博士（水産科学）藤野忠敬
学位論文題名音響的手法を用いたキュウリエソ資源の定量的モニタリングに関する研究
学位論文内容の要旨
本研究の萱量土目的
多くの水産資源が崩壊した原因として，資源管理において生態系の生物間作用や状態変化が考慮されてこなかったことがあげられる．このことから，近年，生態系べースの資 源 管 理 (Ecosystem‑based management)を 行 う 必 要 性 が 論 じ ら れ て い る ．
Ecosystem‑basedmanagementを行うためには，生態系の主要構成生物を定量的にモニタリングすることが不可欠である．これらの生物の中で，遊泳カを持つマイクロネクトンの定量化は従来困難であったが，音響的手法はこれを可能にする手段として期待されている．音響的手法を生物量推定に適応するためには，対象生物の音響反射特性を明らかにし ，音 響的に 対象 生物を 判別 する手 法を 確立す るこ とが必要となる，
本研究では，日本海の生態系で重要な役割を果たしている魚類マイクロネクトン，キユウリエソ(Maurolicusjaponicus)を対象とし，その音響による定量的モニタリング手法を確立し，これまで不明であった本種の分布特性を明らかにすることを目的とする，さらに，本種の資源量推定，資源の長期的な変動を基に，本種の定量的モニタリングを行 う 意 義 に っ い て Ecosystem‑based managementの 観 点 か ら 議 論 す る ，童 饗 的 主 法 に よ る モ ニ タ リ ン グ の 翌 題 Q二 空 ニ 竺 ッ ト ス ト レ ン グ ス
音響的手法では，分布密度を知るために，体長との関数として一個体あたりの音波の反射強度（ターゲットストレングス：TS)を把握することが重要となる．TSは，同じ個体でも周波数や姿勢により変化するため，調査で適用する周波数にっいて姿勢の影響を考慮した体長ーTSの関係式を求める必要がある．本研究では，最も使用頻度の高い38kHzと120kHzの2周波数にっいて，実験的な方法と理論的な方法を併用することにより，姿勢がTSに及ばす影響および体長とTSの関係を調べた．その結果，キュウリエソは鰾の大きさと形状の特性から，38，120kHzでは姿勢がTSに及ばす影響が少ないことが明らかとなった．また，TSの深度特性を考慮した理論的な方法により，本種の生息深度帯別の体長‑TSの関係式を求めることができた，童饗 的主法に よるモニ タリング の認擾＠ 二麁鍾剴 別
現場 で収集さ れた音響 データは ，様々な 海洋生物 からの反射情報を含んでおり，その中か ら対象生 物の反射 情報を抽 出しなけ れぱなら ない．したがって，対象生物を抽出する方 法（魚種 判別）が 必要とな る．キュ ウリエソ については，反射強度に一定の閾値を設定 し，複数 の条件設 定を行う 方法が用 いられて いた，しかし，この方法では季節によって 魚群密度 が変化し た場合に 対応でき ない，そ こで，本研究では魚群密度の変化に対応 す る方 法 と して 海 中の 反 射 強度 の 最大 値 を 信号 毎 に抽出 し，その10分 の1の反射 強度を 閾値とし て設定す る判別方 法を考案 し，従来 の手法と比較した．その結果，本手法は， あらゆる 周波数へ の対応が 可能であ り，異な る海域や季節において使用するのに適して いる点で 従来の方 法より優 れている と判断さ れた，
隠睦釐疊 周塑塰壇 ！三塑け るキュウ リエソ堕 金査縫性
本研究で 求めた体 長‑TSの関係 式と魚種 判別法を 用いて， 2000〜2005年の，主 に春季と夏季に 隠岐諸島 周辺海域 で収集し た音響デ ータから ，隠岐諸島を挟んだ東西海域，沿岸と沖合のキュウリエソの水平的な分布特性を調べた．その結果，両季節に共通して，隠岐諸島の 東側の分 布密度は ，西側に 比べて1.2〜 4.6倍高かった．また，沿岸と沖合の分布には明 確な季節 変化がみ られ，春 季は沿岸 に集中， 夏季は沿岸から沖合に魚群が広く分散した ．さらに ，これに ともない 本種の分 布密度は ，沿岸よりの陸棚斜面部で，沖合に比べて 1.1〜20.3倍高く なった． こうした 水平的な 分布特性 は，隠岐諸 島の東側 海域の複雑な 海洋環境 と，本種 の主餌生 物となる 動物プラ ンクトンの分布域の季節変化の影響を受け たものと 考えられ る，
隠 岐 諸島 東 海 域で は ，2000〜2002年 の春季， 夏季およ び秋季の データを用 いて昼夜の鉛 直 分 布特 性 を 調べ た ．こ の 結 果， 昼 間キ ュ ウ リエ ソ は150〜200mを 中心とし て分布してい ることが わかった ．一方， 夜間では これより 浅い深度帯に本種が出現し，全ての季節で日周鉛直移動(Diurnal Vertical Migration：DVM）が確認された．ただし，春季に は ， DVMの 有 無 が 異 な る パ タ ー ン が見 ら れ た． DVMを 行わ な ぃ魚 群 は 1歳 以上 の 個体の 占 め る割 合 が 高く ， 成熟 段 階 がDVMの パタ ー ン に影 響 を及ばす 可能性が 高いと考えられた ．
日本海のキュウリエソの資源量とそ堕生変動
春 季 にキ ュ ウリ エ ソ が陸 棚 上 に集 中 する 傾 向を示 したこと から，水深 200mの等深線を基準と してこの 集中分布の範囲を推測し，陸棚斜面部で観察された平均分布密度（15.5〜 63.4g/m2）を用 いて，日 本海全域 の本種の 資源量を推定した．この結果，2000〜2005年の キ ュ ウリ エ ソの 資 源 量は 87〜356万 トン と 推 定さ れ た． ま た ，2000〜 2005年の 春季と夏季 の同一海 域で観察された平均分布密度は，年によって平年値から0．4〜1．5倍の範囲で変動した．
日本海の 主要生物 でキュウ リエソと 同じ栄養段 階にある カタクチ イワシ（五砥朋仏丿印〇門fc甜ざ）の2000〜2005年における資源量推定値は，41〜103万トンである．また，キユウリエソと並ぶ中深層性のマイクロネクトンであるホタルイカ（Watasen
iascintillans)の資源量 推定値は ，1986〜1989年に おいて8.2〜 13.6万トンと いう報告 がある．これらのことか ら，キュ ウリエソ は日本海 の三次生産者として最も資源量の大きい生物であると考えられた．
旦 杢 逢 Q Ecosystem‑based management！ 三 整 い て 杢 萱 Qモ ニ タ リ ン 4萱 短 弖 意 義
日 本海 南 西海 域 に おい て ，1978〜2005年の秋 季に得ら れたキュ ウリエソ の卵出現数を 解析 した結果， 1987年を境と して，卵 採集数が それ以前 の約2倍の 水準ヘ移行 し，本種 の資源が 大規模で長 期的な変 動を示す ことが明 らかとな った．198
7年を境とした資源水準の変動は，他の有用水産生物（スルメイカ，．マイワシ，スケトウダラ）にも見られ，気 候変動に連動した生態系の状態変化（レジームシフト）に関連したものと考えられる．
音響的 手法により 隠岐諸島 周辺海域 で近年5年 に観察し たキュウ リエソの分 布密度の年 変動と水 準は，卵の 出現傾向 と良く一 致してい た．この ことから，今後音響的手法によ り本種の 資源状態を モニタリ ングする ことは， レジーム シフトを予測し，この影響を受 ける有用 魚種を管理 する上で 大きな貢 献をする と考えら れる．また，主要な第三次生産 者である 本種の音響 的手法を 用いたモ ニタリン グを実施 することにより，これまで推測 の域を脱 しなかった 生物問の 餌をめぐ る競合関 係や，低 次生産と高次生産の関係を定量 的に評価 することが 可能とな り，海洋 生態系の 理解に大 きく寄与すると期待される．

学位論文審査の要旨
主査

助教授

宮下和士

副査

教授

桜井泰憲

副査

教授

三浦汀介

副査

教授

飯田浩二

副査

教授

青木一郎（東京大学）

学位 論文題名音響 的手法を用いたキュウリエソ資源の定量的モニタリングに関する研究
杢 研究堕萱 量と目的
多 くの水産 資源が崩 壊した原因 として、 資源管理 において 生態系の種間作用や状態変化 が考慮さ れてこな かったこと があげら れる。こ のことか ら、近年、生態系べースの資源 管 理 (Ecosystem‑based management: EBM)を 行 う 必 要 性 が 論 じ ら れ て い る 。
EBMを行 う ため に は 、生 態 系の 主 要 構成 生 物 を定 量 的に モ ニ タリ ングす ることが 不可 欠 で ある 。 本研 究 で は、 日 本海 の 生態 系で重要 な役割を 果たしてい るキュウ リエソ(Maurolicus japonicus)を 対象とし 、本種の 音響による 定量的モ ニタリング手法を確立
し 、これま で不明で あった本種 の分布特 性を明ら かにする ことを目的とする。さらに、
本 種の資源 量推定、 資源の長期 的な変動 から、本 種の定量 的モニタリングを行う意義にっ いてEBMの観 点から議 論する。
童 饗 麹 主 法 に よ る モ ニ タ リ ン グ の 墾 題 Q二 空 ニ 2ッ ト ス ト レ ン グ ス
音響的手 法では、 分布密度 を知るた めに、一個 体あたり の音波の 反射強度（ターゲットス ト レ ング ス ：TS） を把 握 す るこ と が重 要とな る。TSは、 同じ個体 でも周波数 や姿勢に よ り 変化 するた め、調査 で適用す る周波数 にっいて 姿勢の影 響を考慮し た体長‑TSの 関 係 式 を 求 め る 必 要が あ る 。本 研 究 では 、 38kHzと 120kHzの 2周 波数 に つ いて 、 実
験的 な 方 法と 理 論的 な 方 法を 併 用す る こ とによ り、姿勢 がTSに及ば す影響およ ぴ体長とTSの 関係 を 調べ た 。 その 結 果 、キ ュ ウリ エソは 鰾の大き さと形状 の特性から 、38、120kHzで は 姿 勢 が TSに 及ば す 影響 が 少 ない こ とが 明 ら かと な った 。 ま た、 TSの深 度特性を考 慮した理 論的な方 法により 、本種の生息深度帯別の体長‑TSの関係式を求めた。

童饗的 主法によ るモニタリ ングの盤 題＠二麁 重判別
実際の 調査から 得られた音 響データ は、様々 な海洋生 物からの 反射情報を含んでいるため、 対象生物 の反射情報 を抽出（ 魚種判別 ）するこ とが必要 となる。本研究では魚群密 度の 変 化に 対 応 する 方 法と し て 海中 の 反射強度 の最大値を 信号毎に 抽出し、 その10分の1の 反射強度 を閾値とし て設定す る判別方法を考案し、従来の手法と比較・した。その結果 、本手法 は、あらゆ る周波数 への対応 が可能で あり、異 なる海域や季節において使 用 す る の に 適 し て い る 点 で 従 来 の方 法 より 優 れて いる と 判断 さ れた 。
隠岐釐豊 屈塑塰壇！ 三韮ける キュウリ エソ堕金 査盤性
2000〜2005年の、 主に春季と 夏季に隠 岐諸島周 辺海域の キュウリエソの水平的な分布特性 を 調べ た 結 果、 両 季節 に 共 通し て、隠岐 諸島の東 側の分布密 度は、西 側に比べ て高かった。また、．沿岸と沖合の分布には明確な季節変化がみられ、春季は沿岸に集中、夏季は沿 岸から沖合 に魚群が 広く分散 した。
隠岐諸島 東海域では 、2000〜2002年の 春季、夏 季および 秋季のデータを用いて昼夜の鉛直分布 特性を調べ た。この 結果、夏 季と秋季 は夜間の 分布深度や日中より浅くなる日周鉛直移 動(DiurnalVerticalMigration:DVM)が確認された。ただし、春季には浅い水深帯でDVMが 無いパター ンが見ら れた。
旦杢塰 Qキュウリ エZ堕資懣 量
春季に キュウリ エソが陸 棚上に集 中する傾 向を利用 し、陸棚斜 面部で観 察された平均分布密 度を用い て、日本 海全域の 本種の資 源量を推 定した。こ の結果、 2000〜2005年のキュウ リエソの 資源量は 87〜356万トン と推定さ れた。
日 本 海 でキ ュ ウ リエ ソ と同 じ 栄 養段 階 にあ る 主 要生 物のカ タクチイワ シ(Engraulisjaponicus)の資源 量推定値 は、本種 と同水準 かそれ以 下、また 、中深層性 のマイクロネ
クトン であるホ タルイカ （Wataseniascintillans)の資源量推定値は、本種の1/10程度であった 。
目 杢塰＠ EBMに おぃニ玉 杢埀のモ ニタリン グを萱弖 童董
日 本海南西 海域にお いて、1978〜 2005年の秋季 に得られ たキュウリ エソの卵出現数を解 析した結 果、本種 の資源水 準が大規 模で長期 的な変動を 示すこと が明らかとなった。
本 種の資源 水準の変 動は、他 の有用水 産生物に も見られ、 気候変動 に連動した生態系の状 態変化（ レジーム シフト） に関連し たものと 考えられる 。
音 響的 手 法 によ り隠岐諸島 周辺海域 で近年5年 に観察し たキュウ リエソの 分布密度の年 変動と水 準は、卵 の出現傾 向と良く 一致して いた。今後 は音響的 な手法を用いて、キユ ウリエソ の資源量 をモニタ リングす ることに より、生態 系の中の 種間作用を定量的に検 討 や レジ ー ム シフ ト に応 じ た 順応 的 な管 理 を実際に 行うこと が可能に なると考え られ る。
こ れらの成 果に対し て審査員 一同は申 請者が博 士（水産科 学）の学 位を授与される資格 のあるも のと判定 した。1193―