(別紙様式１０)２０２０年度 北極域研究共同推進拠点 共同研究等報告書【申請区分】：□萌芽的異分野連携共同研究☑共同推進研究□産学官連携フィージビリティ・スタディ□共同研究集会【研究課題名】：□産学官連携課題設定集会

北極域を含む北方圏における海洋生態系機能と生物との相互作用解明および生物資源の持続可能な保全と利用に関する研究【研究期間】：2020 年度～2020 年度【共同研究員】
共同研究員

氏名

研究代表者

塩本明弘

所属・職名

専門分野

東京農業大学生物産業学部・ 化学海洋学、（拠点内外）

大学院生物産業学研究科委 生物海洋学

(注 2)

員長・教授

研究分担者 帰山雅秀

北海道大学北極域研究セン 水圏生態系生（拠点外）

ター・研究員(注 2)

北海道大学名誉教授
齊藤誠一

区分

態学、サケ学

北海道大学北極域研究セン 衛星海洋学、
ター・学術研究員

リモートセンシ

北海道大学名誉教授

ング

研究分担者 上野洋路

北海道大学大学院水産科学 海洋物理学（拠点内）

研究院・准教授

(注 2)

研究協力者

佐々木義隆道総研網走水産試験場・場長

水産増殖学

(注 2)
(注 3)

(注 2) 拠点内外については、募集要項別添の北極域研究共同推進拠点を形成する３研究施設の研究者リストをご覧ください。
(注 3) 計画申請書に含まれていなかった方でも結果的に本共同研究に参画された方（招へい者等）が居られれば、研究協力者として記述して下さい。
【研究の内容】(1) 概要を 400 字以内（文字のみ）で記載してください。
海氷域の主たる一次生産者であるアイスアルジーと植物プランクトンの生産力を比較し、後者の方が2 倍程度高いことが示された。温暖化の進行に伴う海氷の減少は一次生産者の変化だけではなく、一次生産力の増加に繋がる可能性を探る。さらに、チャクチ海での調査により、海氷が生成される秋～冬にも太平洋夏季水がみられ、水温・塩分や変質過程が異なることも示唆された。
1

このような水塊の変化が生態系にどのように影響するのか、検討を進める。また、近年、オホーツ

ク海では地球温暖化の影響により海面水温の上昇、海氷面積の顕著な減少、鉛直混合プロセスの弱体化によるマクロプランクトンや魚類のバイオマス減少が顕在化している。一方、南辺域のサケは十分な滞在期間と成長が得られずに沖合移動するため生残率の低下傾向が観察されている。本研
究では、温暖化の進行に伴うオホーツク海生態系とその生息魚類，特にサケ類生活史の動態を明らかにする。
(2) 図表や写真も交えて、研究の内容や成果等を 2000 字程度でまとめてください。
◆地球温暖化が結氷水圏の基礎生産に及ぼす影響（塩本・齋藤）
サロマ湖においてアイスアルジー（氷柱の底層 10cm）と氷直下の植物プランクトンについて光と光合成速度との関係を調べた。2014～2019 年の 2～3 月に調査を行い、得られた結果を Jassby andPlatt（1977）と Platt et al.（1980）の式に当てはめて、立ち上がり勾配（α）と最大光合成速度（Pmax）を求めた。両パラメータともにアイスアルジーと植物プランクトンとの間で有意差が認められ（U 検定,p<0.05）、平均値は植物プランクトンの方がアイスアルジーに比べて 2 倍高かった（表１）。これらの結果は、植物プランクトンの方がアイスアルジーよりも光利用効率や光合成能力が高いことを意味している。温暖化の進行に伴い海氷が減少すると、海水中に入る光が強くなる。主たる一次生産者がアイスアルジーから植物プランクトンに変わっていくことだけではなく、冬季の基礎生産力の増加に繋がる可能性があり、様々な栄養段階の生物生産ひいては生態系に影響を及ぼすかもしれない。温暖化が冬季の基礎生産者や基礎生産力に及ぼす影響についてさらなる解析を行いたい。

表１．アイスアルジーと植物プランクトンのαと Pmax

アイスアルジーと植物プランクトンについて得られた両パラメータの関係を調べると、直線関係が認 められ た（図１）。 このような関係は様々な海域 に おいて報 告さ れて い る（Behrenfeld et al., 2004）。カナダ北極域において、アイスアルジーと植物プランクトンについてもみられている（Yamamoto et al., 2014）。アイスアルジーと植物プランクトンの光順化における戦略は同じものを持っている可能性があり、解析を進めたい。また、αや Pmax の変動の変動要因を解明することも行いたい。

2

図 1．アイスアルジー（■）と植プランクトン（●）のαと Pmax との関係．両者の間には、有意な直線関係が認められた（Y = 2.28X + 0.38; r2 = 0.55, n = 15,p<0.05）。

◆地球温暖化が北極域の生態系に及ぼす影響（上野）本研究では、チャクチ海北東部の陸棚外縁上、73°N、160～161°W 付近に 2003～2005 年、2015～2017 年に設置された係留系が観測した水温塩分・流速データを用い、2000 年代と 2010 年代の異なる２期間における太平洋夏季水の変質とチャクチ陸棚斜面流の流速の変化を調べた。その結果、両期間ともに 7～3 月にかけて太平洋夏季水が存在しており、水深が深くなるほど存在時期が遅くなっていることが示された、深度 60～150 m において最も水温が高くなるのは 12 月や 1 月であり、海表面で海氷が生成される秋～冬の時期にも太平洋夏季水が存在していた。また、2000 年代と2010 年代では、太平洋夏季水水温塩分およびその変質過程が異なることも示唆された。このような水塊の変化が、チャクチ海および北極海海盆域の生態系にどのように影響するのか、今後さらに検討を進めたい。
チャクチ海の成層強度の時空間変動を調べるために、2004～2017 年の 8～10 月に実施された海洋地球研究船「みらい」の航海観測データ解析を実施した。その結果、成層強度は 8～10 月の秋季内において、水温成層のみが弱化していることが示され、その原因は表層水温の低下であることが示された。先行研究により、チャクチ海では生物生産は 9 月にピークとなり、10 月にかけても高い状態が維持されていることが示されている。本研究の結果は、水温成層の弱化に伴う亜表層栄養塩の表層への供給が 10 月にかけての高い生物生産の維持に寄与している可能性を示唆している。経年変動に関してはチャクチ海南部と北部で変化傾向が異なることが示された。そのメカニズムに関しては、今後さらに検討を進める計画である。

3◆地球温暖化がサケに及ぼす影響（帰山・佐々木）2000 年代にはいり、北太平洋におけるサケ類のバイオマスは、温暖化の加速に伴い長期的な気候変動との規則性に変化がみられ、わが国のサケ回帰数は減少傾向を示すようになってきた（図２）。日本系サケは、生活史を通して、降海後の沿岸生活期と最初の海洋越冬期に著しく減耗する。すなわち、幼魚は降海後数ヶ月沿岸に滞在し、後期幼魚期の発育段階で 7 月にはオホーツク海へ回遊するが、それまでの成長量が生残率に影響する。一方、幼魚はその後 10 月までオホーツク海に滞在し、11 月には西部亜寒帯環流域へ回遊して越冬するが、越冬時までの体サイズと貯蔵エネルギー量が生残率に影響する。最近、北日本沿岸では地球温暖化に伴いサケ幼魚の滞在期間が短縮する傾向にあり、その結果、十分な成長が得られず沖合移動する前に減耗する事例が観察されるようになってきた。また、サケ幼魚は 7 月に北海道からオホーツク海へ回遊するが、2010年代に入りサケの最適水温エリアが北海道から離岸し、幼魚がオホーツク海へ回遊するのがむずかしくなってきた。これらの傾向は、これまでの温暖化とサケ属魚類の海洋分布との関係の予測結果とよく一致する。本年度は、北海道オホーツク沿岸ではまだ明らかにされてこなかった沿岸滞在時の分布と成長を親魚の鱗バックカリキュレーションから検討した。

図 2．北海道オホーツク海区サケ回帰数の経年変化

2005～2008 年および 2017～2019 年の 10 月下旬に網走川へ回帰したサケ♀4 歳魚の 3 年前の沿岸離岸時の体サイズ Lc を鱗バックカリキュレーション法に基づき求めた。その結果、2005～2006
年は大型個体（FL>10cm）が多くを占め、平均体サイズも 10cm を上回ったが、2007 年以降、大型個体は著しく減少ないしは消滅し、平均体サイズも 8.5cm を上回ることはなくなったことが分かった（図３）。この現象は、地球温暖化の影響により春季の海面水温の昇温速度が上昇し、2007 年以降、網走川産サケは海洋初期生活期の幼魚が沿岸に十分長期間滞在することなく、後期幼魚期初期の発育段階で沖合へ移動していることを示唆している。

4図 3．網走川へ回帰したサケ親魚の鱗からバックカリキュレーションにより求めた幼魚の沿岸離岸体サイズの経年変化(3) 本共同研究に関する活動・実績等を下表に記入してください。
①研究打合せ、学会参加・集会(注 4)、調査等(注 4)

研究代表者、共同研究分担者、研究協力者、招へい者によるもの

日程(月日)

日数

活動内容

場所

(日)
2020.5.27

１

研究打合せ

網

研究代表者、共同研究分担者、研参加者

究協力者、招へい者の参加者名・部

数

署

(人)

走 塩本明弘、帰山雅秀

２（zoom）
2020.10.14

１

研究打合せ

網

走 塩本明弘、帰山雅秀

２（zoom）
2020.11.12 １

研究打合せ

網

走 塩本明弘、帰山雅秀

２（zoom）
2020.12.51日本水産学会 網

走 塩本明弘北 海 道 支 部 大 （zoom）
5

１

会参加
2020.12.51日本水産学会 札

幌 帰山雅秀１

北 海 道 支 部 大 （zoom））
会参加
2020.12.18 １

研究打合せ

網走 塩本明弘、帰山雅秀

２（zoom）②研究論文
研究代表者並びに、研究分担者あるいは研究協力者が著者の関連論文がありましたら可能な限り記載ください。
論文が複数ある場合は、そのフォーマットとして論文 1 の分をコピーして記載してください。
項目

記入要項

回答

(1)著者名(共著者名含む)、

Shiomoto A and Inoue K (2020): Seasonal variations of size-fractionated

発行年、論文タイトル、掲載

chlorophyll a and primary production in the coastal area of Hokkaido in the

誌名、巻・号、ページ数、Okhotsk Sea, SN Applied Sciences, 2, 1880. 10.1007/s42452-020-03739-2

DOI、出版年月日(1)著者名(共著者名含む)、

Shiomoto A and Kamuro Y (印刷中): Seasonal variation of water-column light

発行年、論文タイトル、掲載

utilization efficiency for primary production in Saroma-ko Lagoon, Journal of

誌名、巻・号、ページ数、

the Marine Biological Association of the United Kingdom, 10.1017/

DOI、出版年月日

S00225315420001277(1)著者名(共著者名含む)、

Guiry E, Royle TCA, Matson RG, Ward H, Weir T, Waber N, Brown TJ,

発行年、論文タイトル、掲載

Hunt BPV, Price MHH, Finney BP, Kaeriyama M, Qin Y, Yang DY, Szpak

誌名、巻・号、ページ数、P (2020): Differentiating salmonid migratory ecotypes through stable

DOI、出版年月日

isotope analysis of collagen: Archaeological and ecological applications.
PLOS ONE 15(4): e0232180.

(1)著者名(共著者名含む)、

Nishizawa B, Yamada N, Hayashi H, Wright C, Kuletz K, Ueno H, Mukai

発行年、論文タイトル、掲載

T, Yamaguchi A, Watanuki Y (2020): Timing of spring sea-ice retreat and

誌名、巻・号、ページ数、

summer seabird-prey associations in the northern Bering Sea, Deep-Sea

DOI、出版年月日

ResearchPart

II,

181-182,104898,

https://doi.org/10.1016/j.

dsr2.2020.104898.
(1)著者名(共著者名含む)、

Ueno H, Komatsu M, Ji Z, Dobashi R, Muramatsu M, Abe H, Imai K, Ooki

発行年、論文タイトル、掲載

A, Hirawake T (2020) Stratification in the northern Bering Sea in early

誌名、巻・号、ページ数、

summer of 2017 and 2018, Deep-Sea Research Part II, 181-182, 104820,

DOI、出版年月日

https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2020.104820.

(1)著者名(共著者名含む)、

Hirawake T., Uchida M, Abe H, I. Alabia D, Hoshino T, Masumoto S, Mori

発行年、論文タイトル、掲載

A, Nishioka J, Nishizawa B, Ooki A, Takahashi A, Tanabe Y, Tojo M, Tsuji

誌名、巻・号、ページ数、

M, Ueno H, Waga H, Watanabe Y, Yamaguchi A, Y. Yamashita Y (2021):
6Response and biodiversity of Arctic ecosystems to environmental change:

DOI、出版年月日

Findings from the ArCS project, Polar Science, https://doi.org/10.1016/j.polar.2020.100533, 印刷中.
(1)著者名(共著者名含む)、

Karasawa Y, Ueno H, Tanisugi R, Dobashi R, Yoon S, Kasai A, Kiyota M

発行年、論文タイトル、掲載(2020) Quantitative estimation of the ecosystem services supporting the

誌名、巻・号、ページ数、

growth of Japanese chum salmon, Deep-Sea Research Part II, 175,

DOI、出版年月日

104702, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2019.104702③研究書等著書
著書名・著者名

出版年月

持続可能な資源保全管理に向けたサケ属魚類の生態学的 2020 年 4 月

出版社名
日本農学会

研究. 2020 年度日本農学賞受賞論文要旨集 p. 7-11・帰山雅秀
サケとヒトとの共存：書評「サケをつくる人びと」（福永真2020 年 2 月 武久出版株式会社

弓著），図書新聞 3434 号 p.3・帰山雅秀

9日

石狩川のサケに学ぶ：負けるが勝ちの生き残り戦略 (1) 逃2020 年 3 月 北海道自然館観察げるが勝ち. 自然観察 130: 8-10・帰山雅秀

15 日

石狩川のサケに学ぶ：負けるが勝ちの生き残り戦略 (2) サ2020 年 6 月 北海道自然館観察

ケの成長にともなう生活史戦略. 自然観察 131: 5-7・帰山雅

15 日

協議会
協議会

秀
石狩川のサケに学ぶ：負けるが勝ちの生き残り戦略 (3) 海2020 年 10 月 北海道自然館観察

洋におけるサケの回遊と生活. 自然観察 132: 3-6・帰山雅秀

15 日協議会④特許等出願
特許、実用新案、商標⑤研究発表(資料添付も可)発表年月日

発表者名（共著者を含む）

発表タイトル

発表学会等名称

発表地

招待
講演
(〇)

2020.10.15

塩本明弘(東京農業大学生 北海道オホーツ 第 45 期網走市 網走物産業学部)

ク海沿岸域の豊 民大学講座第 3
かさを支える仕 講座
組み：植物プランクトンからの探究

2020.11.26

塩本明弘(東京農業大学生 海洋における基 金 沢 大 学 能 登 網7

走 〇

物産業学部)

礎 生 産 力 の モ 海洋水産センタ （zoom）
ニ タ リ ン グ は 漁 ーと環日本海域
業 に 活 か せ る 環境研究センタ
か ： サ ロ マ 湖 を ーとの共同研究
例としてキックオフミーティング2020.11.27

上野洋路（北海道大学大学 2017・2018 年 2020 年度日本 オ ン ラ院水産科学研究院）、小松 北部ベーリング 海洋学会秋季大 イン
瑞紀（北海道大学大学院環 海における成層 会
境科学院）、吉兆千一（上海 強度の時空間変
海洋大学）、土橋稜（北海道 動とその要因
大学大学院水産学研究院）、村松美幌（北海道大学大学院水産科学院）、阿部泰人（北海道大学大学院水産科学研究院）、今井圭理（北海道大学水産学部）、大木淳之（北海道大学大学院水産科学研究院）、平譯享（北海道大学大学院水産科学研究院）

2020.11.8

帰山雅秀（北海道大学北極 サケが育つ海で 特別講演会「サ ゆ め ホ 〇域研究センター・研究員

今起きているこケの現在と未来ール知）と－ふるさとの－今私達にでき床, 斜

サケを守るること」

里町⑥国際シンポジウム等(資料添付も可)参加をした主な国際シンポジウム等
開催時期（年月）

国際シンポジウム等名称

招待講演/議長の有無⑦本共同研究に関し実施(主催、共催、後援等)したシンポジウム・集会(注 6)等(資料添付も可)(注 6) 研究代表者、共同研究分担者、研究協力者、招へい者以外を含む参加募集によるもの
開催日

実施

形態

シンポジ

地

(注 7)

ウム・集（国、県、会等名

市など）称

2020.10.21 網走

目的及び概要

対象者

参加人数

(注 7)

(海外(注 8))そ の オ ホー ツ 東京農業大学の 1 年生に 学生、研 138

他

ク の サ ケ サケについて学んでもらう 究者と 海 川 を ため、北海道大学名誉教考える会

授である帰山雅秀氏に道東のサケについての話をしてもらった。

2020.11.18 網走

そ の オホーツ 東京農業大学の 1 年生に 学生、研 10他

ク の サ ケ サケについて学んでもらう 究者と 海 川 を ため、北見管内さけ・ます考える会

増殖事業協会の宮腰靖之氏に人工ふ化放流についての話をしてもらった。

2020.12.16 網走

そ の オホーツ 東京農業大学の 1 年生に 学生、研 11他

ク の サ ケ サケについて学んでもらう 究者と 海 川 を ため、北海道立北方民族考える会

博物館の野口泰弥氏に北海道やカナダにおける先住民族によるサケ資源の管理についての話をしてもらった。

2021.1.20

網走

そ の オホーツ 東京農業大学の 1 年生に 学生、研 10他

ク の サ ケ サケについて学んでもらう 究者と 海 川 を ため、道総研網走水産試考える会

験場の佐々木義隆場長にオホーツク海の漁業とサケについての話をしてもらった。

(注 7)
形態:シンポジウム、セミナー、公開講座、ワークショップ、その他
対象：一般、地域、学生、研究者(注 8) 海外機関に所属するもの⑧本拠点共同研究に係る成果が科学研究費などの外部資金の応募(予定を含む)やプロジェクトに発展した例があればご記入ください。
・SDGs 時代における漁 科学研究費補助金

令和 2 年～4 年 本研究は、法学(国際法・国内業 資 源 管理 の 総合 的 基盤研究(Ｂ)度法)・政治学・水産科学の研究

ガバナンスーサケを巡 １３００万円

者が集まり、現代の日本漁業る法政策の国際比較の抱える課題が集約的に現れ・代表者:児矢野マリ(北ているサケの資源管理に焦点
9海道大学)を当て、日本の法制度と政策・分担者：島村健（神戸のあり方について、国際比較大学）、松本充郎（大阪を行うと共に最新の科学的知大学）、森田健太郎（北見を踏まえて多角的な視点で海道区水産研究所）、評価し、直面する課題に対処阪口功（学習院大学）、するための提言を行う。これ

松本裕子（中京大学）、により、SDGsの下で持続可能帰山雅秀（北海道大な日本漁業を推進するための学）統合的ガバナンスの構築に貢献する。また、サケの資源管理をめぐる関係各国の法制度及び政策に関するデータベースを作成し、さらに法政策と科学に係る国際的な学術的ネットワークを構築して、地球規模での持続可能なサケ資源管理の発展に寄与することをめざす。

・ 衛星を利用した持続 内閣府 2020 年度課 令和２年度

北海道における主要産業のひ可能なサケ資源生産支

題解決に向けた先とつであるサケ漁業は、地球援プロジェクト

進的な衛星リモー

温暖化等により近年来遊数と・代表者:齋藤誠一(北 トセンシングデー

水揚げ金額の著しい減少とい海道大学)

う事実に直面している。地球タ利用モデル実証

・分担者：帰山雅秀（分 プロジェクト

温暖化への適応策には①最担者；北海道大学）、平 １０００万円

適放流予測技術、➁回帰資源

田貴文、Irene D. Alabia

予測技術等があり、これらに（北海道大学）、高橋文

広域性、継続性などを利点と宏、齋藤涼子（KK グリするリモートセンシング技術

ーン＆ライフ・イノベーを付加することで更なる適応ション）、細川貴志，三策の向上に繫がる。本提案で好達也（日東製網株式はサケ資源生産の最適化をサ会社）、宮腰靖之（北見ポートする技術に新たに衛星管内さけ・ます増殖事データの利用が可能であるこ業協会）とを実証する。

・新生産とサケ環境収 科学研究費補助金

令和 3 年～4 年 一次生産は生態系全体の純増容力による MRM 型持 挑戦的研究(萌芽)度加につながる新生産とつなが続 可 能 な 生 態系 管 理 ５００万円

ら な い再生生産に大別さ れ技術の展開る。植物プランクトンやアイ
10・代表者:塩本明弘(東スアルジーの現存量の指標と京農業大学)

なるクロロフィル a 濃度が新分担者：上野洋路(北海生産の指標となることを明ら道大学)、帰山雅秀（北かにすることを第一の目的と海道大学）する。持続可能な資源保全管理には生態系ベース型管理が必須である。最小現実モデルは生態系ベース型管理モデルとしてきわめて有効である。
サ ケ 類をキーストン種と して、その環境収容力と新生産との関係を明らかにし、長期的な気候変動が海洋生態系に及ぼす影響を評価することが第二の目的である。長期的な気候変動に対する MRM 型生態系ベース型持続可能な水産資源管理技術としてこれからの水産科学に著しく貢献することが期待される。

⑨研究成果が一般社会産業界などに還元（応用）された事例や新しい研究分野の開拓や教育活動に反映された事例(資料添付も可）⑩その他国際研究協力活動事例
事業名概要

受入人数

派遣人数

受賞者・関係者

研究課題名・賞名・内容等⑪学会賞等受賞、アウトリーチ、取材、その他
年月日

所在・出典・新聞名等(所属)2020 年 4 2020 年度日本農学賞

帰 山 雅 秀 （ 北 海 持続可能な資源保全管理

月5日

道大学北極域研 に向けたサケ属魚類の生究センター・研究 態学的研究員）
11

2020 年 4 第 57 回読売農学賞

帰 山 雅 秀 （ 北 海 持続可能な資源保全管理月5日

道大学北極域研 に向けたサケ属魚類の生究センター・研究 態学的研究員）

2021 年 2 北海道科学技術賞

帰 山 雅 秀 （ 北 海 サケ類の生態系アプロー

月 24 日道大学北極域研 チ型持続可能な資源保全究センター・研究 管理をめざした研究員）

2020 年 8 朝日中高生新聞 2020

帰山雅秀（北海 日本の食卓，さびしくな

月 23 日道大学北極域研 る？サケ，海水温が高い
究センター・研究 と，生息しにくい員）

2020 年 9 中国新聞（共同通信）2020

帰 山 雅 秀 （ 北 海 サケの適温域減少 日本

月 29 日道大学北極域研 近海.
究センター・研究員）

2020 年 11 NHK NEWS WEB. 2020月9日

帰 山 雅 秀 （ 北 海 サケの未来を考える講演（https://www3.nhk.or.jp/sapporo-

道大学北極域研 会

news/20201109/7000026562.html?

究センター・研究__FB_PRIVATE_TRACKING__=員）%7B%22loggedout_browser_id%
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fbclid=IwAR3x2teZ-7MHc8Ppb6d
UZ7a8OtQA6chLwpRYiPIPfy124
KuPKxGmjeigIB8）

2020 年 11 北海道新聞（道東版）

帰 山 雅 秀 （ 北 海 秋サケ産卵環境回復を－

月 11 日道大学北極域研 斜里で専門家らが講演究センター・研究員）

2020 年 12 朝日新聞

帰 山 雅 秀 （ 北 海 （全国）ひもとく：お魚と地

月5日

道大学北極域研 球 環 境（ 書 評 ： 帰山 雅 秀
究センター・研究 「サケ学への誘い」）
員）

記事コピ－等を添付してください。
⑫コロナ禍の影響と対策
本共同研究へのコロナ禍の影響と対策(改善・代替策、計画変更、工夫等)、助成金執行率(%)につ12

いて記述してください。
影響の事象

対策の有無と内容(計画変更・中止、改善・代替策、工夫等)

研究の打ち合わせオンライン（zoom）を用いて打ち合わせを実施した。

2020 年 12 月に網走市で予定していた市民公開 中止講座

13