博 士 （ 水 産科 学 ） 斎藤 克 弥
学位論文 題名マ ルチ セ ン サー リ モート センシン グと海 洋GISによるマイワシ 漁場形成 および 資源変動に関する研究
学 位論文内容の要旨【諸奮】
我が国は、平成9年から排他的経済水域（EEZ）の主要魚種についてTAC（漁獲 可能 量）に よる 漁獲管 理を 開始し た。 適正な TACを 設定 するにt
ま、正確な ABC（ 生物 学的許 容漁 獲量）の算出が急務である。一方で、効率的な操業の た め の 漁 業 の情 報 化も 急務 である 。こ の2っ は、資 源保 護と漁 獲効 率向上 とい う両極 に位 置する 問題 である が、 21世紀 の水 産資源 管理は、漁業現場と直結したものになる必要がある。
多獲 性浮魚 類は 、21世 紀の 食糧問 題を 考える 上で は、夕 ンバク源として重 要で ある。 そこ で本研 究はマイワシ（Sardinops meIanostictus）を研究
対 象 と し た 。 日本 周 辺 の マ イ ワ シ 漁獲 量 は 、 高 資 源 水準 期の1990年 代前
半 の 年 間 約 450万 トン か ら 、 現 在 は 年間 約 10万 ト ン に 急激 に 落 ち 込 ん でい る 。 マ イ ワ シ資 源 の 回 復 は 、 日 本の 水 産 業 に と っ て重 要問題 であ る。
しか し、こ れま でのマ イワ シ漁場 形成 機構や 、資 源変動 機構に関する研究 成果 は、船 舶に よる点 の観 測デー タを 利用し たも のが多 い。衛星を利用し た例 は、水 温画 像と漁 場を 比較し た研 究のみ で、 北上回 遊の重要な要因で ある 餌環境 につ いては ほと んど研 究例 がない 。衛 星のも つ時空間的なデ一 夕取 得の優 位性 を生か した 面的な 解析 が必要 であ る。ま た餌環境の解明も 必要 である 。最 近は海 色等 の情報 も衛 星から 取得 可能で あり、加えて長期 間の 時系列 のデ ータが 揃い つっあ る。 衛星セ ンサ ーを複 合的に組み合わせ て 餌 環 境 や回 遊 環 境 を 総合 的 に 解 明 する こ と が 期 待さ れて いる 。
そこ で本研 究は 、衛星 デー タによ る漁 場形成 機構 の解明 と、衛星データに よ る に 中 長 期の 海 洋 環 境 変 動 の 解明 お よ び 水 産 資 源変 動との 関係 を明らかにすることを目的とする。本研究では、衛星データの複合利用／マルチセ ンサ ーリモ ート センシ ング と海洋 GIS(地理情 報シ ステム ）の手法を適用す る。 本研究 では 、餌環 境を 示すと 思わ れるク ロロ フイル 画像に注目し、漁 場形 成から 資源 変動ま での クロロ フイ ルの影 響つ いて議 論する。本研究は 、マ イワシ の時 間スケ ール を、数 日スケール、数年スケール、10年スケー ルで 分けて 解析 した。
【使用デ―夕】（衛星三ー夕L
本研究 では 、海面 水温 、クロ 口フ イル、 海面 高度、 海上風を把握するために、以下の衛星デ一夕を利用した。
1. NOAA/AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)による198
1年
か ら 2000年 ま で の 海 面 水 温 デ 一 夕 ： 空 間 解 像 度 は 1kmと 9km、 時 間 解
像度は1日と1ケ月
2． ADEOS/OCTS(Ocean Color TemperatureScanner)による1996年から1997
年 ま で の 海 面 水 温 デ 一 夕 ： 空 間 解 像 度 は 700m、 時 間 解 像 度 は 1日
3． Nimbus‑
7/CZ
CS(CoastalZoneColorScanner)による197
8年から1986
年まで の 植 物 プ ラ ン ク ト ン デ ー 夕： 空 間 解 像 度 は 18km、 時 間 解 像 度 は 1ケ月
4． ADEOS衛星 搭載 のOCTS(Ocean Color Temperature Scanner)による1996
年から 1997年まで のク 口ロフ イル ．aデ ー夕： 空間 解像度は700mと9kmヽ
時間解像度は1日と1ケ月
5． Orbview2/SeaWiF
S(Sea Wide FieldSensor)による1997年から2000年までの ク ロ ロ フ イ ル ． aデ ー 夕 ： 空 間 解 像 度 は 9km、 時 間 解 像 度 は 1ケ 月
6， TOPEX、 ERS‑1/2の Altimeterに よ る 1996年 か ら 2000年 まで の 海 面 高度デー夕：空間解像度は0.25度、時間解像度は1ケ月
7． DMSP/SSM‑Iに よ る 1995年 か ら2000年 ま で の 海 上風速 デー 夕：空 間解
像度は1度、時間解像度は1ケ月（現擾三―夕ユ一
本研究 では 、マイ ワシ 漁場位 置お よび資 源変 動の把 握、衛星データの検証 と 海 域 の 分 割、 漁 場 水 深 の 把 握の た め に 、 以 下 のデー タを 利用し た。
1． まき 網漁船 船間 連絡情報デー夕：漁業情報サーピスセンターが収集した操業位置に関する情報
2．マイワシ資源デー夕： Wada andJacobson(1998)
および石田ら(2002)によるバイオマス、余剰生産率、再生産成功率の理想的再生産曲線からのずれ
3． 船舶 デ一夕 ：漁 業情報サーピスセンターが収集した下層水温デー夕、函館 海 洋気 象 台 が 観 測し た 、 水 温 、 クロ ロ フ イ ル 濃度等 のデ一 夕
4． SeaBAMデ ー夕 ： NASAが 収 集 した 、 ア ル ゴ リ ズ ム開発 者用 ク口ロ フイル濃度等のデー夕
5． ETOP05：NGDC(米国）による標高・水深デー夕‑ 1379−

【解析方法】（数目丞ケ‑)と(ヱイワシま童魍漉擾髭盛機擡2
1．全てのまき網マイワシ漁場デ一夕をマイワシの資源水準により5年で区切 り 、地図上にプロット して過去の漁場形 成域画像を作成し た。
2．全てのまき網マイワシ漁場データとETOP05とのマッチアップから、漁場形 成 水深のヒストグラム を作成、漁場形成 水深画像を作成し た。
3．ADEOS/OCTSとま き網漁船船間連絡 情報データとのマッチアップから漁場の水温、クロ口フイルを求めた。また漁獲量を加えて、3次元の散布図を作成した。散布図から求められた好漁場が形成される好適環境マ
ヅプを作成した。
4．局所オペレータによる分散値を求め、水温、クロロフイルの潮境抽出を行い、潮境マップを作成した。
5．漁場形成前後3日間の水温およびクロロフイルの変動傾向を求めた。また時 系 列画像同士の演算処 理で、短期変動傾 向マヅプを作成し た。
（数 生ユ10年スケールのマ イ2皇資擾変 動と塰注彊壇変動との竝座蚯）
1.解析海域を分離するため、黒潮等の指標水温の平均的な分布位置を船舶観測の下層水温データから求め、産卵域（黒潮域）、南側索餌回遊域（黒潮続流域）、北側索餌回遊域（親潮域）、漁場域の4海域に分割した。
2.偏差海 面高度と平均海面高度の和を求め、絶対海面高度を算出した。
3.植物プ ランクトン濃度から、ク口ロフィル‑a濃度への換算式をSeaBAMデータセットから算出、CZCSデ一夕を補正した。
4．衛星水温およびク口ロフイルと函館海洋気象台の現場デ一夕と比較検証した。
5．1996年〜 2000年の水温、ク口ロフイル、海面高度、海上風のイソプレ
ヅ ト を 作 成 し 数 年 ス ケ ー ル の 海 洋環 境の 特徴 を抽 出 した 。
6．1998年と1999年の比較画像を作成し、両年で海洋環境に差異があるのかを検討した。
7．1978年〜2000
年までの資源デ一夕と衛星デー夕（水温、クロ口フイル）の 各 点 で の 相 関 係 数 を 求 め 、 相 関係 数マ ヅプ を作 成 した 。
8．1981年〜2000年の水温、1978年〜2000年クロ口フイルデータからトレンドを求め、トレンド分布マヅプを作成した。
【結果と考察】（数目丕ケ―2kQヱイワシま童魍漁場形盛機檀）
全漁場位置データの分布マップからマイワシ漁場は、陸棚沿いに形成されており、資源状態で分布域が狭まることを示した。またマイワシ漁場は200m以浅で60％、700m以浅で80％が形成されていた。漁場の水温・クロロフイル・漁獲量の関係から、特定の水温（春の例では15〜16℃）、クロ口フイル（春の例では3ルg/l)に好漁場が分布することが明らかとなった。水温・クロロフイル・漁獲量の3次元散布図は南下・北上回遊期によって異なっており、回遊・成長過程での水温・ク口ロフイル環境の違いがあることが明らかとなった。3次元散布図から求められた好漁場環境には、実際の漁場が78％の確率で分布していた。好漁場環境の空間分布tよ、潮境の分布と一致することは過去の知見と同じ結果であった。衛星は漁場形成前後に当該位置の環境情報を得ることができるが、本研究では、前後3日間の短期的な変動傾向を算出した。その結果、水温の下降海域、クロロフイルの上昇海域で漁場が形成されることが判明した。マイワシがク口ロフイル分布に影響を受けることが示された。過去の漁場形成、漁場水深、水温・ク口口フイルの好適環境、短期的な環境の変動を結合したGISマップを作成した結果、全ての情報が揃ったGIS画像を用いて、漁場形成域を狭い範囲で絞り込むことが可能になった。
（ 数 生 丞 ケ 一 2kQi亜 2皇 Q資 遯 変 動 と 塰 崖 環 壇 変 動 と の 竝 塵 2
水温とク口口フイルについては、1998年を境に黒潮続流、親潮域を中心に高めの海域が多く分布していることが判明した。海面高度についても、1999年以降、黒潮続流域を中心に高めに推移する海域がみられた。海上風は1998年以降親潮域で強いという傾向がみられたる1998年と1999年を比較する 両者の差分画像から、水温は、産卵域で1999年の水温が低いが、回遊域 は親潮、黒潮続流とも1999年が高いこと、クロロフイルは、1999年のほうが広く高い海域が分布していることが判明した。ただし三陸沖のク口口 フイルは1999年のほうが少なかった。海面高度は黒潮続流を中心に1999年のほうが高い値で推移していること、海上風は黒潮続流域を中心に1998年のほうが高い値が分布していることが判明した。本研究でみられた1998‑99年の急峻な環境の変化は、すでに指摘されているレジームシフトである。1999年はマイワシの新規加入が急減した年で、本研究の結果から マイワシの新規加入減少の要因として黒潮続流から親潮域での水温の上昇、三陸沖でのク口ロフイルの減少、黒潮続流での海面高度の上昇による環境変化が影響していること、それらがレジームシフトによって弓｜き起こされていることが示唆された。餌環境という視点では、レジームシフトに よって稚仔魚が分布する索餌域のクロロフイルが減少したために餌環境の悪化し、これが新規加入の減少にっながり、結果として資源に影響を与えたと考えられる。
（ 】 Q生 ： ス ケー ル のヱ 42皇 資遯 変 動上 ー塰 注 璽壇 変動 と (D jrt壷2
マイワシ資源変動において、数年スケールでみた年毎の加入の成否は重要な問 題であるが、マイワシの資源変動はより長期的な周期を持っている。衛星から得られた時系列の水温とク口ロフイルのデータから1980年代以降の長期トレンドを求めた結果、1980年代前半から、各季節とも広域で水温の上昇傾向がみられ、およそ1度の上昇が確認された。一方クロロ
フイルは、秋の親潮域を中心に1980年代前半に比ベ20〜30％の減少がみられた。NASAも同様の解析を行っており、太平洋全体で30％近い減少があったと報告している。資源変動と海洋環境変動との相関係数を日本周辺の全点で求めマップ化した結果、春の親潮系水を中心としたブルーミング域および秋の親潮域におけるクロロフイルとマイワシ再生産成功率等が正相関、冬の黒潮続流における水温が再生産成功率等と負の相関となった。これらの結果から、マイワシの回遊過程において、黒潮続流の水温が稚仔魚期の生育環境に影響を与え、三陸沖のクロロフイルが稚仔魚期の餌環に影響を与え、最後に親潮域のクロロフイルが仔魚および成魚の餌環境に影響を与え、最終的にこれらの環境要因が累積して資源変動に影響を及ぽすと考えられる。黒潮を中心とするマイワシの発生域に加えて、索餌場である三陸沖および親潮域でのクロロフイルのモニタリングはマイワシ資源変動を解明する上で重要である。従来の成果では水温や水温偏差といった物理環境を中心とし．た解析が多かったが、本研究では、船舶では大量のデータを得られにくいクロ口フイルについて、衛星を使って面的に解析し、マイワシ資源に影響を与えると考えられる海域と季節を特定することができた。
【おわりに】
本研究では、マルチセンサーリモートセンシングと海洋GISを用いて、大量の衛星データを効率的に処理し、日本周辺のマイワシの漁場形成・資源変動と海洋環境変動とを関連づけて解析した。特に、マイワシの漁場形成か ら資源変動までのクロ口フイル分布の餌環境としての重要性を示すことができた。これらの技術的な成果として漁業GISを提案、またマイワ
シの 資源変動と海洋環境を結びっけた資源環境モデルを提案した。これは、海洋生態学的研究や水産海洋学的研究を発展させる上での、一つの先駆 的な 提案 であ り 、水 産資 源管 理手 法の 新し い提 案である。

学位論文 審査の要旨
主査
副査
副査
副査
副査
副査

教授

齊藤誠一

教授

三浦汀介

教授

飯田浩二教授福島助教授

米 田 園 三郎

助教授

桜井泰憲

甫 （東海大学 ）学 位 論 文 題 名マ ル チセ ン サ ー リモ ートセン シング と海洋GISに よる
マ イワ シ 漁 場形 成 およ び 資 源変 動 に関 す る研究
我が国は 、平成9年 から排他 的経済水域 (EEZ)の主要魚 種についてTAC（漁獲可能量）による漁獲 管理を開 始した。 適正なTACを設定するには、正確なABC（生物学的許容漁獲量）の算出が 急務であ る。TACに選 定されてい る数種の 多獲性浮 魚類は、21世紀の食糧問題を考える上 でも、タ ンパク源 として非常 に重要で ある。一 方で、そ れらの資 源の効率 的な漁獲活動 のために は漁業の 情報化も急 務である 。
本研究で 対象とし たマイワ シ(Sardinopsmelanostictus)はTAC魚種に選定されており、その漁獲 量は、高 資源水準 期1990年代前半 の年間約 450万トンから、現在は年間約10万トンに急激 に落ち込 んでいる 。従って、 マイワシ 資源の回 復は、日 本の水産 業にとっ て重要問題で あり、そ の資源変 動要因を理 解する上 で、資源 と環境と の関係を 、いろい ろな
時空間ス ケールで 把握する 必要がある 。
これまで のマイワ シ漁場形 成機構や資 源変動機 構に関す る研究は 、船舶に よる点の 観測データ を利用し たものが ほとんどで ある。衛 星データ を利用し た研究は 、水温画 像と漁場を比 較したも のだけで 、北上回遊 の重要な 要因であ る餌環境 に関する 研究はほ とん
どない。 衛星観測 による時 空間的なデ ータ取得 の優位性 を生かし た面的な 解析が必 要である。近 年、海色 等の情報 も衛星から 取得可能 になり、 加えて長 期間の各 種の時系 列データが利 用可能で ある。そ こで、衛星 センサー を複合的 に組み合 わせて餌 環境や回 遊環境を総合 的に解明 すること が期待でき る。
本研究は 、衛星デ ータを複 合利用したマルチセンサーリモートセンシングと海洋GIS(地理情報シ ステム） の手法を 適用して、漁場形成機構の解明および中長期の海洋環境変動と資源変動 との関係 を明らか にすること を目的と したもの である。 特に、数 日スケー ルの漁場 形 成 、数 年 スケ ー ル およ ぴ10年ス ケールの 資源変動 という3つ の時間ス ケールに 注目して考 察したも のである 。

特に審 査員一同 が評価した 点は以下 の通りで ある。
1． 漁 場形 成 日の 前 後 3日 間の 短 期的 な 変 動傾 向を 算出し、 水温の下 降海域、 クロロフ
イ ル の 上 昇 海 域 で マ イ ワ シ 漁 場 が 形 成 さ れ る 傾 向が あ るこ と を示 し た。
2.数 年 スケ ー ル での マ イ ワシ の 新規 加 入 減少 の要 因として 、黒潮続 流から親 潮域での水温の 上昇、三 陸沖でのク ロロフイ ルの減少 が考えら れ、それ には黒潮続流での海面 高 度 の 上 昇 に よ る 環 境 変 化 が 影 響 して い るこ とを 示 唆し た。
3.衛 星 かち 得 ら れた 時 系 列の 水 温と ク ロ ロフ イル のデータ から1980年代 以降の長 期トレンド を解析し 、1980年代前半 から、各 季節とも 広域で水 温の上昇 傾向がみられ、お よそ 1度 の 上昇が あること を確認で きた。一方 クロロフ イルは、 秋の親潮 域を中心 に 1980年 代 前 半 に 比 べ 20〜 30％ の 減 少 が あ る こ と を 確 認 で き た 。
4.船 舶 では 大 量 のデ ー タ を得 ら れに く い クロ ロフ イルにつ いて、衛 星を使っ て面的に解析し 、マイワ シ資源に影響を与えている海域とその季節を特定することができた。
以上の諸 点は、北 西太平洋 亜寒帯域に おけるマ イワシの 回遊とそ の生息環 境との関係に関する 重要な知 見を得た ものと認め 、さらに 大量の衛 星データ を解析し て新しい手法を応用し た水産科 学研究で あるとして 高く評価 できる。
よって審 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。