第５回自然地理学オンラインセミナー
2020/7/18

自然地理学オンラインセミナー（2020/07/18）

サンゴ礁と地球環境

山野 博哉（国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター）

山野博哉

研究内容
国立環境研究所
生物・生態系環境研究センター長
バックグラウンド：自然地理学
1993：沖縄に行く、卒論開始
1999：東京大学大学院
理学系研究科地理学専攻修了
1999-現在：国立環境研究所
2005-2007：ニューカレドニア
フランス開発研究所(IRD)で在外研究

サンゴ礁の…
・物理環境
・造礁生物分布・地形形成史・リモートセンシング
・気候変動影響評価（データマイニング、モニタリング、将来予測）
・保全計画（重要海域選定、保護区配置、陸域負荷の低減）

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社会・環境システム ←最初
気候変動←つぎ
生物多様性・生態系 ←今ココ
資源循環・廃棄物
環境リスク・健康
地域環境（水・土壌・大気汚染）
環境計測
災害環境（福島支部）

茨城県つくば市に本部
福島支部
琵琶湖分室

http://www.nies.go.jp

サンゴ礁
地球表面の約0.1%の面積しかないが…
・高い生物多様性：9万種
・漁業・観光資源・自然の防波堤、砂浜や州島の形成

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原図：茅根 創2

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サンゴとサンゴ礁の分布

最寒月平均水温：18˚C
環礁
堡礁

裾礁
その他

ReefBase (http://www.reefbase.org)

今日のトピック• サンゴ礁と地球環境– サンゴは地形を作り、環境を記録する• サンゴ礁の島と海面上昇– ツバルの脆弱性の正体– ツバルの後日譚

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サンゴ礁の様々なタイプ
隆起環礁

裾礁

環礁

堡礁

環礁州島

ビーグル号航海（1831-1836年）
・沈降説（1842年）
・進化説（1859年）

100万年〜：大地形沈降説→プレートテクトニクス

チャールズ＝ダーウィン

Rotondo (1980), Grigg (1982)

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海面変動とサンゴ礁の形成
海面変動

12万年前

縄文時代

更新世
完新世

2万年前

5000年前

現在

McLean (1994)

西表島でのサンゴ礁とマングローブ
掘削

Yamano et al. (2019) Estuarine, Coastal and Shelf Science105

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海面変動とサンゴ礁・マングローブ林の発達

Yamano et al. (2019) Estuarine, Coastal and Shelf Science

海面上昇に対するサンゴ礁の応答様式

Neumann and Macintyre (1985)

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サンゴ礁地形とサンゴ分布

陸外洋古環境（水深、波当たり）の推定が可能

Sagawa et al. (2001)

サンゴ礁掘削で得られた
17000年前からの海面変動曲線

Acropora palmata
水深5m以浅に分布

引用5000回以上

Fairbanks (1989)7

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太平洋の島嶼では、5000-2000年前から現在にかけて海面低下が多く見られる

ハマサンゴマイクロアトール（海面の指標）数メートル

海面5000-2000年前

現在

ハマサンゴ化石マイクロアトール

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グレイシオ・ハイドロアイソスタシー：地球の内部構造を反映
最終氷期（2万年前）

6000-4000年前

現在
世界各地の相対的海面変動
Lambeck and Chappell (2001)
https://www.nipr.ac.jp/info/notice/20120329Nature.html

島は何年前に、どうやってできた？

？
4000年前〜

McLean (1991)

島は異地性の砂や礫でできている・・・
どうやれば形成年代を知ることができるのか・・・？

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州島の構成物

サンゴ礁上に成立している島（州島）は、サンゴ礁に棲息している石灰化生物の遺骸片でできている

中でも、サンゴに加えて、有孔虫（ホシズナ、タイヨウノスナ、ゼニイシなど）の占める割合が多い

海面低下→有孔虫の出現→島の形成！

Yasukochi et al. (2014) Geomorphology

Yamano et al. (2017) Quaternary Res

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サンゴ礁と地球環境• 現在我々が見るサンゴ礁には、様々な時空間スケールの現象が関わっている– プレートテクトニクス：サンゴ礁のタイプ（裾礁・堡礁・環礁…）– 第四紀の海面変動：サンゴ礁の成長– 後期完新世の海面低下：州島の形成• サンゴは環境を記録している（海水準…）• こうした地球規模の環境変動は、地球上すべてに影響を与えている

今日のトピック• サンゴ礁と地球環境– サンゴは地形を作り、環境を記録する• サンゴ礁の島と海面上昇– ツバルの脆弱性の正体– ツバルの後日譚

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サンゴ礁の島（環礁州島）環礁州島の分布海面上昇による・水没・海岸侵食
・淡水レンズ縮小
気候変動による・海岸侵食（台風頻度）
ツバルの浸水・淡水レンズ縮小（降水量）

ツバルの浸水の原因は？

Photo: H. Kayanne

200 m-標高図の作成-108年間の土地利用変化の解析による、元の土地条件の理解

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洪水が起こっているところは、元の湿地と、ストームリッジを削ったところ
・第二次世界大戦中に大幅な地形改変があった

Yamano et al. (2007) Global Planet Change

空港ができたことに加え、独立、オーシャン島やナウルのリン鉱山の衰退によるツバルへの労働者の帰還と、現金収入手段の不足による都市への人口集中が、元湿地へ
AerialGeological map
Aerial photos
Map photos IKONOSの居住地増大の原因
Population
10000
8000%
50% of Funafuti population to Tuvalu

40

6000

30

4000

2020000Year

Population of Tuvalu

1880
1900
Banaba Island phosphorus mining
オーシャン島のリン鉱石採掘
Copra production
コプラ生産

Population ofFunafuti

1920

1940

Construction
空港建設
of airfield

1960

1980

1002000

Independence of
ツバルとキリバスの独立
Tuvalu and Kiribati

Figure 313

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現在の脆弱性は、地球規模の要因と地域規模の要因の複合によりもたらされている
地球規模の要因-海面上昇(Tuvalu: 2+/-1 mm/year)
-気候変動
...

1896Transect A

Transect B
Missionchurch

地域規模の要因-元湿地への居住地の拡大-人口増加・集中-...

Transect C

地域の成り立ちを理解することが必要
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日本での例：
低地での洪水伊勢湾台風での高潮による被害

災害地形分類図14

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サンゴ礁の島と海面上昇• 環礁の上に成立する島嶼国は、土地のすべてがサンゴ礁起源の堆積物から構成されている →生態系保全に基づく国土の維持• 州島の脆弱性はグローバルな要因（気候変動）とローカルな要因（人口増加、居住地拡大）との複合によりもたらされている• ツバルの洪水問題は、日本の低地で起こっている洪水被害と同じ構造

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地下水探査

Sampling points at Fongafale Islet, Tuvalu

淡水の地下水が無い！
タロイモ畑

飲料水用の雨水タンク

Nakada et al. (2011)16

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サンゴの年輪に記録された汚染（富栄養化による無酸素状態）

Nakamura et al. (2020)

汚染の影響の可能性
有孔虫分布と密度＝砂生産

漂砂のポテンシャル

Fujita et al. (2014)
Mar Micropaleontol

都市化による汚染による有孔虫密度の低下

構造物による漂砂の阻害172020/7/18

有孔虫砂の運搬と堆積の阻害→海岸線のモニタリング

JICA-JST ツバル国との共同プロジェクト

C:0 M:35 Y:85 K:0

C:90 M:5 Y:20 K:0

K:70

研究代表：茅根 創教授（東大）

https://www.jica.go.jp/project/tuvalu/0802778/index.html

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その後・・・
June 201012 Jan 2016

C:0 M:35 Y:85 K:00350m

0C:90 M:5 Y:20 K:0

K:70350m

ツバルの養浜・・・砂の堆積を妨げない緩傾斜が採用された• 地域の成り立ちを知る– 地球環境の視点（プレートテクトニクス、海面変動、気候変動…）– 学際的な視点（生態学、海岸工学、水文学、考古学、文化人類学…）• 問題を統合的に理解する、それが問題解決につながる• 国際的なインパクトも持つ• サンゴとサンゴ礁を理解し、保全しようとすることは、時空や多分野を俯瞰し、時にはそれらを行き来し、つなげ、新たな分野横断型の科学を築く基礎となる。さらに言えば、サンゴ礁から得られる俯瞰型視点はサンゴ礁以外の対象や問題に対しても十分に応用可能であろう。（岩波「科学」：リレーエッセイ「地球を俯瞰する自然地理学」 より）• 謝辞：茅根 創さん、米倉伸之さん、小池勲夫さん、地理学教室の皆様、共同研究者の皆様

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そのほかの図書20