（２） 貧酸素水塊とは

東京湾環境マップ

太陽エネルギー場の理解と生き物の棲み処づくり

河川からの流入循環

貧酸素水塊は、水中に溶けている酸素の生産・供給、消費、海水交換のバランスが崩れ、生物が生息するのに必要な酸素量（およそ3mg/L）を下回った水塊のことを指します
を指します。
生産は河川や底泥からの供給される栄養塩により増殖する植物プランクトンや藻類による光合成や、海表面でのばっき等で行われ 消費は海底に堆積した有機等で行われ、消費は海底に堆積した有機物の分解や水中生物の呼吸により行われる。海水交換には、エスチュアリー循環などの鉛直循環流が大きな働きをしていることがあります（図ー４）。

赤潮

光合成

栄養塩

植物プランクトン
生産

動物プランクトン
捕食

酸素

枯死・沈降
移流・拡散による供給
海水交換

酸素

貧酸素
底泥からの溶出

消費
分解

循環堆積

（４）貧酸素の支配要因

ヘドロ帷子川河口の水彩公園において、テラス型護岸上の潮溜りが貧酸素化したという事例をもとに、その原因を数値モデルで追試しました。数値モデルは、水中での酸素生成項（植物プランクトンによるもの） 水中および 底泥での酸素吸収（生物呼吸） 潮によるもの）、水中および、底泥での酸素吸収（生物呼吸）、潮位上昇による海水交換などの機構を加味できるようにし、水中光量などは、推進に合わせて設定した。
その結果、現況再現計算では、徐々に貧酸素が進行し、底質を改良したのち、酸素環境が回復に向かっていることが示されました（図ー１１：古川2009未発表）。
さらに、この結果を利用して、水深との関係を確認したところ、
深海
換
貧酸ず、水深0.7ｍを境に海水交換による貧酸素水塊のリセットがきかず、貧酸素水塊の進行が見られました（図ー１２）。底質を改良する
ことは酸素消費速度の面から貧酸素化を防止しようとした試みであり、水深を浅くすることは酸素生成速度を上げ、海水交換を促進することで貧酸素化を防止する試みであるといえます
進することで貧酸素化を防止する試みであるといえます。
場所、底質によって変化があると思えますが、現在の東京湾の底泥では、典型的に0.5m – 1.0m程度の浅場が酸素供給には必要と考えられます。

図ー４ 貧酸素水塊の発生機構

公共用水域調査点101点中47点のデータを用いた底層溶存酸素（ＤＯ）の分布を作画したもの

適正排水

排水過多

藻類の成長制限

栄養塩を利用して藻類が急成長

16

透明度上昇
水中植物が光を利用して生産生物の棲み処を提供

DO増加

健全な生態系

斉調査点222点中119点のデ タ
一斉調査点222点中119点のデータを用いた底層溶存酸素（ＤＯ）の分布を作画したもの

藻類の枯死

バクテリアによる分解

藻類生息場の減少

DO減少

夏季
図－１５ マコガレイの季節分布（1987-1988）（石井光廣(1992) , 千葉水試研報, No.50, 31-36 より）

生物は水中の酸素がなくなると死んでしまいます。東京湾のマコガレイは、夏季と冬季で大きくその生息域を移動させています（図ー１５：石井、2001より）。その原因は貧酸素水塊（図ー１１左、赤丸で示した部分）を忌避しているからだと考えられています。また、湾央部～湾奥部の底生生物も、夏季の貧酸素・無酸素により一旦死滅し、秋から春にかけて回復しま
湾奥部の底生生物も 夏季の貧酸素 無酸素により 旦死滅し 秋から春にかけて回復します。
このように、貧酸素・無酸素を嫌う生物ですが、生き物毎に、貧酸素に対する耐性が異なります。図ー１６には、主な底生生物や魚類などの貧酸素に対する耐性を示します。

14

底質悪化条件⇔ 底質改善条件

底質悪化条件12

底質改良条件10

底層酸素を利用し、藻類を棲み処とする生物へのストレスもしくは枯死する生物のストレスもしくは枯死

8

生物

6

図ー５ 酸素濃度（ＤＯ）の指標性（Howes, Williams & Rasmussen(2008)より作成）

2

明条件
暗条件
20
昼
夜
昼
夜
昼
夜
1816
⑧昼に酸素生成、夜に貧酸素化という安定したサイクルになりました。
14②光を当てると酸素が即座にできました
12④朝日を浴びてちょっとだけ酸素ができました。
⑥海藻の投入で、酸素が10①実験スタート
作られましたが、夜になるとやはり貧酸素化します。
8⑤温度が上がり泥の酸素消費③暗条件では日中でもによる貧酸素化が進みます6
酸素が消費されます⑨前日より酸素が増えています。夜になれば、明条件も晴れの日が続けば、酸素濃4一緒に酸素が消費されます
度が飽和するようになるはずです。
2⑦光がなければ海藻があっても貧酸素化が進みます
06:00
18:00
6:00
18:00
6:00
18:00
6:00
18:00

魚類

クロダイ
サバ
ハマチ
ボラ
スジハゼ
カワハギ

貝類

マガキ
アカガイ
ハマグリ
ヤマトシジミ
バイ
ホトトギス

0
6/7

6/8

6/9

6/10

6/11

6/12

6/13

6/14

6/15

6/16
日付

6/17

6/18

6/19

6/20

6/21

6/22

6/23

6/24

6/25

図ー１１ 底質改善による貧酸素化抑制の数値実験
16TP－０．５ｍの排水カルバートか らの排水によりTP－１．０ｍの池の最深部底面が干潮時 に水面下０ ５ｍになり かつ海水交換による水質が 改善下０．５ｍになり、かつ海水交換による水質がしないという条件で計算

C池（‐1.0m） Ｄ Ｏ 計算値(mg/L)
C池（‐1.5m） Ｄ Ｏ 計算値(mg/L)
C池（ 0 7m） Ｄ Ｏ 計算値(mg/L)
C池（‐0.7m）

14

底質悪化条件海水交換大(水深0.5m)

底質改良条件1210

溶存酸素（mg/L)

平成21年1月
Ver.3

溶存酸
酸素濃度 （mg/L）

東京湾における水循環について、溶存酸素（ＤＯ）をキーワードとして、発生状況（１） 、その原因（２） 、（３） 支配要因（４）、2003年に発生した水生生物の大量死からみる問題の広域性
広がり・発達広がり発達（３）、2003年に発生した水生生物の大量死からみる問題の広域性（５）や、生や 生物との関係（６）、や、第9回東京湾シンポジウム等で議論された、再生へのヒント（７）等を個別マップとして掲載しました。
また、メインのマップでは、2008年7月に行われた東京湾水質一斉調査の成果をとりまとめ、主な取得データを掲載しました。
今後、私どもも含め多くの機関、関係者による継続した調査・研究や環境再生の実践的試みを行っていく必要があると考えています。そうした足がかりとして、本マップを活用いただければ、幸いです。

8

海水交換中（水（水深0.5m））

6

その他

4

実験開始後 1日目

国土技術政策総合研究所
沿岸海洋研究部 海洋環境研究室

2日目
3日目
図ー６ 貧酸素水の創出実験

4日目
2

貧酸素水を人工的に作り出すために、２０Ｌのガラス瓶に海水を詰め、一つはそのまま（明条件）、もう一つは遮光して（暗条件）にして酸素濃度をモニタリングしました。暗条件では酸素消費が過多となり貧酸素化しました。 ２日目の午後に海藻のついた岩を投入し、明条件では酸素濃度が回復し日目の午後に海藻の いた岩を投入し、明条件では酸素濃度が回復しましたが、暗条件では継続して貧酸素化し、ついには無酸素状態になりました。

（１）東京湾の貧酸素水塊と青潮

06/7

貧酸酸素水塊のの規模＊１

2008年7月の東京湾水質一斉調査において測定された3mg/L以下の溶存酸素の水塊を貧酸素水塊として可視化したものが、図－７です。海底に張り付くように貧酸素水塊が存在することがわかります。
ががこうした貧酸素水塊(b)は、図－８に示すように、成層化した底層水(a) の中に存在しています。これは、成層して酸素供給が断たれた領域の水塊において、底泥の酸素消費によりに貧酸素化する過程と考えることができます。そこで、b/a を貧酸素水塊の発達の度合いを測る指標として図化してみたのが図－９ですのが図９です。

6/8

6/9

6/10

6/11

6/12

6/136/156/16
日付

N

東京都環境局

NPO三番瀬•5月12日 隅田川河口 メソディニウム 3880個体/ml•5月19日 隅田川河口 メソディニウム 6060個体/ml•5月23日 メソディニウム 4580-15200個体/ml
4580 15200個体/ l•5月20－30日 青潮らしき現象は発生していない•5月20日 メバルなどが大量に確認•5月20日，メバルなどが大量に確認（青潮からの忌避？）
東京

千葉

10 km

横浜市環境科学研究所，海をつくる会，関東地整，海辺つくり研究会•5月23日 大岡川付近で臭気•5月23日から27日，横浜港内，金沢湾で臭気，魚介類の大量死
臭気
魚介類•5月26日，磯子区臭気と魚の浮上

図ー７図
７ 2008年7月東京湾水質2008年7月東京湾水質一斉調査時
斉調査時の貧酸素水（3mg/L以下）の広がり

横浜

本牧常時監視局

図ー１３ 生物
大量死の経緯富津観音崎b01020km

図ー８ 貧酸素水塊の発達の度合いを示す
b/a の定義方法

北緯（度）こうした貧酸素水塊の発生と湾内の循環の関連性が示唆されましたので 湾域全体の貧酸素化傾向をが示唆されましたので、湾域全体の貧酸素化傾向をシミュレートするモデルを構築して、その支配要因を探ったところ、第一に気象条件、第二に河川流量、第三に水温と日照が支配的でありました。すなわち、マクロな目で貧酸素水塊の発生を見た場合、局所的ク な目で貧酸素水塊の発生を見た場合 局所的な酸素供給や栄養塩の過多よりも、湾内循環を左右する風や成層場の構造の方が支配的であることが示唆されたのです（図ー１４）。

北緯（度）千葉県環境研究センタ 調べ
千葉県環境研究センター調べ

1051.4
1.2

1950

1960

1970

1980

1990

2000風の強さ
河川流量
気温変化

2010 （年）図ー３ 青潮の発生件数の変化 （千葉県環境研究センター、千葉県水質保全課報告書より作成）

このマップに関するお問い合わせは、
プ 関するお合わ
国土技術政策総合研究所沿岸海洋研究部海洋環境研究室まで〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬3－1－1
電話 046-844-5023、 FAX 046-844-1145
Web: http://www.ysk.nilim.go.jp （港湾環境情報）

底層

6/20

6/216/226/23

6/246/25

表層

東経（度）
東経（度）
図ー１０ 流れの様相（左図：底層、右図：表層、黒矢印：実測された流れ、青矢印：密度流から推定される流れ、赤矢印：総合的に推定された湾内循環流）

参考：
生活環境の保全に関する環境基準
Ａ類型：DO 7.5mg/L以上
Ｂ類型：DO 5mg/L以上
Ｃ類型：DO 2mg/L以上

クルマ ビ
クルマエビ
シャコ
ガザミ
イシガニ
バフンウニ
マダコ
ゴカイ

凡例
影響発生限界値
致死限界値( 1mL/L=1.4mg/L)
1mL/L 1 4mg/L)

図－１６ 各種生物の貧酸素耐性

2003年5月末に東京湾西岸の横浜を中心として、水生生物の大量死が発生しました。して、水物の大量死が発 しました。
その原因を探るために開催されたワークショップでの議論によると、以下のような内湾域におけるイベントの連鎖的な発生機構が着目されました ①Mesodinium rubrum
構が着目されました。①Mesodinium
による赤潮が移流していく過程で沈降分解し，②中層水塊の貧酸素化を引き起こし，③貧酸素水塊が岸寄りに移流され生物の大量死に連鎖した可能性が示されたのです
量死に連鎖した可能性が示されたのです。
こうした広域の連鎖反応を伴う現象については、観測とモデルを組み合わせたモニタリングが必要であり、有効であること考えらます（図－１３：古川・中山・水尾：
2003年東京湾に発生した繊毛中Mesodinium
rubrum による赤潮と水生生物大量死の連関に関する調査事例、日本沿岸域学会誌,,
Vol.18, No.4, pp. 67-77, 2006）（７）棲み処（すみか）づくりのヒント
第9回の東京湾シンポジウムでは、4名のパネリストをお迎えして、「場の理解と生き物の棲み処づくり」について、議論をいたしました。以下の提言は、各パネリストからのご意見の抜粋です。

異業種が交わって交流することが大事です－

湖沼・湿地関連会議の宣言にみる保全の担い手
行 政研 究
市 民企 業NGO
さまざまなステークホルダー（例：子供, 表現者）

－

1970
年代

2003
1984
1995
2001
第３回
第1回
第6回
第9回
世界湖沼 世界湖沼 世界湖沼 世界水ﾌｫｰﾗﾑ
会議
会議
会議（滋賀） （茨城） （滋賀） （近畿）

○
×
×
×
×

○
○
○
×
×

○
○
○
○
○

○
○
○
○
○

○
○
○
○
○

×

×

×

○

○

＜ラムサールセンター会長 安藤氏（東京農業大学農学部准教授）＞ ラムサールセンターでは「子どもラムサール」で子どもの環境教育をしていますが、ラムサールセンターだけではできません ラムサ ルセンタ は中国やインドに行って国際交流するせん。ラムサールセンターは中国やインドに行って国際交流するのは得意です。子どもは学校にいますが、学校に子どもの派遣を頼んでも、ノーです。行政を介し、湿地管理者の行政が協力してくれることや、スポンサーも必要です。ネットワークを持つＮＧ
ども教育 プ が必す
ま業種が交わＯと、子ども教育のプロが必要です。つまり、異業種が交わって初めて交流ができます。これが大事です。

青潮の元となる貧酸素水塊は肥沃な海水でもあるのです横浜市環境科学研究所水尾氏撮影

千葉県水質保全課調べ

01940

6/19

水産生物生態資料集（水産資源保護協会、1981）
沿岸漁業設備開発事業構造物設計指針（水産資源保護協会、1978）
環境影響評価技術資料（環境省, 1978）
水産生物生態資料集（続）(水産資源保護協会 1983）他
産資源保護協会,

野島海岸（アカエイ、死後数日経過）
野島海岸（アカイ、死後数日経過）

貧酸素水塊のの発生割合（比率））

こうした貧酸素水塊が、底質から溶出した硫黄分とともに表面に湧昇し酸化・析出することで、乳白色に発色したものが青潮です。青潮の発生状況は千葉県環境研究センターおよび、水質保全課に記録があり、年間数件から10件程度発生しており、延べ発生日数は、ここ10年の平均で11日程度です（図 ３）
均で11日程度です（図－３）。

青潮のの年間発生件数数

156/189 mg/L
6 7 8 ml/L

＜東京湾漁業研究所所長 土屋氏＞ 発生した青潮は、硫黄分が酸素と触れ青く光 ます
く光ります。元は窒素とリンを含む肥沃な海水ですから、酸素があると翌日に窒素とを含む 沃な海水 すから 酸素があるとは赤潮になります。事実、現場に行くと、青潮と赤潮の場所が海面上に点々とあります。今年のように1週間も青潮が続くのは同じ風が常時吹いて、下から貧酸素水塊が補給されていたのです。風が止まれば、翌日には赤潮になるはずです。青潮の水がほしいという研究者がおり、ポリビンに入れて郵送したのですが、赤潮になっていた事例もあります。

メインマップに示されているように、横断方向の貧酸素水塊の鉛直断面図を見ると、底層において界面が傾斜しており、西進する密度流が存在することが示唆されています。また密度界面の傾きから推定して この西進した密度界面の傾きから推定して、この西進した流れは傾度流として西岸に当たった後、南下すると考えられる。表層には時計回りの流東経（度）れがあることが短波海洋レーダや超音波流速
図ー９図
９ 貧酸素水塊の発達の度合いを示す計等で計測されていました計等で計測されていました。
b/a の平面分布
全体としては、時計回りの表層流が東京湾東岸の千葉側で底層にもぐりこみ西岸に移流されていく中で、底泥の酸素消費により貧酸素化していくという過程が示されていると考えられます。
図ー２ 貧酸素水塊の広がり （安藤晴夫(2006)、第7回東京湾シンポジウム報告書より）

6/17（５）2003年の水生生物の大量死

北緯（度）

a6/14

海水交換小海水交換（水深1.5m）

出典75

摂餌率の急速な減少
摂餌率の減少摂餌率の急激な減少
摂餌率の減少図ー１２ 水深変化による貧酸素化の数値実験（３）貧酸素の広がり・発達

東京湾における貧酸素水塊は、基本的に底層水の滞留や酸素消費といった物理・化学的な働きにより生成されているといわれています。貧酸素水塊の現況把握のために 東京湾においては千葉県水産総合況把握のために、東京湾においては千葉県水産総合研究センター（編集とりまとめ）、神奈川県水産総合研究所、内湾底びき網連絡協議会が主体となり、海上保安庁海洋情報部、千葉県環境研究センター、東京都環境局の協力により貧酸素水塊速報が発行されています。そうしたモニタリング結果によれば、貧酸素水塊は5月後半から10月を中心に発生しています（図－１）。
図ー１ 貧酸素水塊の発生規模の季節変化（千葉県漁業研究所貧酸素水塊情報より）
そう た貧酸素水塊 発生状 をそうした貧酸素水塊の発生状況をモニタリングしタグて、その長期変遷を解析するという10年間にわたる＊１ 東京湾縦断面における溶存酸素分布図の中で2.5ml/L以下が占める割合として定義
共同研究が東京都環境科学研究所と、横浜市環境科学研究所、千葉県環境研究センター、統計数理研究所により行われました。その結果、毎年、最も貧酸素化が進む 9 月の分布を並べてみると、ほとんど状況に変化が見られず、最近はむしろ酸素の低い領域が広がっているのではないかというような傾向を示しているように見えます。（図－２）。

酸素濃度35
1 2 3 44

本マップについて冬季

ＤＯ 計算値(mg/L)

B池 DO測定値(mg/L)

透明度減少

溶存存酸素(mg/L)

すなわち、溶存酸素をモニタリングするとすなわち溶存酸素をモニタリングするということは、そうした湾内の生産・供給、消費、海水交換のバランスを総合的に評価するという意義があります（図ー５）。
生産は河川や底泥からの供給される栄養塩生産は河川や底泥から 供給される栄養塩により増殖する植物プランクトンや藻類による光合成や、海表面でのばっき等で行われ、消費は海底に堆積した有機物の分解や水中生物の呼吸により行われる。海水交換には、エスチュアリー循環などの鉛直循環流が大きな働きをしていることがあります。

（６）生物と貧酸素水塊

日照の変化

10.8
0.6
0.40.20

図ー１４ 貧酸素水塊の支配要因の検証－

循環を意識した生き物に必要な場づくりが大切です夏島岸壁（草フグ、腐敗で腹部膨張、15匹）
夏島岸壁（クサフグ、腐敗で腹部膨張、１５尾）
横浜市環境科学研究所水尾氏撮影

すなわち、東京湾においては、風と淡水流入が湾内の成層化を促し、気温や日照は補助的にそうした成層化と循環を助けているということが推察されます したが て 貧酸素化の根本解決に向されます。したがって、貧酸素化の根本解決に向けては、湾内のエスチュアリー循環の強化が必要であり、その循環の機動力になる淡水の供給場所としての汽水域の再生が重要であると考えられます （す。（Furukawa& Ishii: Collaborative bay watch
prgram - Monitoring and Modelling of AOSHIO Techno Ocean Network , OTO‘04, pp.1781-1786,2004）。

過飽
和Ｏ２

貧Ｏ２－

過飽
和酸
素
水の活用
↓

＜東京都しょ農林水産総合センター振興企画室 小泉氏＞ バケツに水を溜めておくとボウフラが発生します。生き物に必要なもの・場所を考えて提供すれば生き物も自然と増えます。東京湾は汚濁負荷が減ったといっても海底に溜まっているものがあり、貧酸素を引き起こすなど悪さをしています。生き物が健全な循環の中で生きていける場づくりに取り組んでほしいです。

↑貧酸
素
水塊回避

方向性を持
方向性を持って皆で進めればいいなと考えています
皆 進めればなと考ます＜よこすか海の市民会議 渡辺氏＞ 自然再生活動は行政に全てを任せるのではなく 市民が加わって役割分担と連携を進めながら実施されることを望みまはなく、市民が加わって役割分担と連携を進めながら実施されることを望みます。強いかく乱圧力のある自然の海の中のことですから、再生の最終目標を単刀直入に追求することは難しいですが、マネジメントも含め方向性を持って皆で進めればいいなと考えています。市民活動は制約が強いですが、自由な面もあります 私ども 活動を温かく見守あります。私どもの活動を温かく見守っていただきますよう、よろしくお願い
ただきますよう よろしくお願いたします。