Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
大気—海面間の熱フラックス。熱フラックスは[（大気からの短波放射）-（海面からの長波放射）-（海面からの潜熱輸送）-（海面からの顕熱輸送）]で定義され、冒頭に挙げたすべての気象データに基づき計算した。計算領域における水平2次元補間では、全天日射量はクリギング補間、風速はガウス補間、他のすべての変数は逆距離加重法による補間を行った。

河川流量。有明海に注ぐ一級河川（六角川、

嘉瀬川、筑後川、矢部川、菊池川、白川、緑川)の流量を境界条件に与えた。日流量を国土交通省水文水質データベースHP (http://www1.river.go.jp/)から取得した。流量を海底地形図上の河口断面積で割って流速を求め、東方・北方成分に分け、外部モード計算間隔ごとにPOMに取り込んだ（各日にちで同じ値）。このとき、河口の水温は隣接するグリッド・セルの海水温と同じ値とし、塩分は0とした。【精度確認】POMによる流動場の再現精度を確認するため、計算領域内の検潮所の潮位データ

図(1)-3. 計算領域の海底地形と開境界面 (赤枠)

を JODC から取得した。検潮所は長崎、口之津（長崎県）、三角（熊本県）とした。一方、検潮所の位置に相当する地点の潮位データを POM 計算結果から抽出した。検潮所と POM の潮位データを地点ごとに最小二乘法により調和分解し、主要 4 分潮（ $ M_{2}, S_{2}, K_{1}, O_{1} $ ）の振幅と位相について相関と分散を求めた。分散は、検潮所と POM の値の差の平方和を自由度（2 = 検潮所数 - 1）で割って求めた。振幅値の合致度を高めるため、観測値と計算値の比を計算値に乗じて調整した。位相については、満潮時刻の時間差を計算値に加えた。計算は直前の値から改善がみられなくなるまで繰り返した（最大 4 回）。

【粒子追跡計算】以上の条件設定のもとで、POMで再現された3次元流動場にID付きの仮想スナモグリ幼生粒子を配置し、その輸送経路を追跡した。粒子は基本的に受動的に輸送されるが、水柱での鉛直移動も行う（後述）。時刻tにおいて座標 $ (x_{t},y_{t},z_{t}) $ 上に存在する粒子の $ \Delta t $ 時間後の座標 $ (x_{t+\Delta t},y_{t+\Delta t},z_{t+\Delta t}) $ は、ラグランジュの記述による以下の式から求めた（ラグランジュ微分で用いるテイラー展開の2次以上の残差項は無視した） $ ^{6)} $ 。

$$ x_{t+\Delta t}=x_{t}+u_{t}\times\Delta t+\frac{\partial u_{t}}{\partial x}\times u_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial u_{t}}{\partial y}\times v_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial u_{t}}{\partial z}\times w_{t}\times\Delta t^{2} $$

$$ y_{t+\Delta t}=y_{t}+v_{t}\times\Delta t+\frac{\partial v_{t}}{\partial x}\times u_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial v_{t}}{\partial y}\times v_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial v_{t}}{\partial z}\times w_{t}\times\Delta t^{2} $$

$$ z_{t+\Delta t}=z_{t}+w_{t}\times\Delta t+\frac{\partial w_{t}}{\partial x}\times u_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial w_{t}}{\partial y}\times v_{t}\times\Delta t^{2}+\frac{\partial w_{t}}{\partial z}\times w_{t}\times\Delta t^{2} $$

ここで、u, v, w は粒子の存在地点における東方、北方、鉛直上向きの流速を表す。これらの値は、粒子を囲むグリッド・セルの8つの格子点の流速から逆距離加重法により求めた。粒子輸送の計算間隔は1分間とした。1分後の粒子の位置が陸上あるいは海底と予測されるときは、粒子の動きを一時的に止めた。

幼生粒子の初期配置。計算領域内でスナモグリが生息する26個の主要な砂質干潟のうち、富岡
湾干潟の局所個体群サイズが最大であり、メタ個体群全体の70%を占めていた。本計算では、全体の0.05%以上の局所個体群サイズをもつ20個の干潟を対象とした。粒子の初期配置場所は富岡・鬼池・登・黒崎・佐伊津・茂木根・広瀬川・志柿・大矢野・桶合・太田尾・赤瀬・御輿来・飯香浦・前浜A・前浜B・大江・龍石・須川・蒲河の各干潟とした（図(1)-4AのNo.1～No.20）。配置範囲内の0.1mの水深にそれぞれ10000・565・127・287・530・176・110・120・1245・14・12・26・659・11・8・26・51・98・96・88個の粒子を無作為に配置した（個数は局所個体群サイズに比例させた）。

幼生粒子の放出日時。富岡湾干潟では、スナモグリ幼生の放出は大潮の夜間の満潮時から下げ潮にかけて集中して起こることが確認されている。計算開始日は富岡湾干潟に合わせ、すべての干潟で一斉に1994年7月22日20時とした（実際の満潮時刻）。夏季、有明海湾口部の満潮時刻は、富岡湾を含む外海における時刻から約40分間遅れる。本計算では、有明海の干潟でやや早めに粒子を放出させても、その後の輸送過程には実質的に影響を及ぼさないと仮定した。

水柱における幼生粒子の発育と鉛直移動を組み込んだ輸送計算。スナモグリの幼生期はゾエア6期と干潟に回帰するデカポディッド期から成る。夏季の水柱での平均生息水深の水温（21℃）で飼育するとデカポディッド期に達するまで25-35日間（Day 1-Day 11）かかり、出現頻度分布は30日目をピークとする正規型をなす（平均位置Day 5.04；標準偏差1.44日間）。デカポディッド幼生の寿命は6日間である。（以上、Tamaki et al. (2013) $ ^{7} $ ）に基づく）。

天草灘の水柱における幼生は、ブエア期全体で平均すると水深 41.9 m に生息する。そこで、「大潮の夜間満潮時に放出された幼生は、生育海域に出ると水深 41.9 m まで下降する」という条件を本計算に設定した。このとき、放出から何時間後にこの水深に引き下げるかにより、浅い場所に取り残される粒子と本水深に位置する粒子の数が変化し、これがその後の粒子全体の輸送過程に影響を及ぼす。そこで、予備計算として、各干潟において水深 0.1 m に 25000 個の粒子を配置し、水平 2 次元で 3 日間、粒子追跡計算を行い、水深 41.9 m 以深の海域範囲に存在する粒子を毎時間計数した（図(1)-5 の A）。その結果から、最も早く多くの粒子が 41.9 m 以深の範囲に入った時刻を、（干潟ごとの）粒子の引き下げ時刻とした。これらの時刻を計算条件に組み込んだ。

ゾエア期の幼生は夜間の上げ潮時に水深 25 m に浮上し、それ以外のときは平均水深 41.9 m に生息する $ ^{8)} $ 。この条件を本計算上で再現するため、粒子にゾエア期を与え、昼夜と潮汐の条件（上げ潮期間＝干潮時刻～満潮時刻とした）から水深 25 m と 41.9 m のうち一方を選択するよう設定し、水平 2 次元で粒子輸送計算を行った（図(1)-5 の B）。ゾエア期幼生は、デカポディッドに変態すると生息水深と昼夜条件による行動を変化させる $ ^{8)} $ 。この条件を本計算に組み込むため、計算開始後 25 日目の 20 時 00 分（計算開始時刻を反映）から 24 時間ごとに、0−1 の乱数を粒子に与え、その値がその日の変態確率（上述の正規分布確率）以下であればデカポディッドに変態させた（図(1)-5 の C）。デカポディッド幼生の最も多くの個体は、夜間に水深 0.1−2.0 m に浮上し、日中は海底に留まるという鉛直移動を行う。本計算では、夜間に水深 0.1−2.0 m において空間 3 次元で粒子を輸送し、日中は輸送を停止した（図(1)-5 の D）。また、変態後 6 日以内に干渇に到着しなければ死滅するという条件（図(1)-5 の E）を設定した。これ以外の幼生の生残条件に関しては、ゾエア期・デカポディッド期を通して生残率は 100% とした。

仮想デカポディッド幼生粒子が到着する干潟の範囲については、ゾエアⅠ期幼生の出発干潟を複数力所統合し、やや沖合まで含めた広めの範囲を設定した。その結果、富岡湾・鬼池・天草下島
東岸・本渡・大矢野島西岸・三角北岸・飯香浦・前浜・大江・龍石・蒲河の11カ所に集約された（図(1)-4BのNo.1～No.11）。デカポディッド幼生の生存期間内に干潟に到着した粒子については輸送計算を停止し、計算終了日まで生残させた。

以上の条件下で 47 日間の本計算を行い、定義到着範囲に回帰した粒子を計数した。

図(1)-4. 粒子初期配置。A. 粒子配置干潟。図中通し番号は順に富岡・鬼池・登・黒崎・佐伊津・茂木根・広瀬川・志柿・大矢野・桶合・太田尾・赤瀬・御輿来・飯香浦・前浜A・前浜B・大江・龍石・須川・蒲河を表す。B. 到着粒子計数範囲。通し番号は順に富岡湾・鬼池・天草下島東岸・本渡・大矢野島西岸・三角北岸・飯香浦・前浜・大江・龍石・蒲河を表す。
図(1)-5. 粒子追跡モデルのフローチャート。粒子の初期配置から粒子が干渓域に着底するまでの一連の条件を表す。フローチャートの上から順に時間が経過し、A. 41.9mへの引き下げ条件、B. ブエア期の生態情報、C. デカポディッドへの変態条件、D. デカポディッド期の生態情報、E. 干渓への着底条件を組み込むタイミングとその詳細を示す。
### b. イボキサゴ幼生輸送の数値実験を実行するための条件設定

本種はスナモグリと比べ局所個体群の分布範囲が狭く、浮遊幼生期間が短い。そこで、計算領域を狭く、計算期間を短く設定した。本種は10～11月の3回の小潮時に集中して放卵・放精し、幼生は最短3日間で干潟に着底する。幼生の初期生残率の急激な低下を踏まえると、実質的に有効な浮遊期間は9日間である。以下、スナモグリの場合と異なる条件設定を中心に記す。

【POM の初期設定】有明海全域から橘湾を経て富岡湾干潟と本渡干潟を含む天草灘および長崎半島までを計算領域とした（図(1)-6）。全計算期間、助走計算日数、助走計算期間における出力間隔、本計算期間における出力間隔は、それぞれ2009年10月27日～11月18日（計算日数は22日間）、2日間、1日間、1分間とした。計算領域のグリッド・セルの列数と行数はどちらも205であった。

【潮汐】潮汐による水位変動は、計算領域の外海境界の南西端地点（図（1）-6、星印）に与えた。

図(1)-6. 流動場の再現領域および環境データ取得地点。赤点線内側は POM の計算範囲、星印は潮位推算地点、橙丸は浅海定線調査地点、水色丸は長崎県総合水産試験場の水質観測地点、青丸は一級河川河口部、赤丸は検潮所、黄丸・緑丸・紫丸は気象データ取得地点であり、それぞれ気象庁の AMeDAS・熊本県知事公室危機管理防災課・福岡県三池海上保安部の観測所を表す。

【水温・塩分・密度】有明海浅海定線調査結果から取得した、有明

海の水温・塩分データ地点数は29であり、日付は長崎県で2009年10月15日、佐賀県と福岡県で10月19日、熊本県で10月19,20日であった。外海水の水温・塩分データについては、長崎県総合水産試験場により実施された長崎～五島間の7地点の水質調査データを使用した $ ^{9} $ 。水質観測水深は0m,10m,20m,30m,50m,75m,100m,150mであった。データの取得期間は2008年10月7-9日とした（2009年についてはデータが取得できなかったため、2008年のデータを使用した）。外海のデータを与える西側開境界断面および南側開境界断面を図(1)-7に示す。

図(1)-7.計算領域開境界。赤色部分が開境界面を表す。

【気象変数】気象データは、2009年10月25日～11月15日の期間について、気象庁のAMeDAS（観測所：長崎，野母崎，大村，大瀬戸，佐世保，口之津，島原，嬉野，伊万里，白石，佐賀，
川副，久留米，大牟田，岱明，熊本，三角，松島，本渡，牛深，八代，水俣)、熊本県防災情報ホームページ(HP: http://cyber.pref.kumamoto.jp/bousai/; 観測所: 松島橋，大矢野橋，瀬戸橋，四季咲岬，天門橋，長洲港，河内港，熊本港，網田海岸，本渡港，鬼池港，富岡港，高浜港，合津港)、福岡県三池海上保安部（私信；観測所：三池港）より取得した(図(1)-6)。

【精度確認】精度確認に用いた検潮所の観測潮位データは、口之津・大浦・熊本港・網田・三角・本渡・富岡の検潮所について JODC 及び熊本県防災情報 HP から取得した。

【粒子追跡計算】水柱におけるイボキサゴ幼生の25％は表層に存在する $ ^{10)} $ 。本計算ではこれらの幼生が輸送の有効集団と考え、仮想幼生粒子輸送計算における $ z_{t} $ と $ z_{t+\Delta t} $ は常に0.1mとした。

粒子の初期配置場所はイボキサゴの

局所個体群が存在する富岡、鬼池、御領、佐伊津、本渡の各干潟とした $ ^{11)} $ 。粒子にIDおよび場所別の色を付け、各場所を中心とした1 km四方の領域内において0.1 mの水深に1000個の粒子を無作為に配置した（図(1)-8A）。粒子追跡の期間は2009年10月27日16時30分から15日間とした。粒子輸送計算間隔

図(1)-8. 粒子初期配置 (A) と到着粒子の計数範囲 (B)。粒子配置水深はイボキサゴ幼生の生息水深に従い、0.1 m とした。計数範囲は干潟域を考慮し、各干潟位置の海岸から500 m 沖までとした。

は 1 分間とし、回帰粒子の計数範囲は富岡、鬼池、御領、佐伊津、本渡の各干潟に対応する位置の海岸線から 500 m 沖までとした（図(1)-8B）。イボキサゴ幼生の最短浮遊期間（3 日間）を基準とし、粒子追跡計算開始から 4 日目以降に干潟域に進入した粒子の動きを止め、計数を行った。幼生による干潟間の連結性を検討するため、時系列の粒子計数結果に幼生の生残率 $ ^{10)} $ を乗じ、各干潟の初期配置粒子数で割ることで干潟への回帰率を求め、得られた回帰率に各干潟からの推定幼生放出量を掛けて、幼生の時系列回帰数を算出した。以下にその式を示す。

$$ \begin{aligned}N_{d}\quad&=\quad\frac{(31.647\times0.664^{d})Pn_{d}}{IP}\times Pred\\Pred\quad&=\quad\frac{Pop}{2}\times1737.39\end{aligned} $$

ここで、d は経過日数、 $ N_{d} $ は d 日目に到着する推定幼生数、 $ Pn_{d} $ は d 日目における到着粒子数、IP は初期配置粒子数（=1000）を表す。 $ N_{d} $ の右辺の分子第1項は幼生生残率である[Mandal et al. (2010) $ ^{10} $ ]では $ 2 < d \leq 9 $ について求められたが、本研究では9日以上でも適用した]。また、Pred は推定幼生放出量、Pop はイボキサゴの推定個体群サイズ（1998年当時、富岡・鬼池・御領・佐伊津・本渡の各干潟において、24,038,658・927,408・181,094,524・124,917,600・668,648,172 個体；Flach and Tamaki (2001) $ ^{11} $ 及び玉置（未発表））、定数項1737.39は平均殻幅をもつイボキサゴ雌の1腹卵数を表す（雌雄比は1:1） $ ^{10} $ 。

## 2 ）スナモグリ幼生発育速度の水温依存性を検出する飼育実験

海水温の上昇はベントス幼生の発育期間を短縮し、特に外海における輸送と海岸の成体生息地への回帰の過程に影響を及ぼす可能性がある。

スナモグリ幼生の飼育は2010年夏季に実施した先行研究の結果(水温21℃で実施)に基づき、2011年7～11月に長崎県総合水産試験場で行った。設定水温は、幼生の平均生息水深の最高値の
24℃、生息水深下限の18℃、生息水深上限よりやや上方の25.5℃、水柱表層の27℃とした。飼育は30リットル水槽で行った。水温は冷却機とヒーターによって調節し、水温・塩分値を自記記録した。大潮の干潮時、富岡干潟で幼生放出直前の抱卵個体を採集し、当日の夜間に放出されたゾエアⅠ期幼生約6,600個体を収容した（飼育開始後0日目）。給餌は飽食条件で行った。ゾエアⅠ期には珪藻のChaetoceros gracilisとS型ワムシ、ゾエアⅡ期にはワムシのみ、ゾエアⅢ期以降はワムシとアルテミア・ノープリウスをそれぞれ毎日1回与えた（デカポディッド期の個体は摂餌しない）。毎日15個体ずつ幼生を取り上げ、ホルマリンで固定した。デカポディッド期個体を最大限回収するため、原則としてゾエアⅥ期の出現率が100％になったとき、幼生の採取を中止した。ゾエア期の成長率と生残率の推移をみながら、幼生の取り上げ間隔と採取日を調節した。途中で取り上げた幼生の総個体数を初期収容個体数から減じた値に対するデカポディッド期総個体数の割合を生残率と定義した。

## 3 ）空撮による干潟のアカエイ摂餌痕の分布と密度の解析

アカエイのスナモグリ捕食活動に伴う砂質干潟の攪乱の程度を把握するため、富岡湾干潟の空撮調査と撮影画像解析を実施した。本干潟の砂層の厚さは30-60 cmであり、その下には貝殻層がある。エイは毎年5月下旬-10月の間、出現して摂餌痕を残す。これには回転楕円体を半分に縦断したもの（以後、楕円状摂餌痕：長軸・短軸径の最小値は20 cm・15 cm）、及び、これにときどき付随する屈曲した浅い溝状摂餌痕の2つの型がある（図(1)-9A,B）。前者はスナモグリを掘り起こすための「主掘削痕」であり、後者は前者の行動直前の「助走」に伴ってできると考えられ、大型個体の摂餌痕のみに見られる。摂餌痕は周りの砂の流入によって、2-5日間で埋まる。

A

B

C

D

図(1)-9. 富岡湾干潟におけるアカエイの摂餌痕画像。（A,B）地表撮影画像：赤色の囲みは楕円状摂餌痕、青色の囲みは溝状摂餌痕。傍らに掘り出された砂が堆積している。干潟表面の小さな黒点はスナモグリの巣穴開口部。（C,D）2012年の空撮画像：同一場所の1日間の変化を示す。赤色の囲みは新しく生成された楕円状摂餌痕、青色の囲みは同、溝状摂餌痕。矢印は対空標識板（20cm四方）。

1 日間に生成される摂餌痕の分布を把握し、個数・面積・体積の各密度を推定するため、干潟の空撮を2011年の夏季（小型無人機使用）と2012年の夏季（実機使用）の大潮干潮時に実施した。また、干潟上を歩いて見出された新鮮な摂餌痕について、最深部の深さ-面積間の回帰式・体積-面積間の回帰式を確立しておき、空撮で検出された摂餌痕の面積から、掘られた深さと掘
り出された砂の体積を推定した。空撮域は干潟北西端の $ 107{,}516\ m^{2} $ （海岸線に沿って $ 540\ m $ ）の区画に設定した（図(1)-10）。このときの干潟上の水位変動を記録するため、水圧計を設置した（Wave Hunter 99，（有）アイオーテクニック）。夏季、本海域では、昼間の大潮の最低低潮面は高位・低位を2週間ごとに繰り返す。2012年の空撮時には水位は高く、干潟の岸から沖への最大干出距離は $ 240\ m $ であったのに対し、2011年にはさらに $ 20-60\ m $ 沖まで干出した。

図(1)-10. 富岡湾干潟（図（序）-1）の北西部に設けた空撮域。白色部分が2012年の空撮範囲、さらにその沖の茶色の小区域を含めた全体が2011年の空撮範囲。海岸線に平行な3本の点線は飛行ルート。赤点線の囲みは単位撮影画像の一例。赤の小丸は干潟に置いた対空標識板の位置を示す。

### a. 2012年の空撮

空撮は8月17日・18日の各最干潮時を含む30分間に、（株）九州航空（大分市）が実機ヘリコプターにより実施した。また、干潟の地形測量と正射投影カラーモザイク画像の作成も同社が実施した。撮影高度は225 mであり、海岸線に平行な3本の線に沿って飛行した（図(1)-10）。カメラは空撮用のHiei SE IIα（Osaka Optical Industry, Co.）を使用し、写真縮尺は1/1500を目標とした。単位画像は地表172.5 m四方を覆い、隣り合う画像間の平均重複率72%で撮影し、各日にち65枚・68枚撮影した（このうち実際に使用した画像は31枚・35枚）。

撮影画像には内部標定処理（単位画像の歪み補正）と外部標定（相互標定と絶対標定）処理を施した。相互標定とは、隣接する2枚の単位画像から光学モデルを作成する工程である。そのためには、重複部分に6個以上の対空標識点を写し込む必要があり、空撮域全体で20あるいは50cm四方の標識板を65個設置した（図(1)-10）。これらの3次元座標を決める基準点として、空撮域近くにある3つの国土地理院二等水準点を使用した。また、これらに基づき、新水準点を1つ設定した。測量には光波測距儀（SOKKIA SET3030R, Topcon, Co.）を使用した。干潟の標高は、富岡湾の南方6kmに位置する気象庁の芥北検潮所における平均海面からの高さで表した。測定誤差（平均±標準偏差）は経線上2.86±0.71cm、緯線上0.72±0.81cm、高度上1.74±0.69cmであった。絶対標定とは、各光学モデルを地表座標系に関連づける工程である。まず、干潟面上への正射投影画像を得るために、20cmごとの標高線図を作成した（不規則三角状ネットワークとして表現されるデジタル標高モデル）。つぎに、単位画像を本モデルに貼り付けた。さらに幾何学補正を施した後、すべての正射投影単位画像を結合して、干潟全体の正射投影モデル画像を完成した。その解像度（画素の辺長1.8cm）は最小摂餌痕の検出に十分であった。
各日にちの画像はパソコン画面上で別のレイヤーとして表示し、これらを肉眼で比べることで1日間にできた摂餌痕を検出した（図(1)-9C,D）。摂餌痕は実物の1/10の大きさで新レイヤーに表示し、輪郭をなぞった。楕円状及び溝状の摂餌痕は別の色を施した。これらの面積は、ImageJ 1.46r（http://imagej.nih.gov/ij/）を使い、画素（面積3.24 cm²）総数で測定した。最小摂餌痕の大きさは対空標識板の面積（0.04 m²）に近く、画像上での値は0.047 ± 0.004 m²（平均±標準偏差、N=24）であった。さらに、両型の摂餌痕それぞれに2値化処理を施し、通し番号をつけた（同一摂餌痕の構成ピクセルには同じ番号を振った）。各摂餌痕の代表地理座標は全構成ピクセルの平均位置とした。

### b. 摂餌痕の深さ・体積量の推定

項目 a で検出されたエイ摂餌痕の面積から最深部の深さと体積を推定するため、2012年の秋季に干潟上で、1日以内前（＝新規）に生成されたとみなせる楕円状摂餌痕を見つけ、諸元を測定した。新規生成の判断は、以前に確立されていた面積（A, m²）に対する最大深さ（D, cm）の回帰式（ $ D = 0.7 \times (10^{4} A)^{0.3} $ ）との適合度で判断した。その結果、35個の楕円状摂餌痕、及び付随する17個の溝状摂餌痕が選ばれ、深さに関して前者は最深部の値を、後者は複数力所の値を測定し、後者については平均値を求めた。つぎに、高さ2 mの逆L字型棒の水平部先端に取り付けたデジタルカメラで摂餌痕とスケール尺の正射投影写真を撮影した。さらに、摂餌痕を周りの砂で体積を量りながら埋め戻し、合計体積を求めた。

楕円状摂餌痕については、面積に対する深さ・体積の最良回帰式、また溝状摂餌痕については面積に対する体積のそれをAIC（赤池情報量基準）に基づいて確立した。新規生成摂餌痕の個数・面積・体積の各密度の空間変異は10 m四方のグリッド・セルに基づいて吟味した（完全セル総数934；干潟干出域の端の不定形セル総数267）。各セルに含まれるすべての楕円状および溝状摂餌痕それぞれの面積・体積を合計し、面積密度（ $ cm^{2}m^{-2} $ ）と体積密度（ $ cm^{3}m^{-2} $ ）を求めた。

### c. 干潟のスナモグリ個体数密度と砂層の厚さ

干潟全体のスナモグリ密度の調査を2011年（120地点）、2012年（138地点）、2013年（39地点）の6-7月の大潮干潮時に行った。本種は干潟表面に2個の開口部をもつY字型の巣穴に1個体ずつ棲む。50 cm四方の方形枠2個分の巣穴開口部数から個体数密度を推定した。砂層の厚さは堅い棒を貝殻層に突き当たるまで刺し込み測定した。干潟全体でのスナモグリ密度と砂層の厚さの空間分布は“R $ ^{12} $ ”を使い、2 m四方のグリッド・セルを単位としてクリギング補間して求めた。

### d. アカエイの大きさ別の摂餌域

干潟におけるアカエイの摂餌域を魚体の大きさ別に特定するため、固定カーネル法 $ ^{13)} $ により、2012年の空撮画像で得られた摂餌痕の地理座標の分布を解析した。魚体の大きさは楕円状摂餌痕の面積に反映されていると仮定した。その面積頻度分布図を作り、面積値に応じて6つの群に分けた[小さい方から順に G1 (= Group 1)～G6]。本報告書では主摂餌域をホームレンジと呼び、“R”により、各群の50%ホームレンジ（コア・ホームレンジ）と95%ホームレンジ（ホームレンジ範囲）を推定した。
### e. 餌密度と干渦標高に応じた、アカエイの大きさ別の摂餌域

干潟におけるアカエイの餌（スナモグリ）密度と標高に対する選択性を、魚体の大きさ別に吟味するため、一般化線形モデルのあてはめを“R”により行った。2012年の空撮域におけるすべての楕円状摂餌痕観測地点の地理座標に対して、完全ランダム配置された地点の座標を“R”の“splancs”パッケージにおける“csr”関数を使って設定した。観測地点には通し番号を付け、観測地点と同じ番号を有するランダム配置地点は元の摂餌痕面積を割り振った。各G群において、ランダム配置地点セットは餌密度と標高に対する選択性がない場合として扱った。観測地点とランダム配置地点の餌密度・標高は、それぞれ2012年のスナモグリ個体数密度調査結果とデジタル標高モデルに基づき、Pebesma (2004) $ ^{14)} $ に従ってクリギング補間して推定した。スナモグリ密度調査の範囲は空撮域よりも海岸線に沿って90 m短く、両者の共通部分について解析した。各G群における一般化線形モデルのあてはめでは、説明変数は餌密度と干潟標高とし、応答変数は観測地点で1、ランダム配置地点で0の2値を割り振った。任意の座標地点における応答変数値は、ここが摂餌痕である確率を表す。説明変数として、餌密度のみ、標高のみ、餌密度と標高の両者、両者とも関係無し（帰無）、を採用する4通りのモデルを考え、それぞれ2項確率分布を仮定した。最良適合モデルはAICに基づいて選択した。最良適合度は上記のランダム配置の結果ごとに異なる。そのため、乱数発生を99回繰り返し、各モデルが選択される割合を求めた。

### f. 2011 年の空撮

空撮は、7月31日の最干潮時を含む2時間に、（株）快適空間（福岡市）が小型無人ヘリコプターにより実施した。この空撮結果の一部は、2012年の空撮時、干潟の最低潮帯が冠水していたため写らなかった区域（図(1)-10）の摂餌痕データを補填するために使った。無人機はGPS（MK-GPS 1.1, HiSystems GmbH, Co.）を備え、あらかじめ入力された地理座標に従って自律飛行する。搭載カメラはEOS Kiss X4（Canon, Inc.）であった。機体は高度50mで海岸線に平行に飛行させた。機体の位置をパソコン画面上で追跡しながら、予定された地点ごとに遠隔操作で撮影した。単位画像は地表の約93m×62mを覆い、隣り合う画像間の平均重複率30～70%で200枚撮影した。また、22個の15cm四方の対空標識板を設置しておいた。正射投影カラーモザイク画像は（株）E-System（広島市）が作成した。空撮域を23個の区画に分け、それぞれを構成する単位画像を結合して1つの画像とした。無人機に入力したGPS座標に基づき、各結合画像の上に緯経線を秒単位で書き込んだ。

各結合画像はフリーウェア Quantum GIS 1.8.0 $ ^{15)} $ を使ってパソコンに取り込んだ。干潟全体に直径20 mの円を55個ランダムに配置し、それらに含まれるすべての楕円状摂餌痕を表示画面上でなぞった。対空標識板の面積（0.0225 m²）の画像上での値は0.0308 ± 0.0055 m²（平均 ± 標準偏差）であった。

## （2） 鈴木利一

スナモグリのゾエア幼生の体長は2～4 mmである。このサイズの動物プランクトンは海洋水柱中の食物連鎖において第二次消費者の栄養階層に位置し、一回りサイズが小さい草食性の動物プランクトンを摂餌していると一般に考えられている $ ^{1} $ 。また、このゾエア幼生には大きく発達した複眼が2つ備わっている。複眼が発達している動物プランクトンは、視覚を使って餌生物を認
識し、水流を起こして餌生物を引き寄せるのではなく、自ら餌生物に向かって移動し捕獲するような raptorial feeding（捕獲摂食）という摂餌様式をもつと一般に考えられている $ ^{2)} $ 。

しかしながら、安定同位体元素（$\delta^{13}C$ と $\delta^{15}N$）を使って餌量生物を推測する研究の予備調査において、「スナモグリのゾエア幼生は、3～10 μm サイズのプランクトンを主に摂餌している可能性がある」という速報が得られた（梅澤、私信）。個体サイズが3～10 μm のプランクトンのほぼ全ては単細胞生物であり、游泳装置を持たず自ら泳いで移動することができない珪藻や、鞭毛や繊毛といった游泳装置を有するものの、移動能力が小さい鞭毛藻（虫）や繊毛虫が大多数を占める。この様な小型のプランクトンを捕獲するために、濾過摂食という摂餌様式を用いる後生動物プランクトンは多い。游泳肢等で水流を起こし、その水流に引き込まれて流れてくる游泳力の弱いプランクトンを付属肢等で濾し取り、それを口に運んで摂餌する方法である。この摂餌方法を使用する甲殻類は、スナモグリ幼生の個体サイズよりも小さいものが多く、また、濾過摂食には視覚を必要としないために複眼は発達していない場合が多い。

スナモグリのゾエア幼生は、飼育条件下においては、植物プランクトンの珪藻だけではなく、動物プランクトンのアルテミアやワムシなどを餌量生物として与えられ、実際に摂餌していることが確かめられている $ ^{3} $ 。しかしながら、このゾエア幼生が浮遊する現場の海域において、どの様なプランクトンを主に食べているかについて調査された例は皆無である。人為的な影響を与えることなく、ゾエア幼生が現場海域で摂餌しているプランクトンを直接観察することは困難なために、ゾエア幼生の口部とその周辺の付属肢の形態、消化管の内容物、付属肢の動作やそれによって引き起こす水流等を詳細に観察し、ゾエア幼生の摂餌様式を推測し、餌生物を把握することが第一の目的である。また、餌として摂餌することが可能なプランクトンが、現場海域にはどのくらい存在するのか、また、その量がスナモグリの成長を支えるために十分な量であるのか否かを把握することが第二の目的である。具体的には、以下の5つの項目について調査・把握した。

(1) 口部付属肢と口部の形態・構造の把握

(2) 消化管内容物の把握

(3) 付属肢の動きと水流の把握

(4) 現場海域における餌生物量の把握

(5) 餌生物が十分であるか否かの考察

なお、この中項目は宗宮 麗 氏の協力を得て実施した。

## 1 ）スナモグリ幼生の口部付属肢と口部の形態・構造の把握

水界の栄養段階におけるスナモグリ幼生の帰属を明らかにするため、幼生の摂餌器官の形態観察、摂餌様式の観察、消化管内容物と水柱の潜在的食物源の把握を行った。天草灘の測点（Stn. 46）を主要な調査・採集測点とした（図(2)−1）。長崎大学水産学部の練習船（鶴洋丸）の調査航海（2012年6月11日～13日、7月10日～12日、8月7日～10日、9月8日～10日、2013年6月27日～29日、7月10日～12日、8月7日～9日、9月4日～6日）で調査測点に向かい採集を行った。稚魚ネット（口径1.3 m、側長4.5 m、目合0.33 mm）を用いて、水深40m、船速3ノットで10分程度曳網した。採集した動物プランクトン試料を中性ホルマリンで固定し、研究室に持ち帰った。実体顕微鏡下で試料を観察し、スナモグリのゾエア幼生を拾い出し、解剖針やピンセットを用いて口部や付属肢をもぎ取った。
図(2)−1. スナモグリのゾエア幼生や、餌候補となる微小プランクトンを採集した測点。Stn. 46 は、北緯 32 度 32.0 分、東経 129 度 57.2 分。Stn. 31 は、北緯 32 度 32.0 分。

### a. 光学顕微鏡観察

ブエア幼生の口部と付属肢を脱塩水に浸して脱塩し、カバーグラスに載せ、アパチ封入液で封入し、カバーグラスをかぶせてプレパラートを作成した。そのプレパラートを正立顕微鏡（Nikon E600）と倒立顕微鏡（Olympus IX71）を用い、明視野あるいは微分干渉で観察した。

### b. 走查型電子顕微鏡観察

ブエア幼生の口部と付属肢を脱塩水に浸して脱塩し、グルタルアルデヒドに置換した。その後、アルコールシリーズ（エタノール濃度30,50,75,95,100%）で脱水し、t-ブチルアルコールに置換した。アルミカップ容器中でt-ブチルアルコールに浸したまま凍結し、JEOL社のJFD-320NIを用い温調を“L”に設定して凍結乾燥を行った。直径1cmのアルミ製SEM試料台の上に乾燥処理を行った試料を接着し、JEOLのオートファインコータJFC-1600を用いてプラチナ金属でスパッタリングを行い、走査型電子顕微鏡（JEOL社JSM-6390A）で観察した。

## 2 ）スナモグリ幼生の消化管内容物の把握

天草灘の Stn. 46 で採集し、中性ホルマリンで固定したスナモグリゾエア幼生を用いた。実体顕微鏡下で拾い出した個体から、付属肢と游泳肢をできるだけ取り外し、消化管以外の組織もできるだけむしり取り、消化管とその周りに付着しているわずかな組織のみを観察対象試料とした。この試料を脱塩水に浸して脱塩し、アルコールシリーズ（エタノール濃度 30, 50, 75, 95, 100%）で脱水し、マウントメディア封入液でスライドグラスとカバーグラスの間に封入し、永久プレパラートを作成した。正立顕微鏡（Nikon E600）に 100 倍の油浸対物レンズを取り付け、明視野あるいは微分干渉で観察した。消化管や組織を透かして消化管内の内容物を観察し、内容物中に存在する珪藻の被殻やその破片等を観察・分類した。

## 3 ）スナモグリ幼生の付属肢の動きと水流の把握

天草灘の Stn. 46 において、口径 60cm・側長 1.5 m・目合 0.33 mm のプランクトンネット（曳網中にプランクトンを傷めつけないように、コッドエンドを改造しサイズを大きくした）を用いて、動物プランクトンを採集した。水深 20～40m の層を約 0.5 ノットの速度で 5 分間曳網した。採集
したプランクトンを生かしたまま研究室に持ち帰り（採集場所から研究室までの所要時間は3～4時間）、実体顕微鏡（Nikon SMZ 1500）あるいは倒立顕微鏡（Olympus IX71）で行動を観察した。

動きまわるスナモグリ幼生を顕微鏡の視野内にとどめるため、瞬間接着剤をもちいて毛髪を幼生の背面に固定し、づエア幼生の移動の範囲を制限した。また、可視光の照明下では、幼生は暴れて不自然な行動しかとらないために、赤外線照明下（赤外線透過フィルターで照明の可視光をカット）で赤外線に感度を持つCCDビデオを用いて行動を記録した。なお、付属肢の運動に伴う水流の解析については、珪藻や微細なゴミの移動を追跡することで行った。

## 4 ）現場海域におけるスナモグリ幼生の餌生物量の把握

天草灘の Stn. 46 あるいは Stn. 31 において、2011 年では 6 月 21 日、7 月 23 日、8 月 10 日、また、2012 年では 8 月 7 日、8 月 9 日に、長崎大学練習船鶴洋丸より CTD-RMS にて各層採水を行った。試水中のプランクトンを酢酸ルゴール固定液で固定した。固定した海水試料を研究室に持ち帰り、枠付きスライドグラスに入れ、カバーグラスをかぶせ、倒立頭微鏡（Olympus IX71）で対物レンズ 20～60 倍を用いて検鏡した。出現した微小プランクトンを計数し、各個体のサイズ、分類も調査した。

## 5 ）スナモグリ幼生の餌生物が野外で十分であるか否かの考察

餌候補となる微小プランクトンの天草灘における現存量が、スナモグリ幼生の餌要求量を満たすか否かを把握するための試算を試みた。スナモグリ幼生のゾエアⅠ期とゾエアⅥ期のそれぞれの個体体積を近似図形より推定し、ゾエアⅠ期からⅥ期までに要する時間を与えることによって、体積増加率（r）を計算によって求めることができる（r = $ \log_{e} $ （ゾエアⅥ期の個体体積） - $ \log_{e} $ （ゾエアⅠ期の個体体積））/ ゾエアⅠ期からⅥ期までに要する時間）。この体積増加率に、ゾエア幼生の個体体積を掛け合わせることで、単位時間当たりのゾエア幼生個体体積の増加量が算出できる。後生動物プランクトンの一般的な総成長効率は約30%（すなわち0.3）であるので $ ^{1)} $ 、単位時間当たりのゾエア幼生の個体体積増加量を0.3で割ると、ゾエア幼生1個体の単位時間当たりの餌要求量が計算できる。

ゾエア幼生が引き起こす水流の速度を、行動観察実験で得られた映像から計測し、餌生物を濾過（あるいは捕獲）していると考えられる付属肢の断面積も実測した。そして、この速度と断面積を掛け合わせ、単位時間当たりに濾過することができる海水の体積を計算した。さらに、この海水の体積に、現場海域で採集した微小プランクトン（餌として食べられると思われる）のバイオマス（単位海水体積中の総生物体体積）を掛け合わせることによって、ゾエア幼生が単位時間当たりに摂餌することができる微小プランクトン（餌収集能）を計算した。この餌収集能は、現場に存在するプランクトンの現存量に左右されるため、調査時ごとに値を算出した。

以上で求めたゾエア幼生1個体の餌要求量と餌収集能を比較した。そして、現場海域に存在する微小プランクトンの量が、ゾエア幼生に順調な成長にとって十分な量であるか否かを推定した。

## （3） 梅澤有

本項目は、気象変動に伴う対象海域の栄養塩供給メカニズム変動を解析すること、及び食物網を把握することを目指した。スナモグリのゾエア幼生期の主要な生育場と考えられる天草灘海域
において、ゾエア幼生がデカポディッド期に達するまでの浮遊生活時期、約1カ月間の生育を支える餌資源の解析を目的とした低次食物網の把握と、食物網の一次生産者の生育を支える栄養塩の供給源と供給過程の解析を行うため、現在の状況の把握と、検討結果を踏まえた年次ごとの再調査を繰り返す形で、以下の内容の調査を実施し、最終的な結論を導き出すこととした。（なお、3年間にわたる本研究では、前年度までの調査による検討結果を踏まえて、次年度に新しい実験・調査を行っていることもあるが、環境条件をコントロールすることができる室内実験系などで、季節・年変化が関係ないものについては、本項では並列に記載した。）

## 1 ）栄養塩供給環境の把握

### a. 物理構造と栄養塩分布

長崎大学水産学部の練習船「鶴洋丸」によって、下記の日程で物理構造と栄養塩環境の解析のため、CTD観測、及び、化学成分分析用の生物試料と海水試料の採取を行った（図(3)-1）。

● 2011 年：6 月 21-23 日、7 月 23-24 日、8 月 8-11 日（Sta.A1 ~ Sta.A9）

● 2012 年：6 月 11-13 日、7 月 10-12 日、8 月 7-10 日、9 月 8-10 日（Sta.A1 ~ Sta.A9）

● 2013 年：7 月 10 日、8 月 7 日（Sta.A1 ~ Sta.A15）

図3-1. 海洋観測調査地点図

富岡干潟等から放出されるスナモグリのゾエア幼生の主要な生育場として、天草灘海域のSta.46を集中観測地点とした。CTD多項目センサーでは、塩分、水温、蛍光光度、溶存酸素濃度を調べ、塩分と水温からSigma-tを算出し、溶存酸素（DO）濃度からWeissの式 $ ^{1)} $ を用いてDO飽和濃度を求めた。各測点でCTDの巻き上げ時にRMS採水器でクロロフィル極大層を含めた6層から10層の採水を行い、表層はバケツ採水を行った。採水された水は300μmのメッシュを用いて濾した後、分析項目ごとに処理を行った。採水後、50mlのプラスチックシリンジと孔径0.45μmのディスクフィルター（Cellulose Acetate ADVANTEC社製）を用い現場でろ過し、スピッツ管2本分採集した。サンプルは速やかに冷凍庫で保管し持ち帰った。栄養塩測定当日に解凍し、オートアナライザーAACS4（BLTEC社製）で比色法によって測定した。測定項目はNO $ _{3} $ -N、NO $ _{2} $ -N、NH $ _{4} $ -N、PO $ _{4} $ -Pである。

### b. 安定同位体比による硝酸起源解析
調査海域には、有明海湾奥部水や天草灘底層水や大気降下物からの複数の栄養塩起源があることがこれまでの研究で示唆されている $ ^{2)} $ 。そこで、2011年の試料については、主要な溶存無機態窒素である硝酸態窒素の窒素・酸素安定同位体比（\delta^{15}\mathrm{N}\cdot\delta^{18}\mathrm{O}）を脱窒菌法によって分析し、2008年～2010年に得られているデータとの比較も含めて解析を行った。試料は、採水後、栄養塩測定用サンプルと同じ手順で濾過を行い、アイボーイ（ASONE）50 ml に約35 ml分採集し、速やかに冷凍庫で冷凍保管し持ち帰った後、下記に述べるような方法 $ ^{3,4)} $ によって分析を行った。分析の1週間前に、\mathrm{N}_{2}\mathrm{O} 還元酵素をもたない脱窒菌株（Pseudomonas aureofaciens）を培養して分析に必要な量まで増殖を行い、分析前に遠心分離機で濃縮してサンプルバイアルに移した。その後、Heで約3時間パージして、培地内の\mathrm{N}_{2}\mathrm{O} を追い出すと共に、脱窒細菌が機能するように嫌気状態にした。続いて、1 ml～10 mlのニードルシリンジを用いて、バイアル内に30 nmol-Nの窒素を含む量のサンプルを注入後、常温（25℃）で約半日培養を行った。\mathrm{NO}_{3}^{-}が完全に\mathrm{N}_{2}\mathrm{O} に還元された後、10MのNaOHを2 mL加えて脱窒菌の反応を止めた。生成された\mathrm{N}_{2}\mathrm{O} ガスを、濃縮精製機能を備えた質量分析計システム（Precon/GasBench/IRMS system: Delta plus XP, Thermo Electron Co., Germany）に導入し測定を行った。事前の栄養塩分析によって亜硝酸塩の割合が10%を超えるものは、アスコルビン酸を用いて亜硝酸を除去 $ ^{5)} $ した試料を用いた測定も行った。

### c. 溶存・懸濁態有機物の空間分布

アミノ酸や尿素、核酸などの溶存態有機物や、様々なプランクトンやそれらの遺骸を含む懸濁態有機物は海洋の物質循環に大きく寄与すると報告されている $ ^{6,7)} $ ものの、有明海における知見はほとんどないのが実情である。そこで、本研究では、2013年の調査で、水柱の溶存・懸濁態有機物の濃度と空間分布、及び、その分解（栄養塩再生）速度を算出し、対象海域の一次生産を支えるポテンシャルについて明らかにすることとした。

溶存有機炭素・窒素分析用試料は、50 mlのガラスシリンジと孔径0.25 μmのガラス濾紙（GF/F Whatman：450℃で3時間焼成済み）を使用し濾過を行い、アンプル管（550℃で3時間焼成済み）1本に、ガスバーナーを使用し封入した。栄養塩と溶存有機物分析用のサンプルは速やかに冷凍し、分析まで冷凍庫で保管した。冷凍保存しておいた分析試料を、測定直前に超純水で満たした超音波洗浄機内で直ちに溶解させ、全有機炭素計（TOC-V_{CSH}、島津製作所）とそれに接続した窒素酸化物自動計測器（ECL-880、Yanaco）を用いてDOCとTDN（Total Dissolved Nitrogen: 全溶存有機窒素）の測定を行なった。海水試料には2NのHClを試料の3.0%加えて無機炭素を除去後、680℃で燃焼させて有機炭素・窒素をCO_{2}とNOxに変換し、前者をNDIRにて炭素量の定量に用い、後者をNOに変換後、化学発光法によって窒素量の定量に用いた。このうちTDNに関しては別に測定を行なったDIN（NO_{3}+NO_{2}-N、NH_{4}-N）の値を差し引くことでDONの値を求めた。また、溶存態有機リン(DOP)濃度を、溶存態全リン(TDP)と栄養塩分析で得られたPO_{4}-Pとの差として算出した。溶存態全リンは湿式分解法による処理後、オートアナライザーAACS4（BLTEC社製）を用いて比色法によって測定した。

懸濁態有機炭素・窒素濃度分析用試料は、2011年・2012年は天草灘から島原湾のA1～A9において、2013年は天草灘から湾奥までのA1～A15において、表層、クロロフィル極大層、底層等において試料海水を2L～10Lのポリエチレン容器に採水し、ガラス繊維濾紙（GF/F Whatman:焼成済み）で濾過し、POM（Particulate Organic Matter：懸濁態有機物）を採集した。採集したbulk-POM
を冷凍保存した後、真空凍結乾燥し、12 Nの塩酸40 mlを入れたビーカーとともに密封した容器（6.6L）に2~3日入れて無機炭酸を除去した後に、ダイヤフラム真空ポンプで真空に保ったデシケーター内に5~6日入れて酸を十分とばした。適当量の有機物量（15-25 μg-N）を含むように分割したフィルター試料を錫カップ（5×9mm, Thermo社）で包み分析用の試料とした。分析は、後述の炭素・窒素安定同位体比分析の際に、炭素・窒素量のわかっているL-alanineを複数分析して得た検量線を利用して求めた。

2013年の調査では、炭素・窒素とは別に、懸濁熊有機リン濃度を、懸濁熊リンと懸濁熊無機リンの差から見積もった。懸濁熊無機リン(PIP)は1N-HClで18時間抽出したのちに試料を水酸化ナトリウムで中和した後、分光光度計を用いて測定した。懸濁熊リン試料(PP)はマッフル炉(FUW242PA:ADVANTEC)を用いて450℃で2時間燃焼させたのちに懸濁熊無機リンと同様の処理を行い測定した。

### d. 溶存・懸濁態有機物からの再生栄養塩量の定量

水柱の溶存・懸濁態有機物の分解（栄養塩再生）速度を算出して、一次生産を支える栄養塩供給のポテンシャルを把握するために、天草灘から湾奥部の複数地点で採取した海水を処理せずに、そのまま2本のポリカーボネート瓶に入れた試料は、懸濁態有機物と溶存態有機物の分解速度を見るための実験系に用いた。一方で、採取した海水を、GF/F（燃焼済み）で濾過後に2本のポリカーボネート瓶に入れた試料は、溶存態有機物の分解速度を見るための実験系に用いた。試料は、採水層の現場水温に合わせた条件の下、暗所で保存した。試料は共に、採水時、培養1日後、3日後、7日後、14日後、30日後に分注を行い、栄養塩および溶存有機物の分析に供した。

## 2 ）ゾエア幼生の食物網の把握

「（２）鈴木利一」で行っているゾエア幼生の消化管内容物調査や捕食行動調査は、動物の餌試料を決定するうえで重要な証拠となりうるが、一時的な食性しか認識できないという欠点もある。一方で、筋肉等の体組織の炭素・窒素安定同位比( $ \delta^{13}C\cdot\delta^{15}N $ )が、より長期の平均的な食性を反映することが知られており、消化管内容物の分析結果と組み合わせることで、詳細な食性解析をすることが可能となる。そこで、幼生が生育する7～9月期にゾエア幼生と、その餌候補となる動物プランクトン、植物プランクトン、懸濁態有機物、沈降粒子のサンプリングを行い、それぞれの炭素・窒素安定同位体比を分析することで明らかにすることを試みた。さらに、同位体比による解析をより正確なものにするために、次に述べる3点の培養実験および解析を行った。まず、1）食物連鎖に伴う同位体分別係数は、生物によって大きく違いがあることが想定されるため、珪藻とワムシのそれぞれを餌として与えたゾエア幼生の培養実験を行うことによって濃縮係数を求め、現場の安定同位体比データ解釈に用いた。つづいて、2）ゾエア幼生のアミノ酸の窒素安定同位体比解析を行い、ゾエア幼生の栄養段階を求めた。また、3）植物プランクトンの劣化・分解に伴う同位体比変動を調べるために、植物プランクトン極大層で採取した有機物の暗所分解実験を行い、炭素・窒素安定同位体比の時間変動をモニターした。

### a. 餌資源解析用の生物試料の採取方法

ゾエア幼生の餌資源の特定に向けた同位体比分析用試料採取のため、Sta.46（図(3)-1）において
てNorPacネットの鉛直曳き、もしくは、稚魚ネット（目合い0.3 mm）を用いて、ブエア幼生が生息する水深である40 mを目標水深としてSta.46から北方向へ水平曳き、もしくは、多段開閉式ネット（MOCNESS）を用いて採集した。

採集されたプランクトンは、5％ホルマリンで固定して実験室に持ち帰り、実験室にて、実体顕微鏡下での選別によってブエア幼生をⅠ期からⅥ期に分類して取りだし(図(3)-2)、保管した（宗宮 麗氏）。いっぽうで、一部の試料は、船内で双眼実体顕微鏡を用いて選別を行い、ブエア幼生のみを取り出し冷凍保存し、ホルマリン固定による安定同位体比への影響を調べることとした。5％ホルマリン固定を行って持ち帰ったブエア幼生の餌資源の1つとして考えられる動物プランクトンについても同様に、実体顕微鏡下での選別によって体長別（混合試料、3.5-2.5 mm、2.5-2.0 mm、2.0-1.5 mm、1.5-1.2 mm、1.2-0.8 mm、0.8-0.3 mm）に分類し試料とした（図(3)-3）。

冷凍保存されたブエア幼生は真空凍結乾燥した後、銀カップ（Silver capsules SANTIS 社）に計量し、1Nの塩酸で酸処理を行い、錫カップに包み炭素・窒素の安定同位体比（$\delta^{13}\mathrm{C}\cdot\delta^{15}\mathrm{N}$）を測定した。また、処理法の違いによる同位体比への影響を見るため、ホルマリン固定したサンプル、酸処理を行わないサンプル、脱脂処理を行ったサンプルと冷凍サンプルを比較し、ホルマリンの影響があると認められたため、固定試料の値からδ¹³Cは1.0‰加え、δ¹⁵Nは0.5‰差し引いた。

図(3)-2 各ステージのゾエア幼生（倍率は同じ）

図(3)-3 画分別の動物プランクトン（倍率は異なる）

### b. 植物プランクトン（懸濁態有機物）試料の採取方法

大型の動物プランクトンは、200 μmのフィルター上に捕捉することができるが、200 μm以下の画分には多くの微小動物プランクトンが存在する。そこで、本研究では、クロロフィル極大層において採水した試料を用いることで、懸濁態有機物に占める植物プランクトンの量を相対的に高めることによって、安定同位体比を用いたこれまでの水圏の食物連鎖解析での慣例にも従い、ガラス繊維濾紙（GF/F Whatman）に捕捉された懸濁物を植物プランクトンの値として採用することとした。炭素・窒素安定同位体比分析用試料は、A1、Sta.46、A9の3地点において、表層、クロロフィル極大層において試料海水を5～10 Lのポリエチレン容器に採水し、ガラス繊維濾紙で濾過し、POM（Particulate Organic Matter：懸濁態有機物）を採集した。
### c. 沈降有機物の採取方法

セジメントトラップ底部の容器内の海水と外部の海水との混合を防ぐために、5 g/Lの塩化ナトリウムを加えて通常海水よりも塩分を上げて高密度にした濾過海水を入れたアイボーイボトル（500 ml）を、バッフル（仕切り網）付きのセジメントトラップの下部にそれぞれ2本ずつ据え付けて、Sta. 46の水深20 mと40 mにそれぞれ12時間（干潮から干潮まで）設置した。12時間後にセジメントトラップを引き上げて設置したアイボーイボトルをセジメントトラップから外し、500 μmのふるいにかけた後に直径47 mmのガラス繊維濾紙（GF/F Whatman:焼成済み）で濾過をして、同位体分析用試料として冷凍保存した。採取した沈降有機物もbulk-POMと同様に真空凍結乾燥と酸処理を行って、炭素・窒素の安定同位体比（δ¹³C・δ¹⁵N）分析用の試料を作成した。

### d. 飼育実験

本研究では、同位体比の分かっている餌を与え続けたブエア幼生の飼育実験によって、体内成分の更新時間や栄養段階における炭素と窒素の濃縮係数を求め、その値を現場で得られた生物の炭素・窒素同位体比データの解釈に用いた。なお、飼育については玉置研究室の協力を得た。

7月末に、富岡干潟で産卵直前の抱卵メスを採集し、濾過海水で体についている砂を落とした後、30 Lの黒いパンライト水槽に収容した。翌朝の午前6時に幼生の放出を確認し、放出された幼生を63 μmのネットで水槽表面をすくって採集し2 Lの濾過海水に集めた。メスピペットでランダムに5 ml採集し、シャーレに移して個体数を計測することを10回繰り返して幼生密度の推定を行った。飼育水槽には5 Lの黒色のポリバケツ2個と、黒色の30 Lパンライト水槽を使用し、水槽の外をウォータバスで囲って水槽の水温を安定させた。水槽にはそれぞれ800匹の幼生を収容し、水温は部屋の室温を24℃に保つことで室温管理をおこなった。エアレーションは幼生に影響がないが植物プランクトンは浮遊する強度で行い、水槽の上から黒い遮光シートを被せて水槽内を暗く保った。

毎朝9時にメスピペットで水槽底のゴミや死体を吸い取り、水槽内に残った前日の餌を取り出す作業を行った。飼育餌として、1方の容器には、同位体比を測定した珪藻【Chaetoceros gracilis】δ¹³C = -17.0‰、δ¹⁵N = -4.8‰を13333個体/ml（8千万個体/容器）の濃度になるように添加し、他方の容器にはs型ワムシ【Brachionus plicatilis sp. complex】δ¹³C = -10.6‰、δ¹⁵N = -1.0‰を6.6個体/ml（3万7千個体/容器）の濃度になるように調整して毎朝添加した。ブエア幼生は4 - 6日の間隔でメスピペットにより5～30個体水槽から取り出し、メッシュなどを用いて水気をできるだけ取りアルミ箔を敷いたシャーレにのせ冷凍保存した。

### e. ゾエア幼生のアミノ酸同位体分析

生態系内で安定同位体比による食性解析を行う場合、想定される餌試料も網羅的に解析する必要性があることに加え、食物連鎖の底辺に位置する一次生産者の安定同位体比の時空間的変動が、対象とするブエア幼生の栄養段階の理解に多くの不確定要素をもたらすことが問題となる。そこで、本研究では、従来から行っているバルクの炭素・窒素安定同位体比分析に加え、アミノ酸の窒素安定同位体分析も取り入れて解析を行うこととした。生体に含まれるアミノ酸のδ¹⁵N値は、大きく2つに分けることができる。一つは、グルタミン酸のように、食物連鎖に伴ってδ¹⁵Nが8.0‰程度、上昇するアミノ酸が存在する。もう一つは、フェニルアラニンのように、栄養段階が上昇してもδ¹⁵Nがほとんど変化しないアミノ酸が存在する。そのため、これら2つのアミノ酸の性質を利