），TOCを測定した．

004/3681105/3

5 69 1206/2

調査年月

【結果】

（1）付着動物調査

テストピー

図５ 蝟集生物量の推移

スの二枚貝類，ホヤ類等の濾過食者とその他小型動物量と調査年月の推移を図6に示す．

食性動物の各調査時の割合を図7に示す．濾過隔離区は小型動物量が増加し非隔離区に比べ食者は48～74 ％を占め，2010年11月に最も多て7ヵ月後(195日)には約1.4倍多くなった．両

く，2011年9月で最も少ない結果となった．濾区の差は84日後の秋季には7,785g，195日後の過食者の組成については2010年11月以外はホ冬季には8,130gとなった．これらの値から魚ヤ類が優占していた．
800

2.37gCm-2day-1，冬季0.04gCm-2day-1となった．
これらの食物連鎖の魚類の系外搬出ルートは水温などの環境変化による移動や漁獲等が考えられる．本研究は三重県地域結集型共同研究事業の一部として実施されたものである．

湿重量(g)/テストピース

類による系外搬出速度を求めると秋季

700600

濾過食性

その他食性

753

604417499

500
400300200449362333

229100010/1111/0311/0511/09

年月

図７ 濾過食性とその他食性動物（2）水槽内実験

珪藻細胞数の経時変化を

図 8 に示す．試験区は実験開始直後から大きく減少し 12 時間後にはほぼ 0 になっていた．
一方，対照区ではほとんど変化しなかった．
これはテストピースに付着した濾過食者が，珪藻を捕食したためと考えられた．有機態窒
図６ 隔離・非隔離による小型動物着生量２－３）生物による有機物の取込，分解
小型動物培養基質には有機物除去に寄与

素量の経時変化を図 9 に示す．試験区では実験開始直後から急速に減少し，対照区では大きな変化が見られなかった．無機態窒素量の平成 25 年度沿岸環境関連学会協議会第 29 回ジョイントシンポジウム～沿岸環境修復技術としての貝殻利用の最前線～物質循環の促進向上に向けて～,東京,2014.

経時変化を図 10 に示す．試験区では有機態窒等が取り込みやすい形（栄養塩）で排出され素とは異なり，時間経過とともに増加する傾ることがわかった．またこれらの効果は季節向が見られた．これは，試験基質に生息するによって変動はあるものの年間を通じて発揮動物に取り込まれた有機態窒素が，動物の代されることが明らかになった．

謝によりアンモニア態窒素に分解され，これが酸化されることで亜硝酸態窒素及び硝酸態珪藻個体数(×104 cells/ml)窒素に変化したためであると考えられた．

3.まとめ
貝殻を有効利用した魚礁構造物には多様な小型動物が多く増殖し，有機物を取込，無200

試験区

対照区機化する．また小型動物を様々な魚類が摂餌150し，水温等の変化や成育段階による移動，漁100獲によって有機体として系外に搬出される．

50

このように，食物連鎖が形成し魚礁生態系

003691215
試験経過時間(h)182124

図８ 水槽内における珪藻細胞数の経時変化（2011 年5 月）が構築されることで物質循環が促進されることがわかった．ただし，魚礁構造物を設置しただけでは海域全体の環境を改善するのは困

有機態窒素量(mg/L)

難であり，干潟，藻場，漁港・港湾のナーサ
2.0

試験区

リー化等の環境基盤を生物の生活史に応じて対照区

1.5整備することや漁業者と連携した環境保全活1.0動等のソフト面も合わせて取り組むことが重0.5

要である．
最後に，これら調査研究を実施するにあた

0.003691215
試験経過時間(h)182124

無機窒素量(mg/L)

図９ 水槽内における有機態窒素量の経時変化（2011 年5 月）
1098765432
10

試験区

対照区ってご指導，ご協力頂いた多くの方々に厚く御礼を申し上げる．
参考文献
1）鳥井正也：水産系副産物（貝殻）の漁場造
成 事 業 へ の 活 用 . 水 産 工 学 ,Vol.44 No.3,pp.205-209,2008.
2)柿元晧：人工魚礁．財団法人漁港漁場漁村

03691215
試験経過時間(h)182124

技術研究所,pp.1-62,2004.

図10 水槽内における無機態窒素量の経時変化（2011 年5 月）

3）水産庁ら：平成 15 年度水産基盤整備生物

TOC については，対照区ではほとんど減少

環境調査「原単位把握のための調査」報告が見られなかったのに対し，試験区では開始

書,pp.1-51,2004.

直後から減少し，18 時間以内にはほぼ 0 に近4）原口浩一ら：人工中層海底による養殖場沈い値まで減少していた．これは珪藻に含まれ降 有 機 物 の 分 解 促 進 ． 日 水 誌 74(3) ，る有機物がテストピースに固着・生息する動pp.429-431，2008.

物に取り込まれた結果と考えられる．

5）片山敬一ら：廃棄貝殻による人工魚礁漁場以上のことから，貝殻基質に生息する動物の造成.水産資源の先進的有効利用法（監修が植物プランクトンを取り込むことによって坂 口 守 彦 ・ 平 田 孝 ） .NTS, 東

有機懸濁物は動物の体内で無機化されて海藻

京,pp.301-314,2005.