Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
ZE-1201-89

# Development of Community Based Business Model for Spread of Solar Photovoltaic Systems through Post-Earthquake Reconstruction

Principal Investigator: Tomoyuki FURUTANI

Institution: Keio Research Institute at SFC

5322 Endo, Fujisawa-City, Kanagawa 252-8520, JAPAN

Tel: +81-0466-49-3436 / Fax: +81-0466-49-3594

E-mail: info-kri@sfc.keio.ac.jp

## [Abstract]

Key Words: Solar energy, Community-based approach, Incentives, Outcome, Post-disaster reconstruction and Collaboration support system

Community-based energy systems offer a significant alternative to centralized energy grids for energy sustainability. These kinds of energy systems combine “hardware” built on investigation of local resources and “software” provided by communities themselves. This distributed system can only be culminated by policy support of governments, development of sustainable business models as well as understanding of citizens. Until recently renewable energy businesses have been challenged by high initial costs and a long return period. Pilot projects were largely dependent on subsidies such as a feed-in-tariff (FIT). Benefits of these projects were mostly assessed according to the return on investment (ROI). However, this narrow definition of benefits did not reflect the importance of renewable energies for public nor the contribution by exemplary projects. The assessment also limits deep development of local renewable resources. This project proposes a new incentive/outcome model for the assessment of energy systems by looking at criteria of economics (cost/benefit), environment (Energy saving and CO2 reduction), society (Community involvement and leadership), and security (self-sufficiency and distributed energy systems). A community-based business model, which places process at the center, is essential to the implementation of the incentive/outcome concept, and is in fact required in order to ensure transformation from incentive to outcome. The process is built on the selection of flexible business models such as PV panel leasing, rooftop rental, and citizen-owned power plants. It also needs a collaborative platform managed by stakeholders including members of traditional communities, local government, NPOs, companies and universities. The concept model is verified by a web-based questionnaire and examined by best-practice projects found in Japan and around the world. It is applied to the post-earthquake reconstruction projects in Tohoku region, Japan. In this case new
environmental monitoring technologies were applied to map radioactive contamination in Minamisoma City. New land use zoning was proposed for restoration of farmland by planting oil plants or PV panels in Fukushima City. High accuracy digital terrain models, solar radiation, and rooftop data were capsulated into a collaboration support system for assessing solar energy potential and feasibility of new projects in Kesennuma City. Ground-based data provides firsthand information gathered from residents in order to identify their incentives and potential outcomes. A practical test of the method in Kesennuma City brought residents of traditional community together to rethink the future of their villages and to look for opportunities that use renewable energy in the reconstruction of houses, facilities and infrastructure.
## 【ZE-1201】慶應義塾大学SFC研究所 震災復興におけるコミュニティベースの太陽光普及モデル事業の提案

## 事業化提案

1. プロジェクトファイナンス

2. 地銀や信用金庫、県の信用保証協会との連携

3. 市民ファンドの活用

4. 資金調達方法の確立

グローバル(環境貢献)

## 事業化・運営体制の確立

1. 地域協働による再エネ事業「協エネ」を柱とするCO2削減の実践

2. 自治体によるエネルギービジョンの策定

3. 導入支援政策の実行

## 安全性(自立分散への移行)

1. 震災後の太陽光発電の防災面へのニーズの高まり

2. 原発に頼らないエネルギーインフラの構築へ向けて活動

3. エネルギー地産地消の実現

## ゾーニングによる土地利用計画 ← 異なる土地条件の可視化 ← コアコミュニティ形成

南相馬市
課題名 4-1304 島嶼ーサンゴ礁ー外洋統合ネットワーク系動態解明に基づく石西礁湖自然再生への貢献

課題代表者名 灘岡 和夫 （国立大学法人東京工業大学 大学院情報理工学研究科 教授）

研究实施期间 平成25～27年度

累計予算額 110,194千円（うち平成27年度：35,486千円）

予算額は、間接経費を含む。

本研究のキーワード 石西礁湖、統合ネットワーク系、サンゴ礁、島嶼、オニヒトデ、数値シミュレーション、メタゲノム解析、集団遺伝解析、connectivity、サンゴ初期生活史

## 研究体制

(1) 数値シミュレーションモデル解析と現地調査に基づく「島嶼ーサンゴ礁ー外洋」統合ネットワーク系の構造解明（東京工業大学）

(2) メタゲノム解析による生物多様性の把握とサンゴ礁レジリエンス過程の観察 (国立研究開発法人水産総合研究センター)

(3)石西礁湖を中心としたサンゴ礁生物のreef-scape connectivityの解明（宮崎大学）

(4) 石西礁湖におけるサンゴ礁性生物の再生産及び関連する環境動態の把握 (国立研究開発法人水産総合研究センター)

研究協力機関

国立研究開発法人水産総合研究センター、宮崎大学

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

石西礁湖はわが国で最大規模のサンゴ礁海域であり高い生物多様性を誇っているが、近年、生態系の衰退が顕著になっている。石西礁湖自然再生に向けての鍵となるのは、近年目立って減退しつつある生態系の回復力（レジリエンス）の原因解明、そして、それに基づく有効な再生方策の提言である。石西礁湖及び周辺沿岸海域は、外洋と直接面しており、浮遊幼生期を持つサンゴ礁生物は、異なるサンゴ礁間で互いに生物的に連結している（サンゴ礁間連結性，reef connectivity）。しかし、現状では、石垣島等の島嶼部からの陸源負荷に起因すると考えられる周辺沿岸域のサンゴ群集の衰退による供給源（ソース）の幼生供給能力の減退、そして、加入先（シンク）の環境劣化によって、ソース-シンク連結構造がサンゴ群集の維持に十分機能しない状況が現れている。また、一方で、赤土や栄養塩等の負荷物質も同様の連結性によって広域的に運ばれる構造が存在すると考えられる。したがって、環境負荷-生態系応答の関係を対象海域全体について明らかにするには、これらの環境ストレスの発生源である島嶼部も含んだ「島嶼-サンゴ礁-外洋統合ネットワーク系」として対象を捉え、その実態を解明する必要がある。このような観点は、この海域で最近猛威をふるっているオニヒトデの大量発生・維持機構の解明にも有効である。

### 2. 研究開発目的

本研究は、石西礁湖及び周辺海域におけるサンゴ礁生態系の広範な衰退現象とその背後にある回復力（レジリエンス）の減退をもたらしているメカニズムを明らかにするべく、そのキーとなる、石西礁湖周辺海域における島嶼からの環境負荷及びサンゴ礁生物の分散・再生産過程を“島嶼ーサンゴ礁－外洋統合ネットワーク系”の観点から解明することを目的とする。そして、それに基づいて、有効な石西礁湖自然再生策につながる科学的知見を提供する。

### 3. 研究開発の方法

(1) 数值シミュレーションモデル解析と現地調査に基づく「島嶼ーサンゴ礁ー外洋」統合ネットワーク系の構造解明

本サブテーマでは1)石西礁湖におけるサンゴ被度の長期変遷パターンと環境要因との関係の解析、2)石西礁湖周辺海域の主に夏季における水質、流動特性、および石垣島主要河川の水質に関する現地調査、3)サンゴやオニヒトデの幼生分散過程における生化学的効果のモデルへの取込みも含めた、石西礁湖における数値モデル群の開発・高度化に取り組んだ。

石西礁湖周辺では1983年より海中公園センター及び環境省によって、石垣島周辺では1998年から環境省に
よってサンゴ礁モニタリングが実施されてきた。本モニタリングから1998年と2007年には大規模サンゴ白化現象が報告され、2008年以降はオニヒトデの大発生、また台風によるサンゴ破壊の被害も度々観測されている。長期的モニタリングデータの解析から、サンゴ群集がいつ、どこで、どのように変化してきたか、また観測された様々な攪乱要因がサンゴ群集にどのような影響を与えたかを明らかにすることができる。ここではサンゴ被度の時系列データをクラスター解析によりいくつかのグループに分類し、各グループのサンゴ被度の平均的なふるまいと、ミドリイン新規加入数、オニヒトデ個体数、サンゴ白化率、および2003年に観測された透視度との関係性を検討した。

オニヒトデの大量発生は石西礁湖のサンゴ群集の減衰を引き起こした大きな要因の一つである。オニヒトデ幼生の生残率は餌となる植物プランクトンの濃度（Chl-a）に非常に強く依存することが知られている。植物プランクトンの発生は陸域からの栄養塩流入によって引き起こされることが多いため、オニヒトデの大量発生と栄養塩との関係性が示唆されている（『栄養塩仮説』）。そこで、この『栄養塩仮説』の妥当性を検証し、また陸源負荷の石西礁湖海域への波及過程を把握するために、石西礁湖海域の広域多点一斉採水を、石西礁湖内外、合計約30地点というこれまでにない規模の数の地点（地点は図1に示す）で、全サブグループ共同で2013年～2015年の間に合計8回実施した。また石垣島の主要河川流域における出水時・平常時の水質観測を実施した。

図1 全サブテーマ共同で実施した広域多点一斉採水地点。2013年～2015年に調査した全地点を示す。●は採水・AAQ観測地点、▲は採水・AAQ観測・プランクトンネット採集地点を表す。黄色のシンボルは2015年に新たに追加した地点を示す。

オニヒトデの大量発生に関する『栄養塩仮説』の検証および、大量発生における人為影響を定量的に評価するために、これまでに類を見ない「陸域-海洋-生態系」統合型モデルシステムを開発した。この統合モデルシステムは陸域からの栄養塩流入など人為的な影響を評価するための陸源負荷モデル、海域への陸源負荷の広がりや海域でのオニヒトデ幼生の餌となる植物プランクトンの増殖およびオニヒトデやサンゴ幼生の分散過程を知るための3次元流動—低次生態系モデル、オニヒトデ幼生の減耗過程を組み込んだ幼生分散モデル、オニヒトデ動態モデルおよびサンゴ群集動態モデルから構成される。このモデルシステムは、陸域からの栄養塩負荷に伴うオニヒトデやサンゴ群集の動態の予測や、陸源負荷影響の定量的な評価、シナリオ解析を可能とするモデル体系となっている。

## (2) メタゲノム解析による生物多様性の把握とサンゴ礁レジリエンス過程の観察

本サブテーマでは、1)石西礁湖内外における島嶼からの陸源負荷が生物多様性に及ぼす影響評価のためのメタゲノム解析、2)サンゴ礁レジリエンス過程の観察のためのサンゴ着底板のメタゲノム解析に取り組んだ。

石西礁湖周辺海域に出現するプランクトンの基本的な生物多様性・出現種やその季節性の把握のため、石西礁湖の4地点（図は省略）において、環境調査を実施、5mのホースを鉛直に降ろして鉛直採水し、海水1～3L中に出現したプランクトンのメタゲノム解析を実施した。また全サブグループ共同で実施した広域多点一斉採水に参加し、海水中に出現するプランクトンのメタゲノム解析を実施した。さらに、オニヒトデ幼生の胃内容物調査
のために、オニヒトデ親個体から採卵誘発して、幼生を人為的に大量に作出し、ネットで濃縮した天然プランクトンを餌として与え、胃内容物をメタゲノム解析により同定する手法の確立を試みた。

サンゴの白化後のレジリエンス過程を観察するため、サンゴ幼生の着底後の成長、初期減耗に影響する要因解明を目的としたサンゴ着底板に付着する生物のメタゲノム解析を実施すべく、2013年度に4回（6、7、10、11月）、複数の地点に設置した着底坂を約10枚ずつ回収し（合計29サンプル）、着底板に付着した生物を金属のスクレーパーを用いてそぎ落とし、50 mLの遠沈管に入れ、凍結保存した。

## (3) 石西礁湖を中心としたサンゴ礁生物のreef-scape connectivityの解明

本サブテーマでは、1)集団遺伝解析用の研究試料を採集し、アオサンゴ類の種境界とconnectivityの推定、クシハダミドリイシ類の遺伝子による種の同定と集団遺伝解析、ハナヤサイサンゴ類の遺伝子による種同定と集団遺伝解析に取り組んだ。また2)オニヒトデの遺伝子マーカー開発と集団遺伝解析、オニヒトデの

connectivity解明のための野外幼生調査と遺伝学的解析、に取り組んだ。

まず野外の形態観察ではわからない隠ペい種の分布を明らかにし、隠ペい種の分布を決める環境要因を統計モデルにより明らかにした。各種について集団遺伝解析を行い、石西礁湖内における各種のconnectivityを空間遺伝構造から推定した。さらに種間で共通している石西礁湖内における遺伝構造から、ひとつの独立した海域として保全した方がよい空間を保全管理ユニットとして同定した。

形態では判別できないオニヒトデ幼生を遺伝子により判別する技術を確立し、現場海水中から得られたプランクトンネット試料に応用した。

## (4) 石西礁湖におけるサンゴ礁性生物の再生産及び関連する環境動態の把握

本サブテーマでは、1)ミドリイン属サンゴの幼生加入調査およびミドリイン属サンゴの着生直後の生残比較試験、2)オニヒトデ浮遊幼生期の餌料環境調査の為の石西礁湖の定期海洋観測調査を実施した。

サンゴ礁生物の回復に欠かせない再生産プロセスに注目し、モデル化にあたって実測値の情報が得られていない部分を、野外での実験および観測によって明らかにした。まず、サンゴ礁生態系の中心となっている造礁サンゴでは、幼生供給と加入が重要な再生産エネルギーとなるが、幼生が着底した後の1年間は、野外での発見が困難で生残・成長に関する情報が不足していた。そこで、本研究では、格子状基盤に人工的に作出した幼生を一定数着生させて、その後の生残および成長を15か月間追跡した。

オニヒトデの産卵期におけるオニヒトデ浮遊幼生の餌環境(植物プランクトン)を詳細に観測した。

### 4. 結果及び考察

(1) 数值シミュレーションモデル解析と現地調査に基づく「島嶼ーサンゴ礁ー外洋」統合ネットワーク系の構造解明

モニタリングサイト1000のサンゴ被度データ（1998年～2013年、202地点）をクラスター解析することにより、変動パターンを大きく3グループに分類できた（図2）。1998年の大規模サンゴ白化の影響により観測当初の被度はことなるが、比較的高い被度が維持、もしくは高い被度に到達した高被度グループ、低い被度だが安定している低被度グループ、2007年の大規模白化により被度が大きく減少し、その後低迷している減少グループに分けられることが分かった。石西礁湖および周辺海域のサンゴ群集の状態を考える上で、重要なのは回復力が大幅に減退している減少グループの存在である。減少グループは主に石西礁湖中央部、南部に多く分布していた。

図2 クラスター解析で類別化された3つのグループのサンゴ平均被度の年変化
8回の広域多点一斉採水の結果を平均的に見ると、Chl-aは多くの海域でオニヒトデ幼生が餓死する水準を超えていた。特に石垣沿岸や西表沿岸で超えていた。また石垣沿岸で、より時間的に密に採水を行った結果、平常時から常にChl-aが高めの海域（石垣港周辺）、台風による出水後にChl-aが高くなる海域（名蔵湾）が認められた。

次に、陸域からの栄養塩 $ \left(NO_{3}^{-}\text{と}PO_{4}^{3-}\right) $ の負荷を(1)現状の栄養塩負荷を再現したシナリオ(Nx1)、(2)栄養塩負荷を現状の75%に削減したシナリオ(Nx0.75)、(3)栄養塩負荷を現状の50%に削減したシナリオ(Nx0.5)、(4)栄養塩負荷を現状の25%に削減したシナリオ(Nx0.25)、および逆に(5)栄養塩負荷が現状の2倍に増加したシナリオ(Nx2)の5段階の栄養塩負荷シナリオを用意し、「陸域-海洋-生態系」統合型モデルシステムによるシナリオ解析を行った（図3）。これらのシナリオの下で20年分のシミュレーションを行った結果、高栄養塩負荷のNx2シナリオにおいては、広範囲にわたってオニヒトデが分布し、いくつかの地域で大量発生が起きている（図3c）。また、大量発生に伴う二次発生や三次発生も見られ、大量発生が慢性化している様子も見られた。サンゴ被度も全体的に低く、サンゴ被度がほぼ0%になっている部分も見られた（図3d）。現状の栄養塩負荷を再現したNx1シナリオや現状の75%に削減したNx0.75シナリオでも一部大量発生が見られ（図3e,g）、名蔵湾周辺の一部海域ではサンゴ群集が全滅した（図3f,h）この大量発生の傾向は、栄養塩負荷が減少するほど少なくなり、Nx0.5シナリオやNx0.25シナリオではオニヒトデ密度は低く抑えられている（図3i,k）。それに伴い、これらのシナリオではサンゴ群集へのダメージは限定的であり（図3j,l）、Nx0.25シナリオではその影響はほとんど見られない。これらのことから、石西礁湖海域においてもオニヒトデ大量発生の原因と考えられる『栄養塩仮説』が支持されることが分かった。また、今後オニヒトデの大量発生を抑え、サンゴ礁生態系を保全していくためには、積極的に陸域からの栄養塩負荷を減らしていくことが求められる。

## (2) メタゲノム解析による生物多様性の把握とサンゴ礁レジリエンス過程の観察

現場海域におけるオニヒトデ幼生の出現密度があまりに低いこと、もし、探し当てとしても、身体に他のプランクトンが突き刺さっていたりして、餌生物の同定が困難である。このため、人工的に飼育した幼生に、天然のプランクトンを餌として捕食させることにし、胃の内容物をメタゲノム解析で同定する手法を開発した。まずは、飼育したビピンナリア幼生に、緑藻および珪藻を食べさせたところ、胃の中に、大量の藻類を確認することができた。赤色の自家蛍光がそれを示す。次いで、天然のプランクトンをネットで集めて食べさせたところ、胃の中に、その自家蛍光を確認することができた。これら複数の幼生から、メタゲノム解析の技術により、胃内容物の検出を試みたところ、渦鞭毛藻36%、珪藻36%、緘毛虫10%、クリプト藻、ハプト藻10%、原生動物9%を検出することに成功した。また、コペポーダ等の動物プランクトン24%も検出された。幼生の捕食可能な餌サイズ(<20μm)であることから考えて、動物プランクトンの死骸断片等のデトライタスを捕食している可能性も示唆された。

海水3L中に出現したプランクトンについて、メタゲノム解析を行ったところ、渦鞭毛藻、動物プランクトン、珪藻で70-85％を占めることが判明した。この値は、富栄養化した沿岸域や内湾の組成とよく似ており、解析結果は、石西礁湖周辺海域が生物多様性の高い海域であることを示した。広域多点調査の結果から、水平的には場所により、多様性の高い場所と低い場所があり、これは栄養塩の供給と密接な関係にあることが示唆された。また、石垣島の東部から南部にかけて、また、東部から石西礁湖の内部へ入り込む流れのあることが、シミュレーションにより確認されており、その影響があることを示唆する結果が得られた。

珪藻は、ケイ酸塩を利用して増殖するので、その多様性と出現密度の多い海域を特定することで、陸域からの栄養塩の負荷起源が推定できると考え、メタゲノム解析データから、珪藻の多い地点を抽出した結果、石垣島南部が最も多いという結果が得られた。この結果は、降水後に、石垣島南部の河川から大量の栄養塩が石西礁湖内に流入することを示唆するものである。これらの河川水に注目する必要があることを明らかにした。

さらに、サンゴ着底板のメタゲノム解析を行った結果、配列数の上位は、ほとんど海藻で占められることが判明した。種類数としては、動物プランクトンやベントスが多く検出された。今後、海藻の種類や繁茂量と、稚サンゴの成長との関係について注目して研究を進める必要があることを示唆した。また、稚サンゴの成長の良好な地点と不良な地点に設置した着底板のメタゲノム解析を行うことで、さらに生物相の何らかの差異を検討する必要があることが示唆された。
図3 統合モデルシステムの初期条件に用いたオニヒトデ成体密度（a）およびサンゴ群集被度（b）および、統合モデルシステムによって計算された各栄養塩負荷シナリオ（N×2, N×1, N×0.75, N×0.5, N×0.25）下におけるオニヒトデ成体密度（それぞれc, e, g, i, k）およびサンゴ群集被度（それぞれd, f, h, j, l）のシミュレーション結果
## (3) 石西礁湖を中心としたサンゴ礁生物の reef-scape connectivity の解明

広域多点一斉採水時に石西礁湖周辺海域で、他の全てのサブテーマグループと共同でオニヒトデ幼生の野外調査を行い、どのような場所に集中しているのかを調べた。その結果ヨナラ水道において、50個体/m³を超える高密度のオニヒトデ幼生を世界で初めて発見した。着底直前のブラキオラリア幼生が多く、もしこれらが大量に幼生加入を起こすことで、オニヒトデの大量発生につながる可能性が明らかになった。また台風後は高密度集団が消滅していたことから、八重山地方では台風の影響で大量発生が起こる確率が低下する可能性が示唆された。

合計9種の造礁サンゴ類を石西礁湖周辺海域において集団遺伝解析した結果、まず、これまであいまいであった代表的な造礁サンゴの種について、遺伝的・生態学的に明らかにすることに成功した。それにより、個々の種の分布を明らかにした上で、個々の種がどのような環境下を好むのかについて、統計モデルにより明らかにした。これらの知見は、絶滅危惧種のリストアップや今後の環境かく乱による生物分布の変化を予測するために有効である。

また、サンゴ礁生物について石西礁湖内において、長い時間スケールで、当海域のサンゴがどのようにconnectivityをもち体群を維持しているのかを明らかにした。十分数を採取できた6種の造礁サンゴサンプルを解析した結果、それぞれの特徴的な遺伝的分化構造が明らかになった。その中でも、幼生分散期間が長い放卵放精型のサンゴ種では概して遺伝的分化の程度が低いのに対して、分散期間が短い保育型のサンゴ種では、有意な遺伝的分化構造が存在し、空間的にいくつかのユニットに分けられることが明らかになった。このことは、異なるユニット間では遺伝的な流動（つながり）が弱く、仮にあるユニット内で当該種のサンゴが何らかの原因で死滅した場合、他のユニット海域からの幼生供給による群集の回復・維持が期待できなくなることを意味する。したがって、保全戦略上、そのような構造を有するサンゴ種については、各ユニット毎の群集の維持を図る、というアプローチが重要になる。そのような空間構造を有する典型例として、アオサンゴに関して保全ユニット区分図を描いたものを図4に示す。今回の研究により、保全ユニットとしたほうが良い空間の中で全く海域公園がない場所が、西表島の北東および南東に見つかった。それぞれの範囲内で新たに海域公園などサンゴの破壊を制限する海洋保護区が設置されるとよいと考えられる。さらに、アオサンゴ類を中心に石西礁湖の詳細なソース・シンクの関係性を親および稚サンゴの起源同定も用いて調べた結果、特に重要なサンゴ群集を明らかすることができた。

図4. 地域絶滅の危険度の高い保育型の繁殖生態をもつアオサンゴの遺伝子解析に基づく保全管理ユニット；隣り合わせの集団であるにも関わらず遺伝的に離れている集団間は幼生分散が少ないため、赤いバリアーの線が引かれている。（青丸がサンプル採集地点）。ただし、空間的ユニット構造は、ユニットとしての保全の必要性が高い保育型のサンゴに限っても、種ごとに多少とも異なる空間構造を有するため、今後解析対象種をさらに増やして情報を蓄積していく必要がある。今後さらにサンプル数を増やすとともに、幼生分散シミュレーション結果と組み合わせた分析を行うなどして、区分精度を高め、図の更新をしていく必要がある。

## (4) 石西礁湖におけるサンゴ礁性生物の再生産及び関連する環境動態の把握

これまで漠然とサンゴが回復しない場所では着生後の生残も低いと考えられていたのに対し、着生後15か月間は周辺のサンゴ回復状況とは関係なく一定レベルで推移した。一方、サンゴの成長は違いがみられ、サンゴが回復していない場所では成長が遅かった。これは、海底を覆う藻類が場所によって異なり、稚サンゴに届く光量に影響していることが原因と示唆された。

石西礁湖の中で、クロロフィルa濃度が特に高かった石垣島沿岸に注目し時空間的に細かく調査したところ、
平常時には石垣市街地に最も近い石垣港のみ有意に高くなっていた。これは生活排水等の影響が予想される。台風後には、名蔵湾の一部で高い値がみられ、河川からの栄養塩流入の影響が示唆された。

## [考察]

モニタリングデータの解析で得られたサンゴ被度減少グループでは、2008年以降オニヒトデが比較的多く観察されたことから、オニヒトデの捕食によりサンゴ被度の回復が抑圧されたと考えられる。また、ミドリイシ科サンゴの加入数が2007年以降相対的に減少したことも、サンゴの回復が妨げられた要因だと思われる。このように、サンゴの回復力が失われている地点は全体の約40％にのぼっており、オニヒトデの大発生が回復力の減退の大きな要因となっていることが示唆された。

石垣島沿岸では、オニヒトデ幼生の餌となる植物プランクトンが台風後に一時的に高くなる自然サイクルのみならず、常に植物プランクトンが高濃度に存在する場所が人為的な影響によって出現していると考えられる。オニヒトデ幼生がこのようなエリアを通過することで大発生につながるとすれば、石西礁湖においても大発生の頻度の増加に人為的影響が関与している可能性がある。また台風後は高密度の集団が消滅していることから、沖縄では台風の影響で栄養塩が流出して生存率が高くなる可能性以上に、幼生が分散してしまい、大量一斉加入を防ぐ可能性が示された。今回の調査では、栄養塩やクロロフィルa量と幼生の分布には直接の相関はなく、幼生が能動的に餌の多い場所に集中することはないと考えられた。しかし栄養要求が大きいのはビピンナリア期なので、そのころに十分量の餌環境に遭遇すると生存率が高くなる可能性はある。このことから、陸域の栄養塩負荷を減らすことで、オニヒトデの大量発生の長期化や被害の抑制に対し一定の効果があると期待される。実際、河川を通した栄養塩流入をなくした統合モデルをもちいたシナリオ解析からは、オニヒトデの発生が抑制され、サンゴ被度の減少も抑えられることが示された。同統合モデルの高精度化により、クロロフィルa量を適正な範囲に抑えるための陸源負荷の具体的な値を示すことができると考えられる。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

近年、世界のさまざまな地域でサンゴ群集の計画的モニタリング調査が実施されてきたが、科学的知見を得るための解析が行われた例は少ない。石西礁湖および周辺海域で行われてきた16年間のモニタリング調査を詳細に解析し、サンゴ群集の被度変化パターンの類別化と、その原因となる攪乱要因を特定した本研究は、長期モニタリングデータの貴重な応用例である。また、2007年以降サンゴ群集の回復力が低下している地域を特定できたことにより、今後、生物的な要因と物理的環境要因をさらに分析し、回復力の低下をもたらした原因を解明するためのターゲットエリアが明確となった。

オニヒトデの大発生メカニズム解明に関して、本研究では、『栄養塩仮説』を検証する上で必要不可欠な野外での浮遊幼生の分布および餌である植物プランクトン環境を、全サブテーマ共同での合同一斉調査やサブテーマ(4)の観測から明らかにした。その結果、石垣港周辺では、他と比べて常に植物プランクトン濃度が高く、生活排水の影響で植物プランクトン密度を0.2μg/Lから0.5μg/Lと2倍以上に上昇していることが示された。一方、名蔵湾では、台風通過後のみ高く、河川の増水という一時的な陸水の影響で、瞬間的に植物プランクトンが高密度になっていることが推定された。こうした石垣島南部海域での高密度プランクトンの出現特性は、サブテーマ(2)によるメタゲノム解析の結果とも整合的だった。栄養塩に関しては、植物プランクトンの増殖の結果を反映していることが多く、栄養塩単独では餌環境のモニタリング指標には適さないと判断できる。しかし、オニヒトデ幼生が多く出現したのは、植物プランクトンが高密度であった石垣港周辺ではなく、むしろ植物プランクトン密度は低い方であった竹富島北(K5)であり、餌の供給源と幼生の出現場所は分けて考える必要があると提言できる。

野外オニヒトデ幼生を検出するための技術を確立し、オニヒトデ幼生の高密度集団を世界で初めて発見することに成功した。こうした幼生の高密度集団が大量発生の引き金となっている可能性を明らかにした。またオニヒトデ幼生を人工的に大量作出し、約1週間程度飼育した後、これに天然のプランクトンを餌として与え、24時間経過した幼生の胃内容物のメタゲノム解析を行うことで、餌生物を特定する方法を、世界で初めて開発した。約500個体について解析を行ったところ、OTU数の割合として、渦鞭毛藻36%、珪藻36%、動物プランクトン24%、繊毛虫10%、クリプト藻・ハプト藻10%、原生動物9%を検出することに成功し、オニヒトデ幼生が微細藻類を中心にデトライタスを捕食している可能性のあることが示された。本法により、『栄養塩仮説』が正しいかどうかの検証が可能になり、重要な餌生物の特定に貢献できる。

世界初となる「陸域-海洋-生態系」統合型モデルシステムの開発に成功したことで、陸域からの栄養塩負荷がどの程度、またどのように海域に広がり、生態系にどのような影響を及ぼすかを初めて定量的に示すことができるようになった。これによって、実際に陸域からの栄養塩負荷がオニヒトデの大量発生に繋がっていること明示され、『栄養塩仮説』が裏付けられた。さらには、栄養塩負荷の程度に応じたオニヒトデ密度やサンゴ群集被度を定量的に示すことが可能となった。
石西礁湖周辺海域において、サンゴ類に関して、これまで明らかになっていなかった種境界を明らかにし、それら隠ペい種の分布を予測する環境要因をそれぞれの種について明らかにした。このような景観遺伝学的解析は世界的に見てまだ数が少なく、大きなインパクトがある。アオサンゴに関して、それまで1目1科1属1種とされていたところ、隠ペい種を発見し、それらの好む環境因子の違いや産卵期などの生態学的な違いを明らかにした。サンゴの隠ペい種は近年遺伝学的な手法で見つかってはいるものの、このような生態学的な違いまで明らかにした例は少ない。また八放サンゴでしばしば種判別や系統解析に用いられるITS2領域において、隠ペい種2種間で極めて珍しい進化を遂げていることを発見し、IFの比較的高い雑誌に報告することができた。

これまで未解明であったサンゴの着生直後1年間の生残について、格子状基盤および人工的に作出した幼生を用いることによって、着生後1年間の生残率をエリアごとに評価することができた。その結果、これまで、サンゴの回復が遅い場所は、初期生残率も低いと考えられてきたが、サンゴの回復の有無にかかわらず1年3か月後の生残率は15%程度であることが明らかとなった。しかし、石西礁湖の外側の外洋に面した場所に関しては、6か月後までは20%程度で維持されていたが、1年3か月後には1%程度まで急激に低下した。これは、稚サンゴが被覆状から枝が立ち上がる段階で捕食圧以外のストレスがかかっている証拠である。

## (2) 環境政策への貢献

＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

石西礁湖および周辺海域で現在サンゴ群集の状態が良い場所、攪乱により被度が低下したがミドリイン新規加入数が多く素早い回復が見込まれる場所、2007年以降サンゴ群集の回復がみられない場所などが特定できた。これらの地理的情報は、対象海域のサンゴ群集の保全政策を立案する上で重要な知見となる。

本研究で開発に成功した「陸域-海洋-生態系」統合型モデルシステムによって『栄養塩仮説』が裏付けられた。このことから、サンゴ礁生態系保全のためには陸域からの栄養塩負荷の積極的な削減が必要であることが示された。この統合モデルシステムによって栄養塩負荷の削減率とサンゴ被度回復効果との関係性を定量的に示すことが可能となったことから、サンゴ被度回復目標を設定する際に、科学的な根拠を基にした栄養塩負荷の削減目標を提案するための行政支援ツールとしての活用が見込まれる。

栄養塩や赤土流入などのローカルな環境負荷に加えて、今後、海水温上昇や海洋酸性化などのグローバルな環境変動がより顕在化していくものと予想されている。本研究で明らかにした各攪乱要因がサンゴ群集の構造や被度に与える影響を統合型モデルシステムに組み込むことで、このようなローカル・グローバルの複合的な環境負荷のもとでのサンゴ群集動態の将来予測を行うことが可能になる。それは、本研究の成果が、様々な環境負荷シナリオのもとでのサンゴ礁生態系保全の可能性を検討するための支援ツールとして活用できる可能性を示すものである。

石西礁湖周辺海域における広域多点一斉調査等より、当該周辺海域におけるプランクトン出現種の組成や生物多様性の程度が明らかとなり、また、陸源負荷の影響評価のため、河川由来のケイ酸塩を利用して増殖する珪藻に着目して解析したところ、石垣島南部（特に石垣港周辺）を中心に高頻度の分布が見られたことから、陸源負荷の起源が、主に石垣島南部にあることを示すことができた。これにより、今後、河川水や生活排水由来の陸源負荷をどの様に軽減していくか、行政サイドと連携を深めていくデータを提示することができた。

地域絶滅の危険度が高い保育型のアオサンゴのデータを中心に、connectivityから推定された保全管理ユニットの提案ができた。本研究で提示した異なる保全管理ユニットでは幼生分散がごく限られてしまい回復の見込みがないと考えられることから、それぞれの海域において地域絶滅が起こらないように保全していく必要がある。また石西礁湖周辺海域におけるソース・シンクの観点から、西表北東ユシングチ周辺や黒島と新城島の間の礁周辺など特に重要なサンゴ群集の絞込みに成功した。

### 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) N. YASUDA, K. KAJIWARA, S. NAGAI, K. IKEHARA, and K. Nadaoka: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies, 17, 1, 15–16 (2015) First report of field sampling and identification of crown-of-thorns starfish larvae

2）安田仁奈、灘岡和夫、長井敏：日本プランクトン学会報，62，1，33-38（2015）サンゴ礁無脊椎動物における集団遺伝解析による種分化および幼生分散の推定

3) N. YASUDA, C. TAIQUET, S. NAGAI, M.D. FORTES, F. TUNG-YUNG, S. HARII, T. YOSHIDA, Y. SAITO, and
K. NADAOKA: Molecular Phylogenetics and Evolution, 93, 161–171 (2015) Genetic diversity, paraphily and incomplete lineage sorting of mtDNA, ITS2 and microsatellite flanking region in closely related Heliopora species

4) Y. SAITO, M. UENO, Y. F. KITANO, and N. YASUDA: Bulletin of Marine Science, 91, 397–398 (2015) Potential of different reproductive timing between sympatric Heliopora coerulea lineages southeast of Iriomote Island, Japan

5) Y. F. KITANO, S. NAGAI, M. UENO, and N. YASUDA: Galaxea, Journal of Coral Reef Studies, 17, 1, 21–22 (2015) Most Pocillopora damicornis around Yaeyama Islands are Pocillopora acuta according to mitochondrial ORF sequences

6) G. SUZUKI, N. YASUDA, K. IKEHARA, K. FUKUOKA, T. KAMEDA, S. KAI, S. NAGAI, A. WATANABE, T. NAKAMURA, S. KITAZAWA, L.P.C. BERNARDO, T. NATORI, M. KOJIMA and K. NADAOKA: Diversity, 8, 9 (2016) doi:10.3390/d8020009 Detection of a High-Density Brachiolaria-Stage Larval Population of Crown-of-Thorns Sea Star (Acanthaster planci) in Sekisei Lagoon (Okinawa, Japan)

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

1) L. C. BERNARDO, A. WATANABE, T. NAKAMURA and K. NADAOKA: 第16回日本サンゴ礁学会大会（2013）“Hydrodynamic trends derived from short-term and long-term oceanographic sensor developments in Sekisei Lagoon and Shiraho Reef, Okinawa, Japan.”

2）齊藤佑太、長井敏、灘岡和夫、波利井佐紀、上野光弘、安田仁奈：第16回日本サンゴ礁学会大会（2013）「石西礁湖周辺海域におけるアオサンゴよび共生褐虫藻の遺伝構造」

（2013年12月09日－2013年12月13日，沖縄OIST）

3）池原浩太、安田仁奈、齊藤佑太、長井敏、鈴木豪、福岡弘紀、山下洋、亀田卓彦、甲斐清香、中村隆志、渡邊敦、L.C.BERNARDO、北沢駿介、灘岡和夫：第16回日本サンゴ礁学会大会（2013）「オニヒトデ幼生広域分布調査のための簡易ソーティング方法の探索と応用」

4）安田仁奈、池原浩太、長井敏、山川英治、岡地賢：第16回日本サンゴ礁学会大会（2013）「大量発生したオニヒトデの詳細遺伝構造-フレンチポリネシアと沖縄の比較」

5）亀田卓彦、山下洋、福岡弘紀、鈴木豪、甲斐清香：第16回日本サンゴ礁学会（2013）「石西礁湖における海洋環境モニタリング」

6）福岡弘紀、山下洋、鈴木豪、亀田卓彦、佐川清香、中村隆志、L.P.C.BERNARDO、北沢駿介、長井敏、安田仁奈、齋藤佑太、池原浩太、渡遷敦、灘岡和夫：第16回日本サンゴ礁学会（2013）「2013年オニヒトデ産卵期の石西礁湖および周辺水域におけるクロロフィルa濃度分布」

7）鈴木豪、甲斐清香、山下洋：第16回日本サンゴ礁学会（2013）「八重山諸島におけるミドリイシ属サンゴの幼生加入について」

8）中村隆志，灘岡和夫，山本高大，渡邊敦：第17回日本サンゴ礁学会(2014）「サンゴポリプモデルの拡張に基づくリーフスケール白化シミュレーション」

9）向草世香、中村隆志、鈴木豪、灘岡和夫：第17回日本サンゴ礁学会(2014）「モニタリングサイト1000データに基づく石西礁湖および周辺沿岸海域のサンゴ被度変遷の解析」

10）L. C. BERNARDO, K. NADAOKA, T. NAKAMURA, A. WATANABE: 第17回日本サンゴ礁学会（2014）“Investigation of hydrodynamic circulation in Sekisei Lagoon, Okinawa, Japan during normal and typhoon conditions using oceanographic sensors and numerical simulations”

11）中林朗、長井敏、上野光弘、名取竜哉、北野裕子、安田仁奈：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「石西礁湖におけるクシハダミドリインの詳細集団遺伝解析」

12）湯淺英知、小椋義俊、林哲也、長井敏、C. BIRS、M. HART、R. TOONEN、安田仁奈：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「オニヒトデの受精関連遺伝子を用いた系統地理解析」

13）池原浩太、安田仁奈、長井敏、鈴木豪、福岡弘紀、山下洋、亀田卓彦、甲斐清香、中村隆志、渡邊敦、L. P. C. BERNARDO、北沢駿介、灘岡和夫：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「オニヒトデ幼生の同定2013年と2014年の調査結果の比較」

14）齊藤 佑太、長井敏、灘岡和夫、波利井佐紀、上野光弘、谷中絢貴、安田仁奈：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「アオサンゴ隠蔽種2種は何が違うのか？－遺伝的 生態学的な比較－」

15）北野裕子，中林朗，谷中絢貴，湯淺英知，上野光弘，長井敏，安田仁奈：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「石西礁湖を中心としたハナヤサイサンゴの集団遺伝構造の比較」

16）福岡弘紀、山下洋、亀田卓彦、鈴木豪、渡邊敦：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「石垣島沿岸域におけ
るオニヒトデ産卵期の植物プランクトン環境」

17）鈴木豪、山下洋：第17回日本サンゴ礁学会（2014）「異なる環境下におけるミドリイシ属サンゴの着生後生残比較」

18）本郷悠貴、安田仁奈、田遼晶史、長井敏：NGS現場の会（2015）「現場の温度変化に呼応して発現・抑制するサンゴの遺伝子探索」

19）渡邊敦、中村隆志、北沢駿介、L. P. C. BERNARDO、鈴木豪、福岡弘紀、亀田卓彦、藤倉佑治、本郷悠貴、安田仁奈、北野裕子、向草世香、R. SITH、瀧戸健太郎、江川遼平、田野倉佑介、安藤航、竹内傑、天野慎也、長井敏、宮島利宏、灘岡和夫：第18回日本サンゴ礁学会（2015）「島嶼－石西礁湖－外洋間における栄養塩・有機物動態特に大規模水道部に着目して」

20）中村隆志、L. P. C. BERNARDO、天野慎也、渡邊敦，R. SITH、向草世香、福岡弘紀、鈴木豪、安田仁奈、長井敏、灘岡和夫：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「オニヒトデの生活史のモデル化と発生予測の試み」

21）向草世香，斎藤衛，中村隆志，灘岡和夫：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「石西礁湖および周辺海域のサンゴ被度変遷の傾向分類と要因検討～16年間のモニタリングデータに基づく解析～」

22）天野慎也、中村隆志、渡邊敦、L. P. C. BERNARDO、R. SITH、福岡弘紀、鈴木豪、灘岡和夫：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「石西礁湖におけるオニヒトデ発生予測のための低次生態系モデルの開発」

23）齊藤佑太、長井敏、灘岡和夫、波利井佐紀、上野光弘、北野裕子、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会（2015）「石西礁湖周辺海域におけるアオサンゴ2種の遺伝構造の比較」

24）北野裕子、上野光弘、長井敏、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「八重山におけるハナヤサイサンゴ属の分布」

25）野口七海、北野裕子、上野光弘、鈴木豪、長井敏、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「石西礁湖周辺海域における着定稚サンゴの種組成と遺伝子型分布」

26）中林朗、井口亮、北野裕子、上野光弘、長井敏、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「黒潮流域におけるクシハダミドリインおよびナンヨウミドリインの遺伝子流動解析」

27）小島萌々香、長井敏、鈴木豪、福岡弘紀、亀田卓彦、中村隆志、渡邊敦、灘岡和夫、北沢駿介、L. P. C. BERNARDO、池原浩太、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「オニヒトデ幼生の水平分布?石西礁湖のどこにいる？」

28）谷中絢貴、波利井佐紀、香川浩彦、上野光弘、北野裕子、斎藤佑太、安田仁奈：第18回日本サンゴ礁学会(2015）「アオサンゴ隠蔽種2種における産卵期推定～同じ海域で同時に産卵しているのか？」

29）福岡弘紀、鈴木豪、山下洋、亀田卓彦、藤倉祐治、渡邊敦：第18回日本サンゴ礁学会（2015）「石垣島沿岸域におけるオニヒトデ浮遊期幼生の出現と海洋環境」

30）鈴木豪、山下洋：第18回日本サンゴ礁学会（2015）「ミドリイシ属サンゴの着生後1年間の生残について—環境間および種間比較—」

### 7. 研究者略壓

課題代表者:灘岡 和夫

東京工業大学大学院理工学研究科土木工学専攻修了、工学博士、現在、東京工業大学環境・社会理工学院教授

研究分担者：

2）長井 敏

水產大學校增殖學科卒業、農學博士、現在、國立研究開発法人水產研究·教育機構

中央水産研究所 水産生命情報研究センター 環境ゲノムグループ長

## 3 ）安田 仁奈

東京工業大学情報理工学研究科情報環境学専攻修了、宮崎大学農学部海洋生物環境学科助教現在、宮崎大学テニュアトラック推進機構 准教授

## 4 ）鈴木 豪

京都大学農学研究科応用生物科学専攻博士課程修了、現在西海区水産研究所亜熱帯研究センター研究員
4-1304 島嶼ーサンゴ礁ー外洋統合ネットワーク系動態解明に基づく石西礁湖自然再生への貢献

（１）数値シミュレーションモデル解析と現地調査に基づく「島嶼ーサンゴ礁ー外洋」統合ネットワーク系の構造解明

国立大学法人東京工業大学

大学院情報理工学研究科教授 灘岡和夫（研究代表者）

大学院情報理工学研究科講師 中村隆志（平成26年度より）

大学院情報理工学研究科助教 渡邊敦

平成25～27年度累計予算額：35,428千円（うち平成27年度：11,410千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

石西礁湖はわが国で最大規模のサンゴ礁海域であり高い生物多様性を誇っているが、近年、生態系の衰退が顕著になっている。衰退の原因を明らかにするには、環境ストレスの発生源である島嶼部も含んだ島嶼一サンゴ礁一外洋統合ネットワーク系として対象を捉え、その実態を解明する必要がある。本研究ではまず、過去に得られたサンゴ群集モニタリングデータの解析により、石西礁湖のサンゴ群集の時空間動態の解明をおこなった。サンゴ被度データ（1998年～2013年、202地点）をクラスター解析することにより、変動パターンを「高被度グループ」、「低被度グループ」、「減少グループ」に分けた。石西礁湖および周辺海域のサンゴ群集の状態を考える上で、重要なのは2007年の大規模白化により被度が大きく減少し、その後低迷している減少グループである。減少グループは主に石西礁湖中央部、南部に多く分布していた。減少グループでは2008年以降オニヒトデが比較的多く観察されたことから、オニヒトデの捕食によりサンゴ被度の回復が抑圧されたと考えられる。また、ミドリイン科サンゴの加入数が2007年以降相対的に減少したことも、サンゴの回復が妨げられた要因だと思われる。サンゴの回復力が失われている地点は全体の約40％にのぼっており、オニヒトデの大発生が回復力の減退の大きな要因となっていることが示唆された。全サブテーマ共同で実施した広域多点一斉採水の結果を平均的に見ると、クロロフィルa濃度は多くの海域でオニヒトデ幼生が餓死する水準を超えていた。こうした状況がオニヒトデの大量発生に及ぼす影響を定量的に評価するためのツールとして、人為影響まで定量的に評価できる世界初の「陸域-海洋-生態系」統合型モデルシステムの開発を行った。このモデルを用い陸域からの栄養塩負荷を変えたシナリオ解析を行ったところ、陸源の栄養塩負荷を半分程度に減らすと、オニヒトデによるサンゴ群集への影響は非常に限定的となることが明らかとなった。このことから、陸源の栄養塩負荷の削減は、オニヒトデの大量発生の抑制に非常に有効であると言える。
[キーワード]

石西礁湖、統合ネットワーク系、サンゴ礁、島嶼、オニヒトデ

### 1. はじめに

石西礁湖はわが国で最大規模のサンゴ礁海域であり高い生物多様性を誇っているが、近年、生態系の衰退が顕著になっている。石西礁湖自然再生に向けての鍵となるのは、近年目立って減退しつつある生態系の回復力（レジリエンス）の原因解明、そして、それに基づく有効な再生方策の提言である。石西礁湖及び周辺沿岸海域は、外洋と直接面しており、浮遊幼生期を持つサンゴ礁生物は、異なるサンゴ礁間で互いに生物的に連結している（サンゴ礁間連結性，reef

connectivity）。しかし、現状では、石垣島等の島嶼部からの陸源負荷に起因すると考えられる周辺沿岸域のサンゴ群集の衰退による供給源（ソース）の幼生供給能力の減退、そして、加入先（シンク）の環境劣化によって、ソースーシンク連結構造がサンゴ群集の維持に十分機能しない状況が現れている。また、一方で、赤土や栄養塩等の負荷物質も同様の連結性によって広域的に運ばれる構造が存在すると考えられる。したがって、環境負荷-生態系応答の関係を対象海域全体について明らかにするには、これらの環境ストレスの発生源である島嶼部も含んだ「島嶼-サンゴ礁-外洋統合ネットワーク系」として対象を捉え、その実態を解明する必要がある。このような観点は、この海域で最近猛威をふるっているオニヒトデの大量発生・維持機構の解明にも有効である。

## 2 ．研究開発目的

本研究は、石西礁湖及び周辺海域におけるサンゴ礁生態系の広範な衰退現象とその背後にある回復力（レジリエンス）の減退をもたらしているメカニズムを明らかにするべく、そのキーとなる、石西礁湖周辺海域における島嶼からの環境負荷及びサンゴ礁生物の分散・再生産過程を“島嶼ーサンゴ礁ー外洋統合ネットワーク系”の観点から解明することを目的とする。そして、それに基づいて、有効な石西礁湖自然再生策につながる科学的知見を提供する。

本サブテーマでは、過去に得られたサンゴ群集モニタリングデータの解析により、石西礁湖内外のサンゴ群集の時空間動態の解明をおこなった。サンゴ被度の変遷に効くと考えられるミドリイシの新規加入数、オニヒトデ個体数、サンゴ白化率との関係を考察した。つぎに陸源負荷物質の海域での広がりや、サンゴやオニヒトデの幼生のConnectivityを解明する為に必要な、海水流動や水質分布特性に関する現地観測を実施した。さらにサンゴやオニヒトデの幼生分散過程における生化学的効果のモデルへの取込みも含め、研究代表者の研究室で開発してきた石西礁湖における数値モデル群を進化させた。他のサブテーマの成果も含める形で、石西礁湖周辺海域における島嶼からの環境負荷及びサンゴ礁生物の分散・再生産過程を“島嶼ーサンゴ礁－外洋統合ネットワーク系”の観点から包括的に解明することを試みた。

### 3. 研究開発方法

## （１）モニタリング調査によるサンゴ群集の時空間動態の解明

石西礁湖周辺では1983年より海中公園センター及び環境省によって、石垣島周辺では1998年から環境省によってサンゴ礁モニタリングが実施されてきた。2003年度からはモニタリングサイト