Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
2）陸田秀実，鎌田正也，奥田哲士，土井康明：土木学会論文集，B2，69，2，I_1276-I_1280(2013)

3) Wataru Nishijima, Yoichi Nakano, Satoshi Nakai, Tetsuji Okuda, Tsuyoshi Imai, Mitsumasa Okada: Marine Pollution Bulletin, 82, 1-2, 101-108 (2014)

"Macrobenthic succession and characteristics of a man-made intertidal sandflat constructed in the diversion channel of the Ohta River Estuary"

4) Tetsuji Okuda, Satoshi Asaoka, Hitomi Yano, Kouji Yoshitsugu, Satoshi Nakai, Wataru Nishijima, Kenji Sugimoto, Daijirou Matsunami, Yorihide Asaoka, Mitsumasa Okada: Chemosphere, 111, 164-168 (2014)

"Chemical Behavior of Sand Alternatives in the Marine Environment"

## <査読付論文に準ずる成果発表>（対象：社会・政策研究の分野）

特になし

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) Akiyama Y. B., Yano H., Katayama T., Takeda M., Okuda T., Nakai S., Nishijima W: Proceedings of EMECS10-MEDCOAST2013 Joint Conference, 875-884 (2013) "Effects of steelmaking slag on marinebenthos"

2) 西嶋 渉：環境技術，42(7)，398-403（2013）

「製鋼スラグの環境修復材としての海域利用」

## （2） 口頭発表（学会等）

1) Satoshi NAKAI, Masayuki OZAKI, Tetsuji OKUDA, Wataru NISHIJIMA, and Mitsumasa OKADA: The 6th Joint China/Japan Chemical Engineering Symposium, Wuhan, China (2011) "Use of waste gypsum for shear thickening of dredged soil by decarburization slag"

2) 西嶋渉，中井智司，奥田哲士：平成23年度水産環境保全委員会シンポジウム：リサイクル材による海域環境修復の最前線，広島県東広島市，広島大学（2011）

「製鋼スラグと半水石膏を組み合わせた浚渓土固化材の開発と海砂利採取跡地の環境修復への応用」

3) Satoshi Nakai, Esteban R. Mino, Tomohiro Kose, Tetsuji Okuda, Wataru Nishijima and Mitsumasa Okada: Dioxins 2011, Brussels – Belgium (2011)

“PHOTODEGRADATION OF PERFLUOROOCTANOIC ACID USING Fe(II/III) IN CONBINATION WITH CHELATING AGENTS”

4) 中井智司，尾崎雅之，奥田哲士，西嶋涉，岡田光正：第58回海岸工学講演会，盛岡市，岩手県民情報交流センター（2011）
「半水石膏と脱炭スラグを用いた浚渫土の増粘処理」

5) 矢野ひとみ，中井智司，奥田哲士 西嶋渉，杉本憲司，浅岡賢英，岡田光正：第22回廃棄物資源循環学会，東京都，東洋大学（2011）

「海砂代替材として検討される産業副産物の海水中における挙動」

6) 西嶋渉：第40回水環境フォーラム山口，山口県（2012）「沿岸生態系の造成材料としての製鋼スラグの評価」

7) Tetsuji Okuda, Satoshi Asaoka, Koji Yoshitsugu, Satoshi Nakai, Wataru Nishijima: The 10th Expert Meeting on Solid Waste Management in Asia and Pacific Islands, Tottori, Japan (2012)

“Evaluation of leaching potential of Ca in steel slag for its reuse in marine environment”

8) Wataru Nishijima, Hitomi Yano, Satoshi Asaoka, Tetsuji Okuda, Satoshi Nakai and Mitsumasa Okada: The 27th International Conference on Solid Waste Technology and Management, Philadelphia, USA (2012)

“Solidification behavior and control of steel slag in marine environment”

9) Satoshi ASAOKA, Hitomi YANO, Tetsuji OKUDA, Satoshi NAKAI, Wataru NISHIJIMA, Mitsumasa OKADA: The 27th International Conference on Solid Waste Technology and Management, Philadelphia, USA (2012)

“Long term physical and chemical behaviors of steel slags in sea water and sediment”

10) 山下秀星，中野陽一，奥田哲士，中井智司，西嶋渉：第14回化学工学学生発表会宇部大会，山口県宇部市（2012）

「人工アマモ場に適した人工代替砂の開発」

11) 矢野ひとみ，中井智司，奥田哲士，西嶋涉：第46回日本水環境学会年会，東京都，東洋大学(2012)

「製鋼スラグと浚渙土を混合した海砂代替材の固化および生物付着特性」

12) S. Nakai, Tetsuji Okuda, Wataru NISHIJIMA, Mitsumasa Okada: 50th ECSA (Estuarine Coastal and Shelf Science) Conference, #011. 2, June 3–7, Venice, Italy (2012) "Settlement of clam larvae onto slags derived from steel manufacturing"

13) Satoshi Asaoka, Hitomi Yano, Tetsuji Okuda, Satoshi Nakai, Wataru NISHIJIMA, Mitsumasa Okada: 50th ECSA (Estuarine Coastal and Shelf Science) Conference, #011. 2, June 3-7, Venice, Italy (2012)

“Determination method for maximum calcium dissolving potential of steel slags”

14) Satoshi ASAOKA, Tetsuji Okuda, Hitomi YANO, Kouji YOSHITSUGU, Satoshi NAKAI, Wataru NISHIJIMA, Kenji SUGIMOTO, Daijirou Matsunami, Yorihide ASAOKA, Mitsumasa OKADA: The 6th International Conference on Environmental Science and Technology 2012, p64 (#914), June 25 - 29, Houston, Texas, USA (2012)

15) YANO Hitomi, Satoshi ASAOKA, Tetsuji Okuda, Satoshi Nakai, Wataru Nishijima: Water
and Environment Technology Conference 2012 (WET2012), June, 29–2B–12, Tokyo (2012) "Physicochemical and biological properties of steel slag bed mixed with dredged material "

16) Wataru Nishijima, Hitomi Yano, Satoshi Asaoka, Tetsuji Okuda, Satoshi Nakai and Mitsumasa Okada: 2012 ISWA World Solid Waste, P.8, September, Florence Italy (2012) "Evaluation of Steel Slag as an Alternative Material of Sand for Coastal Ecosystem Creation"

17）西嶋渉，矢野ひとみ，奥田哲士，中井智司：第15回日本水環境学会シンポジウム基調講演：2012年9月，佐賀（2012）＜基調講演＞

「沿岸生態系の修復・再生材料としての製鋼スラグの活用」

18）中井智司，中村将志，浅岡聡，奥田哲士，西嶋渉，崎山一孝，米田一紀：化学工学会 第44回秋季大会，東北大学川内北キャンパス（2012）

「干潟造成に用いる海砂代替材としての製鋼スラグの評価」。

19) Hitomi Yano, Y. Akiyama, Satoshi Asaoka, Tetsuji Okuda, Satoshi Nakai, Wataru Nishijima : SETAC Asia Pacific, Kumamoto, Japan (2012)

“The use of dredged soil as additives to leverage steel slags for restoring sea grass beds and tidal flats, September “

20）奥田哲士，吉次宏二，矢野ひとみ，片山貴博，秋山吉寛，中井智司，西嶋渉，浅岡聡，岡田光正：平成24年度研究発表会，仙台市仙台国際センター（2012）

「海水中における製鋼スラグの固化挙動」

21) Y. Akiyama, T. Katayama, H. Yano, T. Okuda, S. Nakai, W. Nishijima: International Symposium including Field Workshops -Biodiversity in Changing Coastal Waters of Tropical and Subtropical Asia- (BCCWTSA), Amakusa, Japan (2012)

“Distribution of benthic fauna decided in association with sediment environments on tidal flat in Hiroshima, Japan”

22）片山貴博，矢野ひとみ，秋山吉寛，奥田哲士，中井智司，西嶋渉：第47回日本水環境学会，大阪（2013）

「海水中での製鋼スラグの固化メカニズムの解明と浚渓土の添加による軽減」

23）木場恭平・山本民次：第47回日本水環境学会，大阪（2013）

「製鋼スラグと有機泥の混合による人工干潟造成材の開発に関する基礎研究－有機泥の違いが混合物の性質に及ぼす影響」

25) 山本民次・木場恭平・西嶋渉：日本水産学会，東京（2013）

「人工干潟造成に関する基礎的研究：生物生息に適した有機泥と製鋼スラグの混合比の決定」

26）西嶋 渉：第7回海の再生全国会議，東京（2013）（招待講演）「海の再生におけるリサイクル材の活用」

27) 秋山吉寛，矢野ひとみ，木場恭平，片山貴博，竹田優志，奥田哲士，中井智司，山本民次，西嶋渉：日本貝類学会平成25年度大会，愛知県豊橋市，豊橋市自然史博物館（2013）「製鋼スラグと浚渫土の混合土壌を敷いたメソコスムに現れた貝類」
28) Akiyama Y., Yano H., Katayama T., Koba K., Nagao M., Okuda T., Nakai S., Tanimoto T., Yamamoto T., Nishijima W.: ISWA World Congress Vienna 2013, Vienna, Austria (2013)

“Impact of steel slag on benthic community under semi-artificial environment”

29）鎌田正也：第60回海岸工学講演会，福岡市（2013）

「鉄鋼スラグからの溶出物によるCO2海洋固定化能に関する研究」

30) 中井智司：平成25年度日本水産工学会学術講演会，北海道，札幌コンベンションセンター(2013)

「干潟造成に用いる海砂代替材としての製鋼スラグの評価」

31）山西諒，杉本憲司，中野陽一，奥田哲士，西嶋渉，中井智司：瀬戸内海研究フォーラム in 山口，山口県宇部市（2013）

「鉄鋼スラグを活用した人工アマモ場代替砂の開発」

32）奥田哲士，秋山吉寛，西嶋渉，片山貴博，矢野ひとみ，中井智司：瀬戸内海研究フォーラム in 山口，山口県宇部市（2013）

「鉄鋼スラグによる干渇再生」

33）矢野ひとみ，片山貴博，秋山吉寛，奥田哲士，中井智司，西嶋渉：化学工学学会第45回秋季大会，岡山県岡山市，岡山大学（2013）

「浚渫土を添加した製鋼スラグの干潟再生材としての評価」

34) 藤井貴敏，伊達勇介，中野陽一，青木薫，小田耕平，日野英志，中井智司，秋山吉寛，奥田哲士，西嶋渉：第16回日本水環境学会シンポジウム，沖縄県，琉球大学（2013）11月「製鋼スラグと浚渓土の混合材による干潟造成時の底質微生物叢解析」

35) 秋山吉寛，竹田優志，矢野ひとみ，片山貴博，奥田哲士，中井智司，長尾正之，谷本照己，西嶋渉：第16回日本水環境学会シンポジウム，沖縄県，琉球大学(2013)

「製鋼スラグと浚渫土の混合土壌に出現した底生生物群集」

36) Kenji SUGIMOTO, Yoichi NAKANO, Tetsuji OKUDA, Satoshi NAKAI, Wataru NISHIJIMA, Mitsumasa OKADA: EMECS10-MEDCOAST2013 Joint Conference, Marmaris, Turkey (2013) "Changes in dominant species of seagrass bed on eastern Yamaguchi, Seto Inland Sea, Japan".

37) Akiyama Y., Yano H., Katayama T., Okuda T., Nakai S., Nishijima W.: EMECS10-MEDCOAST2013 Joint Conference, Marmaris, Turkey (2013) "Effect of steelmaking slag on marinebenthos"

38）片山 貴博，竹田 優志，矢野 ひとみ，秋山 吉寛，奥田 哲士，中井 智司，西嶋 渉：廃棄物資源循環学会，第24回研究発表会（2013）

「浚渫土による海水中での製鋼スラグの固化制御」

39) Satoshi NAKAI, Tetsuji OKUDA: Aquaculture 2013, Las Palmas, Gran Canaria (2013) "Attraction of larval settlement of short-necked clam by steel-manufacturing slag"

41）坪井亮宏，藤井貴敏，日野英志，青木薰，小田耕平，中野陽一，伊達勇介，杉本憲司：第19
回高専シンポジウムin久留米，福岡県久留米市（2014）

「アマモ群落間における種子移動機構の解明」

42）山本民次・木場恭平・西嶋 渉：日本水産学会，北海道函館市（2014）

「人工干潟造成に関する基礎研究Ⅱ：有機泥と製鋼スラグを用いた人工干潟での藻類の発生」

43) 藤井貴敏，秋山吉寛，奥田哲士，西嶋渉：第48日本水環境学会年会，宮城県仙台市，東北大学(2014)

「広島県の干潟における土壌の物理学的特徴と生物学的特徴の関係性」

44）中井智司：化学工学会第79年会，岐阜県岐阜市柳戸(2014)「浅場造成への利用を志向した製鋼スラグの固化抑制」

45) 中井智司: The 11th Japan-China Symposium on Water Environment（第11回日中水環境シンポジウム），Xiamen, China(2014) （招待講演）
“Benthic community emerging on the artificial tidal flat constructed using a steelmaking slag”

46) Tetsuji OKUDA: First China-Japan (CAS-JST) Workshop on “New Environmentally Sustainable Systems for Japan and China “（第1回日中環境ワークショップ），Xiamen, China (2014) （招待講演）

“Scientific understanding and approach to the management of the Seto Inland Sea”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

1) 平成23年度沿岸域再生セミナー，広島大学生物生産学部 C206講義室（2011年8月5日）約50名

「干潟・藻場の再生・創出」

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

上記（２）-１)のうち，矢野ひとみ他：第22回廃棄物資源循環学会（2011）は廃棄物資源循環学会中国四国支部の支部奨励賞を受賞

上記（2）-1)のうち，矢野ひとみ他：第46回日本水環境学会年会（2012）はクリタ賞を受賞

上記（2）-1)のうち，奥田哲士他：瀬戸内海研究フォーラムin山口（2013）は優秀賞を受賞

上記（2）-1)のうち，片山貴博他：第24回廃棄物資源循環学会研究発表会（2013）は廃棄物資源循環学会中国四国支部の支部奨励賞を受賞

### 8 \. 引用文献

1) 川崎保夫：電力中央研究所報告，U87046，1-24（1987）
「アマモへの温度の影響，Ⅲ，昇温によるライフサイクルの変化」

2) 神戸市環境局：(1995)

「須磨海岸等の差浜・藻場における水質浄化機能機能調査について」

3) Pape O. L., Jean F., Menesguen A.: Mar. Ecol. Prog. Ser., 189, 135-147 (1999)

“Pelagic and benthic trophic chain coupling in a semi-enclosed coastal system, the Bay of Brest (France): A modeling approach”

4) Wang H., Appan A., Dullier J. S.: Water Research. 37 3939–3953 (2003), "Modeling of phosphorus dynamics in aquatic sediment: II—examination of model performance"

5) Min Bo Luoa, Feng Liub, Zhao Li Xu: Ulva prolifera and Ulva linza. Aqua. Bota. 100. 18-24 (2012)

“Growth and nutrient uptake capacity of two co-occurring species”

6) 越時秀，田辺猛 (2011)

「1水稲の湛水土壌中条播直播栽培における株の押し倒し抵抗値と引き抜き抵抗値との関係」

7) Amelia B. Hizon-Fradejas, Yoichi Nakano, Satoshi Nakai, Wataru Nishijima, Mitsumasa Okada: Journal of Water and Environment Technology, 7, 91-101 (2009)

“Anchorage and resistance to uprooting forces of eelgrass (Zostera marina L.) shoots planted in slag substrates”

8) 尾田 正：(2000)

「アマモの枯死期及び菓体の部位による光合成活性」

9) 園池 公毅：(2009)

「クロロフィル蛍光と吸収による光合成測定」

10) 群馬県 : http://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/hozen_type/h_sehi_kizyun/pdf/gum23.pdf （最終アクセス日：2014年5月5日） （2004）

「5. 土壌の物理性の測定（群馬県作物別施肥基準・土壌診断基準）」

11) Aberle, N., M. Beutler, C. Moldaenke and K. H. Wiltshire: Archiv für Hydrobiologie, 167, 575–592 (2006)

“Spectral fingerprinting” for specific algal groups on sediments in situ: a new sensor”

12) Takai, N., Y. Mishima, A. Yorozu and A. Hoshika: Limnol. Oceanogr., 47, 3, 730–741 (2002)

“Carbon sources for demersal fish in the western Seto Inland Sea, Japan, examined by $ ^{13} $ C and $ ^{15} $ N analyses”
Ecological Evaluation and Material Flow Analysis of Tidal Flat and Eelgrass Bed Ecosystems

Constructed with Steel Slag and Dredged Material

Principal Investigator: Wataru NISHIJIMA

Institution: Hiroshima University

1−5−3 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima, Hiroshima, JAPAN

Tel: +81-82-424-6197 / Fax: +81-82-424-4351

E-mail: wataru @hiroshima-u.ac.jp

Cooperated by: Environmental Research & Management Center, Hiroshima University

[Abstract]

For restration and re-establishment of tidal flats and eelgrass beds, sea, river and mountain sands have been used, whereas mining of sea sand is being prohibited in some prefectures in Japan to avoid disturbance of the coastal ecosystem. Therefore, steel slags have been focused as a sand alternative; however, the slags are known to release alkaline and cause solidification. In addition, with regard to use of the slags alone, lack of silt and clay as well as organic matters is concerned from the viewpoint of establishing benthic ecosystem. On the other hand, dredged soil (DS) is abundant in nutrients, silt and clay and organic matters, and therefore DS was expected to be a candidate of additives to sandy sediment media to supply these as well as to control physicochemical characteristics of sediment media. In order to evaluate the mixture of slags and DS as the sediment media for restation and re-establishment of tidal flats and eelgrass beds, analyzed here were biological and physicochemical characteristics of the sediment media and material flow of the benthic ecosystems developed in the artificial tidal flat and eelgrass beds constructed using the DS and slag mixtures.

We carried out rigorous chemical analyses of the dephosphorised and decarburization slags and their immersion tests into sea/fresh water with/without tidal action. In the control experiments, silica sand was used. A series of results showed the materials flow such as behaviors of alkaline, carbon, nutrients and redox agents caused by certain chemical interactions between the slags and DS and microbial activities. In addition, mechanisms of the slag solidification and its mitigation by the addition of DS were revealed. Furthermore, the ealgrass beds and tidal flat simulator tests confirmed the usability of the slags and DS mixtures as the basal media, where the nutrient release from the dephosphorised slag and DS, mitigation of pH increase and solidification of the slags by the DS addition and resultant growth of eelgrass or migration of benthic algae and benthos were involved. Finally, we constructed the mathematical simulation models to expect behaviors of the slags-eluting components and resultant affects on the ecosystems developed in
the artificial tidal flat constructed using the slags and DS.
課題名 B-0906 東シナ海環境保全に向けた長江デルタ・陸域環境管理手法の開発に関する研究

課題代表者名 越川 海 （独立行政法人国立環境研究所地域環境研究センター海洋環境研究室）

研究实施期间 平成21～23年度

累計予算額 154,012 千円（うち 23 年度 51,157 千円）

予算額は、間接経費を含む。

## 研究体制

(1) 長江起源水による東シナ海生態系の変調把捉に関する研究((独)水産総合研究センター西海区水産研究所)

(2) 長江デルタの農業構造転換に伴う陸域負荷構造の変化に関する開発地理学的研究 (立正大学)

(3)1)長江中下流域都市活動起源の栄養塩負荷量の推定に関する研究((独)国立環境研究所)

(3)2) 長江デルタの生活様式変化に伴う陸域負荷構造の変化に関する研究（名古屋大学）

(4)東シナ海生態系保全に向けた長江流域圏及び海域環境管理手法の開発((独)国立環境研究所、埼玉県環境科学国際センター)

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

長江デルタ沿岸域では、陸域からの栄養塩の負荷増大に伴って深刻な赤潮発生被害等の環境劣化が報告されている。この生態系環境劣化は、長江デルタ沿岸域に限定されるものではなく、東シナ海に広く及んでいる可能性が高い。我々の東シナ海調査によれば、陸棚域縁辺部において長江起源水の形跡が観測されるのみならず、陸棚中央域では中国沿岸赤潮原因藻類種 Prorocentrum dentatum がしばしば高密度に発生し、長江起源と考えられる東シナ海生態系の変調が確認されている。東シナ海は、我が国の水産業にとって重要な漁場海域であるだけでなく、その環境劣化は、海流によってつながる我が国沿岸域生態系に影響を及ぼす懸念がある。長江デルタでは、今後も経済成長および社会構造・生活様式の変化に伴う汚濁負荷の増大が懸念され、長江デルタの社会経済活動と、沿岸生態系の劣化及び東シナ海生態系の変調との関連性を強く意識した陸域～沿岸域～海洋の統合的環境管理が必要である（下図）。

研究の背景とサブテーマの構成図
### 2. 研究開発目的

本研究の目的は、近年急速に経済発展した長江デルタに代表される新たな負荷発生源が東シナ海の海洋環境に及ぼす影響を評価すること、陸域からの汚濁負荷削減による効果的な海洋環境・生態系サービスの持続性確保のための環境政策オプションを提案すること、また海洋環境に対するこれらの実施効果を事前予測することである。

この目的の達成に向けて、本研究期間においては、1)長江デルタ域からの汚濁負荷流出形態の変化による沿岸域・東シナ海陸棚域の環境劣化の定量評価およびその経年変化と構造解明、2)現実的な陸域負荷量の削減に向けた長江デルタの農村活動、都市活動の歴史的変遷に着目したフィールド調査の実施、3)長江デルタ経済圏からの年間汚濁負荷発生量の推定を行い、それらの研究成果に基づいて長江流域・デルタ経済圏から海域へ流入する栄養塩負荷量が東シナ海の海洋環境・生態系に与える影響を評価する数理モデルの開発を実施する。開発した数理モデルを用いて、近年の陸域汚濁負荷に対する東シナ海海洋環境の関連性・応答性を再現するとともに、2)～3)において取り扱う中国国内の汚濁負荷削減施策の現況と将来動向を参考として、今後の想定される汚濁負荷削対策による東シナ海の環境保全効果を予測し、冒頭の目標として掲げた海洋環境・生態系サービスの持続性確保において効果的な環境政策オプションの提示に向けた礎とする。

### 3. 研究開発の方法

## (1) 長江起源水による東シナ海生態系の変調把捉に関する研究

東シナ海陸棚域の過去 10 年程度の既往観測データの解析と海洋調査、長江起源水影響水域における現場実験によって、中国沿岸環境の劣化が陸棚域生態系へ及ぼす影響について、そのメカニズム（物質輸送機構）を明らかにし、沿岸～陸棚環境の連続性の評価を目的として、①2009～2011 年度の 6～7 月に水産総合研究センター陽光丸または水産庁照洋丸による調査船調査、ならびに②陸棚域における既往観測データを用いた表層栄養塩環境の変遷解析および渦鞭毛藻 P. dentatum の出現状況の解析を行った。調査船調査では CTD 観測、採水試料による栄養塩、植物プランクトン出現量の観測を行った。また 2010 年 6 月の調査では定点において約 30 時間の連続観測を行った。②の栄養塩環境の変遷解析では西海区水産研究所が独自に取得したデータおよび日本海洋データセンターにより公開されているデータに基づき、1970～2011 年までの東シナ海北部大陸棚域における表層栄養塩濃度の年代別比較を行った。P. dentatum の出現状況解析は西海区水産研究所が 2004 年以降に採取した植物プランクトン試料の分析結果に基づき行った。

## (2) 長江デルタの農業構造転換に伴う陸域負荷構造の変化に関する開発地理学的研究

長江デルタは中国社会の歴史的発展過程において重要な食糧基地としての役割を果たしてきた地域である。当地域の開発空間としての最大の特徴は、低湿な土地空間と人間の共生のかたちを象徴するクリーク景観が地域一帯に発達してきたことである。本研究では、開発地理学の観点からデルタの歴史的および自然的地域特性ならびに経済改革以降の最近30年間の長江デルタの水環境汚染問題の発生構造を地域的な観点から明らかにすることを目的として、先ず社会変容の時期的特性把握のためのマクロスケール分析、長江デルタ内の地域的な差異に着目したメソスケール分析を行った。具体的には統計資料の分析と地図化、文献調査、華東師範大学、嘉興師範学院、蘇州科学技術学院の研究者との交流を通じた情報収集、現地（上海、蘇州、無錫、嘉興、杭州、鎮江など）における広域的な移動観察、行政部門や農家における聞き取り調査を実施した。特に研究過程で近年の地域分化の先端的な位置にあることが明かとなった嘉興市を典型事例として選び、水環境問題の発生要因について解析した。

## (3) 1)長江中下流域都市活動起源の栄養塩負荷量の推定に関する研究

長江流域から東シナ海への流出汚濁負荷量の推定のため、①長江流域、長江デルタ経済圏および太湖流域の産業・人間活動から発生するCOD、T-NおよびT-Pの汚濁負荷量を原単位法で算定し、長江デルタ経済圏の負荷発生の大きさと、太湖流域の占める割合を検討した。②長江デルタより上流域からの汚濁負荷量を評価するためにアメリカで開発されてきたSWAT(Soil and Water Assessment Tool)モデルを長江流域の一支流域である漢江流域での検証・改良し、2000年代の長江全流域(大通より上流域)を対象とした汚濁負荷動態の再現計算を行った。計算においては、NASAが公開している地形データ、中国科学院南京地理・湖沼研究所から提供を受けた土壌分布データ、中国水利部長江水利委員会及び中国科学院との共同研究で整備した気象・水文データ、MODIS衛星データにより作成した中国土地利用メッシュデータを用いた。また長江流域の汚濁負荷量に関する将来シナリオを検討するために、長江流域で特に経済規模の大きな長江デルタ（太湖流域）を対象とした水質保全計画の実施状況を調査し、中国における汚濁負荷削減施策の有効性等について考察した。
## (3) 2)長江デルタの生活様式変化に伴う陸域負荷構造の変化に関する研究

長江デルタの都市化に伴う人間活動（産業構造、農業生産、日常生活）とその変化が地域の窒素循環や水環境に及ぼす影響を定量的に解明するため、中国長江デルタ地域の都市部と農村部における1,650人を対象とした日常生活アンケート調査を実施し、食物から摂取する窒素の量、排泄物に含まれる窒素の排出ルートおよび生活排水の排出ルートの評価を行った。またメガシティである上海市の1980-2008年間の10年毎の人口や農業生産などの統計データや大気観測データ、産業連関表ならびに本研究で実施した住民日常生活調査結果を用いて、上海市における窒素収支に関するデータベースを構築した。窒素バランスモデルや産業連関分析や統計解析など学際的アプローチにより、農業活動、工業・サービス業部門、家計消費から水域へ流出する窒素負荷量の時系列変化を推定した。

## (4) 東シナ海生態系保全に向けた長江流域圏及び海域環境管理手法の開発

陸域負荷に対する東シナ海環境の影響予測が可能な長江流域圏・東シナ海統合環境管理モデルを西海区水産研究所（サブテーマ1）と共同で実施した東シナ海海洋観測ならびに大型培養槽を用いた渦鞭毛藻 P. dentatum 培養実験データなどに基づき開発した。東シナ海航海観測では、CTD観測に加えて光学センサー（Satlantic 社 ISUS v3）を用いた硝酸塩の鉛直分布の詳細計測、微細乱流構造プロファイラ（JFE アドバンテック社 TurboMap-9）を用いた乱流強度計測を実施し、東シナ海陸棚域における植物プランクトンへの栄養塩供給動態および P. dentatum などの鞭毛藻類の優占化機構について検討した。室内培養実験では、P. dentatum の鉛直分布把握のための計測システム構築と陸棚域の密度成層構造を模した実験系において、本種の日周鉛直移動に関する再現を行った。現場観測、室内実験結果に基づき、東シナ海流動生態系モデルの改良を行った。さらにサブテーマ（2）～（3）において推計した長江流域圏からの2000年代の汚濁負荷流出を条件とした東シナ海環境の再現計算ならびに仮想的な負荷削減を与えた場合の東シナ海の応答予測を行った。

### 4. 結果及び考察

## (1) 長江起源水による東シナ海生態系の変調把捉に関する研究

2009～2011 年の 6、7 月に東シナ海陸棚域において調査船調査を実施した。このうち 5 μg/L を超える亜表層極大の Chl.a 濃度を観測した調査点 7 点は、表面に比較的低塩分の水塊が分布した海域で認められた。これら亜表層極大における Chl.a 濃度は 5.1～53 μg/L であり、P. dentatum 細胞の優占率は 0～98% であった。また、2004 年以降の既存データで東シナ海における P. dentatum の出現状況を調べた結果、夏季の大陸棚上で高密度出現が複数例確認され、本種の調査毎の最大細胞密度には増加傾向が認められた。2010 年 6 月に亜表層に比較的高い自家蛍光値が認められた調査点 (31° 45′ N、127° 15′ E) において実施した約 30 時間の連続観測では、P. dentatum が東シナ海陸棚域において日周釈直移動を行っていたことが示された。日周釈直移動は昼間は光の豊富な浅い層に、夜間は栄養塩の豊富な深い層に移動することで光と栄養塩の獲得に有利に働くと考えられ、これが東シナ海陸棚域において P. dentatum の高密度での発生がしばしば認められることの一因であると考えられた。さらに、1970～2011 年の 5～10 月の観測値に基づき、東シナ海北部大陸棚域表層における栄養塩環境の年代間比較を行った。NOx 濃度は塩分と負の相関があり、長江希釈水の波及による供給が示唆された。DSi 濃度は比較的高水準で推移していた。DIP 濃度は長江希釈水中で 2000 年代以降顕著に減少しており、植物プランクトン増殖の制限要因となっている可能性が高い。特に三峡ダムへの蓄水が本格化した 2006 年以降リン制限傾向が強化されたことが示唆された。出水期の大陸棚域では、生態系のリン律速の強化により、鉛直移動能力を有する渦鞭毛藻類の優占化が進行していることが懸念された。

## (2) 長江デルタの農業構造転換に伴う陸域負荷構造の変化に関する開発地理学的研究

長江デルタの汚濁負荷発生と水質悪化は、造盆地構造と歴史的に形成されたクリーク網という土地条件に対する工業化・都市化・経済拡大の矛盾であり、いわば新旧文明の対立的な問題であることが示唆された。また水質汚染問題の発生状況は、長江デルタ内でも農産業構造の変容・再編過程・段階の違いによって地域ごとに異なり、地域変化の方向性に規定されていることが指摘された。上海市、蘇州市、嘉興市を対象として、水質汚染の発生状況と農業関連要素（化学肥料使用量、水産品生産、肉類生産等の地域変動）を比較したところ、水質変化と農業構造変化の地域傾向に明瞭な対応が認められた。特に地域内外から要請を受け工業化・都市化・農畜水産業の同時・複合的な再編が進む嘉興市において水質汚染の発生が著しいことが明かとなった。したがって将来に向けた環境管理手法を構築する上では、現行の汚染源の特定とその処理対策あるいは規制の強化という側面のみならず、環境負荷をもたらす地域変化のメカニズムの認識と評価が重要なポイントであると考えられた。
## (3) 1)長江中下流域都市活動起源の栄養塩負荷量の推定に関する研究

原単位法に基づく長江流域の COD、T-N および T-P の負荷量算定では、長江デルタ経済圏からの汚濁発生負荷量の長江流域全体に対する割合が、COD 11.6%、T-N 10.3%、T-P 15.3%であることが示された。また栄養塩類発生負荷に対する太湖流域の割合はデルタ地域の 80% 程度を占めることが明らかになった。太湖流域における都市活動起源の発生源としては工業排水、生活排水および生活ゴミが考えられ、対策の基本は産業構造の転換を含めて、これらの発生源を集中させ、効率的な処理を行う事を大きな特徴としていた。太湖の水質保全計画とその実施状況および汚濁負荷発生量推計の結果から、今後の中国大陸からの栄養塩負荷削減の鍵を握るのは、農業セクターからの排出であり、特に今後の急激な拡大が予想される畜産排水であると推測された。

SWAT モデルを用いた長江流域の汚濁負荷動態の再現計算によると、2001～2010年の長江から東シナ海への年平均流出量は9391億トンで、それによって運ばれた有機窒素は17.5万トン、硝酸態窒素は180.9万トン、アンモニア性窒素は16.7万トン、有機リンは0.4万トン、無機態リンは5.2万トンで見積もられた。1980年代と比較すると、2001～2010年の間の硝酸態窒素流出量は約3倍、亜硝酸態窒素は約2倍、アンモニア性窒素は約1.3倍に増加したと計算された。一方、過去10年間での汚濁負荷物質の流出量に顕著な増加傾向は認められなかった。

## (3) 2)長江デルタの生活様式変化に伴う陸域負荷構造の変化に関する研究

上海市およびその周辺域の窒素収支時系列解析の結果、(a)農地や農作の減少(域外へのシフト)によって化学肥料由来の河川への窒素負荷が減少していること、(b)自動車の増加により、大気からの窒素沈降水量が増加し、地域窒素負荷源が化学肥料から大気沈降へシフトしたこと、(c)製造業からサービスへの産業の構造的变化、工場排水処理技術の改良および工場の外部への移転により、第二次産業からの廃水による窒素負荷は2000年以降劇的に減少したこと、(d)農地からの窒素流出量が減少した反面、地表面や河道がコンクリートなどの人工被覆で不浸透化したことによって都市域から水域への窒素流出量が増加したこと、(e)1980年には上海で生産した肉類や魚は同地域の消費量より多く、一部は域外へ移輸出していたが、2008年になると域外から移輸入することになったことが明らかになった。また、上海という大都市だけを観察した場合には河川への潜在窒素負荷量は2000年以降減少傾向にあり、水質汚染問題は改善されているように見えるが、周辺地域を含む広範囲で考えると問題はむしろ拡大していると言え、新たな環境対策の提案が急務であると考えられた。

## (4) 東シナ海生態系保全に向けた長江流域圏及び海域環境管理手法の開発

サブテーマ（1）と共同で実施した海洋観測では、東シナ海陸棚域の生態系変調の兆と考えられる渦鞭毛藻 P. dentatum の出現海域が長江希积水ならびにその境界海域であり、長江希积水の陸棚域への水塊輸送と P. dentatum 出現の関連性を示唆した。大型培養槽を用いた P. dentatum の培養実験では、本種が日周鉛直移動を行う鞭毛藻であり、且つ下降時に密度躍層に集積する特性があることが明らかになった。これらの特性は、表層栄養塩の枯渇した東シナ海陸棚域において、P. dentatum が日周鉛直移動能を有しない植物プランクトン種に比べて、密度躍層下の栄養塩を優位に獲得して優化しうることを示唆した。一方、現場海域における P. dentatum の集積はしばしば密度躍層内や直上よりも寧ら密度躍層下方に観測された。硝酸塩および乱流強度の鉛直プロファイルと P. dentatum の出現水深を詳細検討したところ、こうした観測点では密度躍層下の中層に鉛直渦拡散係数の小さな水塊が存在し、密度躍層下の P. dentatum 出現水深の直下に硝酸躍層が形成され、底層からの栄養塩供給速度が P. dentatum の出現水深に影響を及ぼしていることが示された。

東シナ海の流動・生態系モデルの開発では、培養実験で観測された海水と渦鞭毛藻の密度差による影響を考慮した渦鞭毛藻の鉛直移動式を導きモデルに組入れたところ、東シナ海の渦鞭毛藻の鉛直分布特性の再現性が向上することが明らかになった。他のサブテーマが推計した長江流域圏からの汚濁負荷流出量を入力条件として東シナ海低次生態系の再現計算を行ったところ、初夏の東シナ海陸棚域の渦鞭毛藻赤潮は、長江河口南部で発生した赤潮が海流によって陸棚域に輸送されることが示された。一方、現在の長江汚濁負荷推計値を基準として仮想的な負荷削減を設定して応答解析を行ったところ、長江河口域や黄海で赤潮抑制効果が現れたが、陸棚域の渦鞭毛藻の出現抑制効果は限定的で、外洋起源の栄養塩供給に対する依存性の高さが示唆された。
### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

これまで評価が不十分であった長江デルタ地域の汚濁発生量・質の解析を行い、長江本流に対する汚濁負荷源の寄与を明らかにした。また長江本流の汚濁流下量を土地利用等の情報をもとに推定するための数理モデル開発により、2000年代の長江水質の変化を明らかにした。長江デルタ地域を中心とする土地利用や産業構造の変遷と中国の汚濁負荷削減政策の解析により、将来の長江流域圏から海域への汚濁負荷動態を議論・予測するための知見が整理された。これらの研究は長江流域圏の人間活動による環境への影響評価、地域の物質循環、都市と農村問題、地域の環境政策および地域の持続可能な発展を検討する上で重要である。

中国陸域負荷に対する東シナ海の応答評価においては、2000年代の低次生態系の変遷解析により東シナ海陸棚域における渦鞭毛藻優化傾向を明らかにし、また1970年代以降の栄養塩環境の変遷や渦鞭毛藻の日周鉛直移動等の生態特性の解析により、そのメカニズムを提示した。

2000 年代の長江および長江デルタからの汚濁負荷推計値ならびに東シナ海の観測データを流動生態系モデルに境界条件あるいは検証データとして与えることにより、2000 年代の陸域汚濁負荷に対する東シナ海低次生態系の応答を再現した。さらに中国における汚濁負荷削減政策の解析結果をもとに、2000 年代の気象・海況条件下で陸域汚濁負荷削減の効果をシミュレーションしたところ、長江河口域や黄海における赤潮発生の抑制効果が示された。一方、陸棚の渦鞭毛藻への効果は限定的で、外洋起源の栄養塩供給に対する依存性の高さが示唆され、近年の東シナ海の環境の変化、特に陸棚域の生態系変化は、必ずしも陸域汚濁負荷等の人間活動影響のみに帰することができない可能性が指摘された。

## (2) 環境政策への貢献

陸域負荷の総量規制を実施する日本国環境省水・大気局と中国環境保護部汚染物排出総量規制局の共同ワーキンググループに本研究課題の分担者が参加した。また国立環境研究所では長江の水質管理を担当する中国長江水利委員会とともに日中の技術交流シンポジウムを過去5回開催した。これらを介して、両国の科学者及び政策担当者に本課題で得られた科学的知見を提供し、両国の環境政策へ貢献した。

東シナ海の生態系は、赤潮発生や大型クラゲの大量出現が観測されるなど、明らかに変調が生じつつある。今後も、課題代表者らが委員を務める PICES（北太平洋海洋科学機関）、UNEP/NOWPAP（北西太平洋行動計画）の ICARM 作業部会等を通じアジアの海洋環境政策に科学的知見を提供していくとともに、水産研究分野としても有害生物による漁業被害の防止・軽減を目的として、環境保全対策の検討や東アジア海域における国際的なモニタリング・ネットワークの策定等に貢献していく。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## く査読付き論文>

1) Wang QX, Xiao Q, Liu C, Wang K, Ye M, Lei A, Song X, Kohata K: Journal of the Science of Food and Agriculture, doi: 10.1002/jsfa.4607 (2011)

“Effect of reforestation on nitrogen and phosphorus dynamics in the catchment ecosystems of subtropical China: the example of the Hanjiang River basin”

2) 王勤学: 水環境学会誌. 35(2), 59-64 (2012)

3) 劉晨，王勤学：環境科学会誌，23(4)，259-267 (2010)

4) Liu C, Wang QX, Yang Y, Wang K, Ouyang Z, Li Y, Li Y, Lei A, Yasunari T: Journal of the Science of Food and Agriculture, doi: 10.1002/jsfa.4725 (2011)

“Recent trends of nitrogen flow of typical agro-ecosystems in China — major problems and potential solutions”

5) 劉晨・王勤学・李全鵬・石村貞夫:環境科学会誌, accepted (2012)

「中国漢江流域における水環境に関する住民意識の調査－日本との比較検討を通して－」

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) Iseki K, Kiyomoto Y, Okamura K, Harashima A: Workshop on Marine Environment in the East China Sea, Nagoya, Japan (2009)

“Cross-shelf transport of particulate materials in the East China Sea”