Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図(4)-9 気候モデル出力によるサンゴの潜在分布可能域の予測（左）と、 時間的連続性の考慮の有無による保護区配置の違い（右）

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

過去から現在にかけてのサンゴ種データベースは世界でも類を見ないものであり、このデータベースを用いたサンゴ北上の検出は世界初の例である。これにより、沿岸域の生態系が気候変動により変化していることが実証された。また、このデータベースにより、陸域対策が気候変動により劣化しているサンゴ礁の保全に効果的であるという示唆が得られた。既存のデータセットを用いた客観的な指標によってサンゴ礁域のEBSA選定が可能であることを示した。将来予測においては、海洋酸性化の影響が深刻であることを示し、低炭素社会構築の必要性の根拠を示した。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

本研究で収集したサンゴ分布データは、環境省重要海域抽出検討会に提供され活用された。サンゴ分布データに基づいて日本周辺のサンゴ礁生態系分布図を作成し、環境省が策定したサンゴ礁保全行動計画2016-2020に提供した。サンゴの変化に関する科学的知見は「気候変動の影響への適応計画」（平成27年11月27日閣議決定）の根拠資料として活用された。サンゴ礁の将来予測に関する成果は、生物多様性条約第5回国別報告書で引用された。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

サンゴ礁域を対象にしたEBSAの抽出結果と、IPCC気候変動シナリオによる生物分布の変動予測解析の手法と解析結果は、生物多様性の保全と環境管理の施策に活用が期待できる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

温帯域のサンゴ分布に関して、日本学術振興会二国間共同研究の枠組みを活用し、韓国海洋研究院のKiseong Hyeong博士と壱岐・対馬～韓国のサンゴ分布に関する共同調査及び情報収集を行い、
論文発表を行った。また、将来の変化を考慮した保護区の設計に関して、オーストラリアQueensland大のHugh Possigham博士、Maria Beger博士、牧野梓博士と共同研究を行い、論文発表を行った。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) H. YAMANO, K. SUGIHARA, T. WATANABE, M. SHIMAMURA, and K. HYEONG: Geology, 40, 835-838 (2012), Coral reefs at 34°N, Japan: Exploring the end of environmental gradients.

2) H. YAMANO, K. SUGIHARA, K. GOTO, T. KAZAMA, K. YOKOYAMA, and J. OKUNO: Coral Reefs, 31, 663 (2012), Ranges of obligate coral-dwelling crabs extend northward as their hosts move north.

3) Y. YARA, M. VOGT, M. FUJII, H. YAMANO, C. HAURI, M. STEINACHER, N. GRUBER, and Y. YAMANAKA: Biogeosciences, 9, 4955-4968 (2012), Ocean acidification limits temperature-induced poleward expansion of coral habitats around Japan.

4) C. HONGO: Quaternary Science Reviews, 35:82-99 (2012), Holocene key coral species in the Northwest Pacific: indicators of reef formation and reef ecosystem responses to global climate change and anthropogenic stresses in the near future.

5) C. HONGO and H. YAMANO: PLoS One 8, e60952 (2013), Species-specific responses of corals to bleaching events on anthropogenically turbid reefs on Okinawa Island, Japan, over a 15-year period (1995-2009).

6) A. MAKINO, H. YAMANO, M. BEGER, C. J. KLEIN, and H. P. POSSINGHAM: Diversity and Distributions, 20: 859-871 (2014), Spatio-temporal marine conservation planning to support high-latitude coral range expansion under climate change.

7) Y. YARA, M. FUJII, H. YAMANO, Y. YAMANAKA: Hydrobiologia, 733, 19-29 (2014), Projected coral bleaching in response to future sea surface temperature rises and the uncertainties among climate models.

8) E.T. MAGDAONG, M. FUJII, H. YAMANO, W.Y. LICUANAN, A. MAYPA, W. L. CAMPOS, A.C. ALCALA, A.T. WHITE, D. APISTAR and R. MARTINEZ: Hydrobiologia, 733: 5-17 (2014), Long-term change in coral cover and the effectiveness of marine protected areas in the Philippines: a meta-analysis.

9) H. YAMANO, H. HATA, T. MIYAJIMA, K. NOZAKI, K. KATO, A. NEGISHI, M. TAMURA and H. KAYANNE: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA (eds.) The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 275-293 (2014), Water circulation in a fringing reef, and implications for coral distribution and resilience.

10) H. YAMANO, C. HONGO, K. SUGIHARA, Y. YARA, Y. NAKAO and M. FUJII: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA (eds.) The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 65-81 (2014), Current status of national coral database in Japan: dataset development, applications,
and future directions.

11) E. MAGDAONG, H. YAMANO and M. FUJII: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA eds., The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 83-109 (2014), Development of a large-scale, long-term coral cover and disturbance database in the Philippines.

12) K. SUGIHARA, H. YAMANO, K.-S. CHOI and K. HYEONG: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA eds., The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 111-130 (2014), Zooxanthellate scleractinian corals of Jeju Island, Republic of Korea.

13) M. AKASAKA, A. TAKENAKA, F. ISHIHAMA, T. KADOYA, M. OGAWA, T. OSAWA, T. YAMAKITA, S. TAGANE, R. ISHII, S. NAGAI, H. TAKI, T. AKASAKA, H. OGUMA, T. SUZUKI and H. YAMANO: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA (eds.) The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 209-229 (2014), Development of a national land-use/cover dataset to estimate biodiversity and ecosystem services.

14) M. ISHIHARA, H. HASEGAWA, S. HAYASHI and H. YAMANO: In: S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA(eds.) The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region: Integrative observations and assessments of Asian biodiversity, Springer, 231-237 (2014), Land cover classification using multi-temporal satellite images in a subtropical area.

15) YAMAKITA, T., H. YAMAMOTO, M. NAKAOKA, H. YAMANO, K. FUJIKURA, K. HIDAKA, Y. HIROTA, T. ICHIKAWA, S. KAKEHI, T. KAMEDA, S. KITAJIMA, K. KOGURE, T. KOMATSU, N. H. KUMAGAI, H. MIYAMOTO, K. MIYASHITA, H. MORIMOTO, R. NAKAJIMA, S. NISHIDA, K. NISHIUCHI, S. SAKAMOTO, M. SANO, K. SUDO, H. SUGISAKI, K. TADOKORO, K. TANAKA, Y. JINTSU-UCHIFUNE, K. WATANABE, H. WATANABE, Y. YARA, N. YOTSUKURA and Y. SHIRAYAMA: Marine Policy, 51: 136-147 (2015), Identification of important marine areas around the Japanese Archipelago: Establishment of a protocol for evaluating a broad area using ecologically and biologically significant areas selection criteria.

16) A. MAKINO, C.J. KLEIN, H.P. POSSINGHAM, H. YAMANO, Y. YARA, T. ARIGA, K., MATSUHASHI and M. BEGER: Conservation Letters, 8, 320-328 (2015), The effect of applying alternate IPCC climate scenarios to marine reserve design for range changing species.

17) Y. YARA, H. YAMANO, M. STEINACHER, M. FUJII, M. VOGT, N. GRUBER, and Y. YAMANAKA: In: Nakano, S., Yahara, T., and Nakashizuka, T. (eds.) The biodiversity observation network in the Asia-Pacific region, Springer (in press), Potential future coral habitats around Japan depend strongly on anthropogenic $ CO_{2} $ emissions.

くその他誌上発表（査読なし）>

1) 本郷宙軌：月刊ダイバー、133 (2011)「化石サンゴでタイムスリップ」

2) 日本サンゴ礁学会編：サンゴ礁学、東海大学出版会、73-91 (2011)
「サンゴの海をしらべる（山野博哉）」

3) 日本リモートセンシング学会編：基礎からわかるリモートセンシング、理工図書、70-72(2011)

「サンゴ礁・藻場・水生生物（山野博哉）」

4) J.A. Goodman, S.J. Purkis and S.R. Phinn (Eds) Coral reef remote sensing, Springer (2012) "Multispectral application (Hiroya Yamano)"

5) 山野博哉：國立公園、702, 16-19 (2012)

「地球温暖化と北限の造礁サンゴ」

6) 柴山知也・茅根 創編：日本の海岸、朝倉書店、102-103 (2013)

「九州・四国・本州のサンゴ群集（執筆担当：山野博哉・杉原瀬）」

7) 国立環境研究所編：環境儀、2014年6月号

「サンゴ礁の過去・現在・未来 環境変化との関わりから保全へ（執筆担当：山野博哉）」

8) 山野博哉：科学, 85 (10), 923-925 (2015)

「サンゴ礁から俯瞰する世界」

9) 山野博哉：グリーン・パワー，(10), 28 (2015)

「生物多様性情報学の時代6 分布の変化を明らかにする」

10) 山野博哉：遺伝, 70, 28-33 (2016)

「モニタリングが明らかにするサンゴ礁の現在と未来」

## （2） 口頭発表（学会等）

1) 山野博哉：日本付着生物学会シンポジウム「環境変動と付着生物」(2011)

「気候変動と造礁サンゴ：地球温暖化と海洋酸性化の複合影響」

2) 日高清隆・杉崎宏哉・市川忠史・廣江豊・栗山美樹子：2011年度水産海洋学会（2011）「本州南方海域における春季ブルームの推移と動物プランクトン群集構造」

3) 本郷宙軌、山野博哉：第14回自然系調査研究機関連絡会議（2011）

「サンゴ礁生態系の時空間変動の解明：1万年前から現在にかけての造礁サンゴ類の種組成について」

4) 本郷宙軌、後藤和久、川俣秀樹：日本サンゴ礁学会第14回大会（2011）

「地球温暖化による大型台風がおよぼすサンゴ群集への影響: 塊状サンゴとテーブル状サンゴについて」

5) 山野博哉、杉原薫、河地正伸、野島哲、岩瀬文人、野村恵一、清本正人、横山耕作：日本サンゴ礁学会第14回大会（2011）

「サンゴ分布北上とそのモニタリング」

6) 山野博哉：日本サンゴ礁学会第14回大会（2011）

「モデルの構築や広域での保全に必要な情報としての群集調査について」

7) 本郷宙軌、茅根創：第118回日本地質学会（2011）「Key speciesを用いたサンゴ礁生態系の復元」

8) H. YAMANO : International Workshop on Asian Air Pollution and Biodiversity Conservation, Okinawa, Japan, 2011
“Environmental changes and Japanese corals”

9) Y. YARA, M. VOGT, C. HAURI, M. STEINACHER, M. FUJII, H. YAMANO, Y. YAMANAKA, and N. GRUBER: 12th International Coral Reef Symposium, Cairns, Australia, 2012 "Effects of rising sea surface temperature and ocean acidification on corals."

10) H. YAMANO and K. SUGIHARA: 12th International Coral Reef Symposium, Cairns, Australia, 2012

“High-latitude corals and coral reefs in Japan .”

11）屋良由美子、山野博哉、藤井賢彦、山中康裕：第15回日本サンゴ礁学会（2012）

「地球温暖化に伴う水温上昇がサンゴ分布に及ぼす影響～温室効果ガスの排出シナリオの違いから～」

12) A. MAKINO, H. YAMANO, M. BEGER, C.J. KLEIN, Y. YARA and H. POSSINGHAM : 第15回 日本サンゴ礁学会（2012）

「Dynamic marine conservation planning under the climate change」

13) H. YAMANO, K. SUGIHARA, M. KAWACHI, R. TERADA, T. SUNOBE, N.H. KUMAGAI, M. FUJII and Y. YAMANAKA: Amakusa Biodiversity Symposium, Reihoku, Japan, 2012 "Poleward range shifts/expansions of shallow-water marine organisms around Japan"

14) K. SUGIHARA, S. NOJIMA, F. IWASE, K. NOMURA, M. KIYOMOTO, K. YOKOYAMA and H. YAMANO: Amakusa Biodiversity Symposium, Reihoku, Japan, 2012

"Zooxanthellate coral communities in temperate regions of Japan"

15) E. MAGDAONG, H. YAMANO, and M. FUJII: Amakusa Biodiversity Symposium, Reihoku, Japan, 2012

“Assessing long-term coral cover change in the Philippines: a meta-analysis”

16) Y. YARA, M. FUJII, H. YAMANO and Y. YAMANAKA: Amakusa Biodiversity Symposium, Reihoku, Japan, 2012

“Projection and uncertainty of coral bleaching in response to rise in water temperature: A multiple climate model study”

17) Y. YARA, H. YAMANO, M. FUJII and Y. YAMANAKA: Amakusa Biodiversity Symposium, Reihoku, Japan, 2012

“Projected shift of coral habitats around Japan under different future $ CO_{2} $ emission scenarios”

18）山野博哉：アジア規模での生物多様性観測・評価・予測に関する総合的研究：公開講演会2013(2013)

「海の生物と気候変動：地球温暖化と海洋酸性化」

19) 山野博哉, 杉原薰 : 日本地球惑星科学連合2013年大会, 幕張, (2013)

「温帯のサンゴ礁・サンゴ群集と最近の変化」

20) 屋良由美子, 山野博哉, Marco Steinacher, 藤井賢彦, Meike Vogt, Nicolas Gruber, 山中康裕: 日本地球惑星科学連合2013年大会, 幕張, (2013)

「地球温暖化に伴う水温上昇および海洋酸性化が日本近海のサンゴ分布に及ぼす影響 〜 CO2排出シナリオの違いから〜」

21）山野博哉：地球温暖化防止とサンゴ礁保全に関する国際会議，沖縄，(2013)「サンゴ生態系と地形の気候変動影響と適応」

22) H. YAMANO: Japan-Australia Marine Science Workshop, 東京, (2013)
“Climate change and corals of Japan: evidence from the 20th century and projection for the 21st century”

23) Y. YARA, M. VOGT, M. FUJII, H. YAMANO, C. HAURI, M. STEINACHER, N. GRUBER and Y. YAMANAKA: International Workshop "Ocean acidification in coral reefs", 東京, (2013) "Ocean acidification limits temperature-induced poleward expansion of coral habitats around Japan"

24）山野博哉：第11回環境研究シンポジウム，(2013)

「サンゴ礁への気候変動の影響：地球温暖化と海洋酸性化」

25) 山野 博哉：第1回にじゅうまるプロジェクトパートナーズ会合 (2014)

「サンゴ礁の過去・現在・未来－日本全国のサンゴのデータベースから

26) T. YAMAKITA, H. YAMAMOTO, M. NAKAOKA, H. YAMANO, K. FUJIKURA, K. HIDAKA, Y. HIROTA, T. ICHIKAWA, S. KAKEHI, T. KAMEDA, S. KITAJIMA, K. KOGURE, T. KOMATSU, N. H. KUMAGAI, H. MIYAMOTO, K. MIYASHITA, H. MORIMOTO, R. NAKAJIMA, S. NISHIDA, K. NISHIUCHI, S. SAKAMOTO, M. SANO, K. SUDO, H. SUGISAKI, K. TADOKORO, K. TANAKA, Y. JINTSU-UCHIFUNE, K. WATANABE, H. WATANABE, Y. YARA, N. YOTSUKURA and Y. SHIRAYAMA: World Conference on Marine Biodiversity, Qingdao, China, 2014

"Establishment of a protocol for selecting ecologically and biologically significant areas (EBSAs) using case studies in Japan"

27）屋良由美子、山野博哉、杉原薫、本郷宙軌、須藤健二、田中克彦、白山義久：日本海洋学会2014年度秋季大会(2014)

「日本全国の造礁サンゴ種分布データベースの作成と種の保全上重要な海域の選定試行」

28）屋良由美子、山野博哉、杉原薫、本郷宙軌、須藤健二、田中克彦、白山義久：日本サンゴ礁学会第17回大会（2014）

「日本全国の造礁サンゴ種分布データベースの作成と種の保全上重要な海域の選定試行」

29）山野博哉：環境省環境研究総合推進費一般向け研究成果報告会(2015)「海洋酸性化がわが国周辺の生物に与える影響を評価する」

30) N.H. KUMAGAI, S. TAKAO, H. YAMANO, M. FUJII, and Y. YAMANAKA: Biological range shifts in response to climate change (Organized by the Environmental Research and Technology Development (S-9) of Ministry of the Environment, Japan, and Kanto branch of Ecological Society of Japan), 2015

“Degradation of seaweed beds and expansion of coral reefs in Japanese subtidal rocky habitats under current and near-future climates”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) S9公開講演会にて講演（2013年1月06日）
2) 上智大学公開講座にて講演（2014年1月18日）

3) 筑波大学自然保護寄附講座公開講座にて講演（2014年11月16日）

4) 日立財団環境サイエンスカフェにて講演（2015年10月21日）

5) 筑波大学自然保護寄附講座公開講座にて講演（2015年12月6日）

6) つくばエキスポセンターにて熱帯沿岸生態系（サンゴ礁含む）の展示（2016年3月5日～4月3日）

7) 国立環境研究所一般公開にて展示及び説明（2011年～2015年の毎年4月及び7月）

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) 成果の記者発表（2013年1月9日、於国立環境研究所、「地球温暖化と海洋酸性化が日本近海のサンゴ分布に及ぼす影響の予測に初めて成功」）。

2) NHKニュース茨城県内版及び首都圏ネットワーク（2012年1月9日、地球温暖化と海洋酸性化が日本近海のサンゴ分布に及ぼす影響の成果について1分ほど紹介）

3) 北海道新聞（2013年1月9日、10頁、「サンゴ生息 大幅減予測」）

4) 朝日新聞（2013年1月10日、全国版、38頁、「サンゴ、60年後絶滅？」)

5) 読売新聞（2013年1月10日、全国版、38頁、「近海サンゴ2070年代に危機」）

6) 日本経済新聞（2013年1月10日、全国版、38頁、「日本近海サンゴ2070年代に絶滅も」)

7) 琉球新報（2013年1月10日、21頁、「サンゴ大幅縮小も生息分布海水酸性化で予測」）

8) 茨城新聞（2013年1月10日、20頁、「サンゴ大幅減予測」）

9) 常陽新聞（2013年1月11日、2頁、「日本近海のサンゴ2070年代に危機的状況？」）

10）毎日新聞（2013年1月11日、全国版、23頁、「日本近海サンゴ減も」）

11）しんぶん赤旗（2013年2月11日、全国版、14頁、「日本のサンゴ2070年代に消滅？」）

12）成果の記者発表「15年間のモニタリングデータによって、赤土等汚染によって沖縄本島のサンゴ礁の回復力が低下していることが明らかに」（2013年4月3日、於国立環境研究所）

13）朝日新聞（2013年4月4日、全国版、「サンゴ回復阻む赤土」）

14）日経新聞（2013年4月4日、全国版、「沖縄のサンゴ、回復力低下」）

15）八重山日報（2013年4月4日、「サンゴ礁の回復力が低下 赤土汚染の影響」）

16) 産経新聞（2013年4月5日、全国版、「沖縄サンゴ回復力低下」）

17) NHKおはよう日本（2013年6月29日、全国版、「サンゴ礁の将来予測および海洋酸性化と高水温のサンゴ礁への影響について」）

18) NHKサイエンスゼロ（2016年1月10日、全国版、「サンゴ礁の将来予測および海洋酸性化と高水温のサンゴ礁への影響について」（上記ニュースの映像使用）)

## （6） その他

1) 第118回日本地質学会「優秀ポスター賞」：本郷宙軌、茅根創：第118回日本地質学会（2011）「Key speciesを用いたサンゴ礁生態系の復元」

### 8 \. 引用文献

特に記載すべき事項はない。
## （５）日本周辺水域のプランクトン生態系に関する生物多様性変動の定量評価と将来予測

国立研究開発法人水産総合研究センター

中央水産研究所海洋・生態系研究センター 杉崎 宏哉・広田祐一・

市川忠史（H23-H26年度）

日本海区水産研究所資源環境部 森本 晴之

東北区水産研究所資源海洋部 田所 和明

西海区水産研究所亜熱帯研究センター 亀田 卓彦

西海区水產研究所資源海洋部 西内 耕

平成23～27年度累計予算額：48,878千円（うち平成27年度：9,000千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

水研センターの保有するプランクトン標本・データ等を解析することで、日本周辺水域の動物プランクトンの生物多様性の実態を解明し、さらに生態学的生物学的重要海域(EBSA)の候補を呈示した。動物プランクトン現存量の季節変動パターンを解析することによって、日本周辺水域の動物プランクトンは6つの水域に区分された。さらに、種レベルでカイアシ類を分析した結果、日本周辺水域でカイアシ類の群集は亜寒帯群集、沿岸・移行域群集、および亜熱帯群集の3つに区分することが出来た。4月では、日本海から三陸沖よりも北の広い範囲で亜寒帯群集が広がり。沿岸・移行域群集は太平洋側では茨城沖、日本海南部および東シナ海に見られた。亜熱帯群集は黒潮に影響を受ける、太平夜側の薩南沖～千葉沖に見られた。11月では亜熱帯群集と亜寒帯群集のみが見られた。そのうち、亜熱帯群集は北海道の太平洋側を除く広い範囲に分布していた。一方でこの時期、亜寒帯群集の分布は限定的で北海道沖の親潮が影響するする水域に限られていた。このように、カイアシ類の群集構造は季節によって大きく変動することが明らかとなった。また漁獲量を調べた結果、日本周辺水域は5つのグループ（1.亜寒帯、2.北海道、3.三陸・南北海道、4.日本海、5.黒潮・浮魚）に区分することができた。そのうちEBSA候補としてスコアの高かったエリアは3三陸・南北海道と5黒潮・浮魚のグループに見られた。さらにプランクトンデータを用いてEBSA抽出を試みた結果、遠州灘沖～黒潮続流、東北沖～道東沖、日本海北部、東シナ海および小笠原諸島付近に抽出された。これらのエリアは水産資源の重要な生育場・索餌場となっており、これらを保全していくためには、今後可能な限り地球温暖化ガスの排出を抑制していく必要があると考えられた。

## [キーワード]

プランクトン、生物多様性、カイアシ類、温暖化、漁獲量

### 1. はじめに

我が国周辺水域は狭い緯度帯に亜熱帯～亜寒帯が存在し、さらに強い西岸境界流である黒潮や親潮が東岸を流れている。そのため暖水塊・冷水塊といった中規模スケールの渦が多く形成されている。また縁辺海である日本海やオホーツク海も擁している。それらの結果、複雑かつ多様な海洋
構造が形成されている。生態系は海洋環境と密接に関係しているため、その構造も多様なものとなっている。近年の研究 $ ^{1} $ では、我が国周辺水域の生物多様性は地球上でも最も高い水域の1つであることが示されている。我が国の重要な水産資源であるマイワシ、サンマ、マアジ等はこのような多様な海洋環境を生活史に応じて移動し成長する。例えばマイワシは黒潮域で産卵するが、その仔稚魚は黒潮によって黒潮親潮混合域へ輸送され、そこで成長し、さらに幼魚期になると豊富なプランクトンを求め親潮域まで移動する。すなわち多様な海洋環境と生態系が形成されることで、多彩で豊富な水産資源が育まれていると考えられる。

一方で、近年世界的に生物多様性の低下が大きな問題となっており、我が国周辺水域においても、これらを正確に把握し、健全な生態系を維持する施策を打ち出すことが社会的な要求となっている。さらに海洋の生物多様性の低下は漁業やレクリエーション等の生態系サービスの低下を引き起こす。そのためその実態の把握と対策が求められている。これまでは海洋生態系の生産に着目して水産資源との関係を調べてきた。一方で水産資源と海洋生態系との関係をより深く理解するには生態系の質についても調べる必要がある。さらにCOP10では排他的経済水域（EEZ）の10％を海洋保護区として設定することが愛知目標として採択されたが、外洋に関しては、その選定のための基礎的な知見は不足している。そこで本課題では水研センターの保有するプランクトン標本および人工衛星等のデータ解析することで、日本周辺水域の動物プランクトンの生物多様性の実態を解明し、さらに生態学的生物学的重要海域(EBSA)の候補を呈示することで政策的な貢献を行う。

## 2 ．研究開発目的

クロロフィルα濃度の衛星画像を利用したリモートセンシング解析手法を用い、日本周辺全域の海洋表層における基礎生産者の分布の季節変動、経年変動をとらえ、海洋基礎生産量分布マップを提示する。この基礎生産の分布に対応する消費者である動物プランクトンの生物量、種組成の季節・経年変動を水産総合研究センターが長期にわたり取得管理している現場観測データおよび標本を用いて解析し、プランクトン群集の時空間的な分布変動パターンを明らかにする。得られたインベントリデータは水産総合研究センターのデータポリシーに則って海洋生物地理データベースに格納する。このデータ解析結果と水研センターで解析を続けている漁業管理情報などを総合的に解析することにより、海洋の低次生産が漁業資源の再生産に寄与するホットスポットの抽出を目指す。

### 3. 研究開発方法

外洋域生態系変動情報としてクロロフィルデータの衛星画像を利用したリモートセンシング手法により、基礎生産者の分布パターンや基礎生産量の季節変動および経年変動を解析し、日本周辺海域における基礎生産量の分布パターンを詳細に把握する。基礎生産を利用する一次消費者として外洋域で主要な役割を果たす動物プランクトンについては、水産総合研究センターの各研究所では、水産資源評価調査、卵稚仔分布調査、海洋環境調査等により、1950年代よりプランクトンネットを用いた採集調査が行われており、観測点は日本周辺海域を網羅している（図(5)-1）。しかし、これらの標本の多くは、現存量（湿重量あるいは沈殿量）を測定されただけでホルマリン液浸標本として保管されている。現在分散しているこの現存量データを整理統合して、半世紀以上にわたる日本周辺海域の動物プランクトン現存量の長期変動をレトロスペクティブに解析する。また、液浸標本は頭微鏡観察や画像処理システムにより種組成を再解析が可能であるため、過去にさかのぼってプ
ランクトン種組成分を行う。これまで、水産総合研究センター東北区水産研究所における標本管理体制が行き届いていたためアプローチが進められてきた本州東方海域のプランクトン解析（オダデデータ）に継続データを付加・充実させる。

同様な手法を用いて、全国の水産研究所に分散している日本周辺の様々な海域（黒潮域、日本海、東シナ海など）で得られた標本の解析も本課題進行中に順次行う。これらの成果を統合して世界的に多様度が高いと言われる日本周辺の亜熱帯から亜寒帯海域におけるプランクトンの種組成の長期変動データを整理するため、これらの標本解析を全国に拡大し「全日本オダテデータ」と呼べる解析データセットを構築し、分散的知見であった外洋域の生態系変動情報を集約する。

得られた種組成データを用い、日本周辺のプランクトン群集がこれまでどのように変遷してきたかをレトロスペクティブに解析し、多様な外洋域の生物組成の変遷の実態を把握する。

これらの現場観測データの解析結果を基に、外洋域で顕著な鉛直移動を行うことが知られているカイアシ類のNeocalanus, Eucalanus, Metridia属などが表層の有機物を消費し、自らの鉛直移動によってこれらの炭素を深層へ輸送する過程を検証し、外洋域における生物による炭素の深層への輸送を把握することにより温暖化予測の高精度化に貢献する。また、プランクトン主要種の組成変動がもたらす生態系への影響、特に黒潮域におけるCalanusやParacalanus属カイアシ類からより小型のOncaea属への変化、親潮域における大型のNeocalanus属カイアシ類から小型のMetridiaやAcartia属への変化などによりそれらを餌料として利用する魚類相が変化することによる生態系構造や、マイワシやサンマ、マサバなど長期にわたり資源変動を繰り返している漁業対象種の資源量変化の影響把握を行う。これらの解析を通じて海洋生態系におけるプランクトン鍵種を明らかにするとともに生態系変動に対応する種多様性の指標開発を行う。

これらの解析に用いられた日本の海洋観測を網羅する標本群は、水産総合研究センター東北区水産研究所の標本庫に収集、管理するとともに、さらなるデータベースの充実化をはかり、海洋の低次生態系の変動を継続的に把握できるシステムを構築する。

図(5)-1 FRESCOシステムに登録されている動物プランクトンデータの採集点

## 4 ．結果及び考察

（１）日本周辺水域における動物プランクトン現存量・クロロフィル濃度の季節変動
水研センターでは「我が国周辺水産資源情報システム：FRESCO」を用いて、魚類卵稚仔および動物プランクトンデータを管理している。この主体は水産庁事業である「我が国周辺水域資源評価等推進委託事業」によって各都府県が丸特ネット又はノルパックネットによって採集したものである。これらのデータを分析することによって、日本周辺水域の動物プランクトン現存量の地理的な変動について検討を行った。このシステムに登録されている1978年～2007年の計123,558点の湿重量データを動物プランクトン現存量として用いた（図(5)-2）。

さらに、1998年～2010年にSeaWiFSで採集した、クロロフィルa濃度データ、1965年～2010年に気象庁が採集した硝酸塩データも用いた。それらのデータは、緯度1度、経度1度のグリッド毎に、月平均値を求めた。

図(5)-2 FRESCOシステムに登録されている動物プランクトンデータの採集点

図(5)-3 1度グリッド毎の動物プランクトンの年平均現存量(g m^{-2}) 日本海のデータの無い12月～2月および7月～8月は除く。
動物プランクトンの現存量の年平均は日本海、東北沖で高い値を示した（図(5)-3）。一方、黒潮域で低い値を示した。

次に各グリッドの動物プランクトン現存量の季節変動パターンをクラスター解析することによって海域を区分した。その結果、日本周辺水域は6つに区分された（図(5)-4）。次に、それらの季節変動を見ると、何れの水域でも現存量は春にピークを示し夏に低下するというパターンを示した。しかし増加のタイミングは水域によって異なった(表(5)-1)。黒潮、黒潮続流、九州南方、対馬海峡および日本海では2月から増加が始まり4月にピークを示した。親潮では4月に急速に増加しピークを示した。年間の平均現存量を水域間で比較すると、親潮が11.2g m⁻²と最も高い値を示したものの、対馬海峡でも10.0g m⁻²とそれに匹敵する値を示した。また黒潮続流は8.5g m⁻²、黒潮は6.8g m⁻²、九州南方は8.7g m⁻²、日本海（7、8、12月の値を含まない値）11.7g m⁻²となり、親潮と比べて極端に低いという値とはならなかった。この現存量の分布と冬季（1-3月）の表層の硝酸塩濃度と比較した結果、有意な正の相関関係が見られた。さらに硝酸塩濃度とSeaWIFSによるChl-a濃度の間でも有意な正の相関関係が見られた。これらのことから栄養塩供給量が、一次生産および動物プランクトン生産の地理的変動に関係していると推測された。

図(5)-4 動物プランクトン現存量の季節変動パターンをクラスター解析した結果に基づいた、日本周辺水域の海域区分

表(5)-1 年平均動物プランクトン現存量、Chl-a濃度、硝酸塩濃度および動物プランクトン現存量の増加開始月とピークの月

年平均現存量	冬季(1-3月)	現存量現存量
動物ブランクトン	Chl-a	NO3	増加開始月	ピークの月
親潮	11.2	0.72	8.6	4	4
黑潮統流	8.5	0.26	1.6	2	4
黑潮	6.8	0.29	1.2	2	4
九州南方	8.7	0.29	1.0	2	4
対馬海峡	10.0	0.71	4.0	2	4
日本海	11.7	0.52	4.1	2	4
## （２）日本周辺水域におけるカイアシ類の群集構造の地理的变化

日本周辺水域では浮魚類の卵稚仔を調べるために一斉調査が行われており、その観測点数は、年間で約7千点以上となる。この調査では表層を対象として、ノルパックを用いた0-150mの鉛直曳網で標本を採集しているが、同時に動物プランクトンも採集されているがそれらは調べられていない。しかし、それらを調べることによって日本周辺の広い範囲の動物プランクトンの分布を明らかにすることができると考えられる。そこで本研究ではそれらのサンプルを用いて、日本周辺水域におけるカイアシ類の群集構造の地理的変化について調べた。

使用したのは、2012年4月（春）と11月（秋）に採集したノルパック標本である（図(5)-5）。これらのサンプルについて種レベルで個体数を計数することで、それぞれの観測点におけるカイアシ類の種組成を調べた。さらに各観測点の種毎の個体数を4乗根で変換した後、クラスター解析を行うことで、観測点を区分した。

図(5)-5 解析に用いた動物プランクトン試料の採集点

その結果、観測点は亜寒帯群集、沿岸・移行域群集、および亜熱帯群集の3つに区分することが出来き、そのうち沿岸・移行域群集は4月のみ見られた（図(5)-6）。4月では、日本海から三陸沖よりも北の広い範囲で亜寒帯群集が広がっているのが明らかとなった。亜寒帯群集の主要なカイアシ類は、Neocalanus属3種や、Metridia属2種、Eucalanus bungiiで、何れも大型のカラヌス目カイアシ類である。沿岸・移行域群集は、太平洋側では茨城沖、日本海南部および東シナ海に見られた。亜熱帯群集は黒潮に影響を受ける、太平夜側の薩南沖～千葉沖に見られた。11月では亜熱帯群集と亜寒帯群集のみが見られた。そのうち、亜熱帯群集は北海道の太平洋側を除く広い範囲に分布していた。一方でこの時期、亜寒帯群集の分布は限定的で北海道沖の親潮が影響するする水域に限られていた。このように、亜熱帯群集は4月、11月共に日本周辺水域の広い範囲で分布していたが、クラスター解析の結果をさらに詳細に見ると、両者のクラスターは分かれていることが明らかとなった。即ち同じ亜熱帯群集でも季節によってその組成は若干異なることが明らかとなった。また、11月に亜熱帯群集は北海道沖を除いた非常に広い範囲に分布するが、出現する種数を見ると南で出現種数が多く、北で少ないことが明らかとなった。

以上から、カイアシ類の群集構造は季節によって大きく変動することが明らかとなった。このような季節による地理的分布の変化の要因としては、まず水温の変化が考えられる。日本周辺水域の表層域は季節による温度変化が非常に大きく、春先である4月では冬季の冷却の影響で表層水温が低い水域が広く広がるため、亜寒帯群集および沿岸・移行域群集が広く分布出来ると考えられるが。
一方で夏季～秋季には表層は日射や大気によって暖められるため、広い範囲で温度の高い水域が広がる。そのため亜熱帯群集が広い範囲に分布し、亜寒帯群集は親潮が影響する北海道沖にのみ分布するようになったと推測された。もう一つの要因として考えられるのは、亜熱帯種と亜寒帯種の生活史の違いである。主要な亜熱帯種の寿命は数週間程度と短く、また表層で生活史が完結しているものが多い。従って季節的な温度上昇に短時間で対応して分布を北に広げる事が出来ると考えられる一方で、亜寒帯種の主要種は1年～数年の寿命を持ち、さらに春～夏にのみ表層に分布し、秋～冬に中深層で休眠するものが多い。すなわち11月には生活史に関連して亜寒帯種の多くは休眠のため表層からいなくなってしまうため、日本周辺水域では広い範囲で亜寒帯群集が分布するようになると推測された。

水産資源の多くは、どのようなプランクトンでも食べられる訳ではなく、ある特定の種のプランクトンを餌とする。従って、水産資源の餌料環境の季節変動を考えるためには、このような季節によるプランクトン群集の遷移を念頭にいれておく必要がある。また、プランクトン群集の地理的な分布には水温が関係していることが、今回の結果から示唆されたが、IPCCのAR5等では将来的な地球温暖化に伴う水温の上昇を予測しており、そのような変化は水産資源の餌料環境にも影響すること考えられる。

図(5)-6 クラスター分析によって区分された動物プランクトン群集の分布

## （３）漁獲データから見た日本周辺水域の水産資源の生物多様性とその地理的变化

日本周辺水域は世界的に見ても、非常に水産資源の豊かな水域である。FAOの統計によれば、日本を含む北西太平洋（Area61）の漁獲量は全世界の26%を占めている。さらに漁獲される水産資源の種類も多様で、全漁獲量の8割を占める魚種数を見ると、漁業国であるノルウェーでは5種、アイスランドでは6種であるのに対し、日本は18種類にも及ぶ。このように日本周辺水域は豊富で多様な水産資源を擁しているが、その多様性についての地理的な変動に関してはあまり研究が進んでいなかった。そこで本研究では種別の漁獲量データを用いることで、日本周辺水域の水産資源の多様性を解析した。さらに7つのEBSA基準のなかで、適応可能な3つの基準を用いて、漁獲データから見たEBSA候補の提示を行った。

データは水産庁が海面漁業生産統計調査データとして以下のウェブサイトに公開しており、そこから市町村別データが公開されている2004年～2013年のデータを入手して用いた。

ウェブサイト http://www.maff.go.jp/j/tokei/kouhyou/kaimen_gyosei/
データは市町村別に記録されており、水産物はその近傍で採集されたと過程して解析を行った。また、採集位置は各市町村の海岸線の中心緯度経度としてプロットした。対象魚種は今回の解析での全期間で記録されていた47種である（表(5)-2）。種辺の漁獲量データは各月で緯度1度、経度1度のグリッド毎に積算した上で、さらに全対象年で平均値を求めた。

EBSAの基準の一つである“生物学的生産性”を考えるために漁獲量を調べた。その結果、高い値は長崎、静岡～千葉、宮城～岩手、釧路・根室・紋別に見られた（図(5)-7）。一方で低い値は沖縄～鹿児島、小笠原諸島に見られた。EBSAの基準の一つである“生物学的多様性”を考えるために漁獲種数を調べた。その結果、高い値を示したのは主に、日本海北部と神奈川以北の本州太平洋側であった（図(5)-8）。

表(5)-2 解析对象鱼種

灰色の箇所は種レベルで調べられている魚種、白い箇所は属レベル以上の大分類群で纏められた魚種。

本解析では、両者は区別なく解析した。

Code	標準和名	分類レベル	学名
1	そうだがつお類	Genus	Auxis spp.
2	さけ類	Genus	Oncorhynchus spp.
3	ます類	Genus	Oncorhynchus spp.
4	このしろ	Species	Konosirus punctatus
5	にしん	Species	Clupea pallasii
6	まいわし	Species	Sardinops melanostictus
7	うるめいわし	Species	Etrumeus teres
8	かたくちいわし	Species	Engraulis japonicus
9	まあじ	Species	Trachurus japonicus
10	むろあじ類	Genus	Decapterus spp.
11	さば類	Genus	Grammatorcynus spp.
12	さんま	Species	Cololabis saira
13	ぷり類	Genus	Seriola spp.
14	ひらめ	Species	Paralichthys olivaceus
15	かれい類	Order	Pleuronectiformes spp.
16	まだら	Species	Gadus macrocephalus
17	すけとうだら	Species	Theragra chalcogramma
18	ほつけ	Species	Pleurogrammus azonus
19	きちじ	Species	Sebastolobus macrochir
20	はたはた	Species	Arctoscopus japonicus
21	にぎす類	Genus	Glossanodon spp.
22	あなご類	Family	Congridae spp.
23	たちうお	Species	Trichiurus japonicus
24	まだい	Species	Pagrus major
25	ちだい・きだい	Species	Dentex tumifrons, Evynnis tumifrons
26	くろだい・へだい	Species	Acanthopagrus schlegelii, Rhabdosargus sarba
27	いさき	Species	Parapristipoma trilineatum
28	さわら類	Tribe	Scomberomorini spp.
29	すずき類	Genus	Lateolabrax spp.
30	いかなご	Species	Ammodytes personatus
31	あまだい類	Genus	Branchiostegus spp.
32	ふぐ類	Order	Tetraodontiformes spp.
33	いせえび	Species	Panulirus japonicus
34	くるまえび	Species	Marsupenaeus japonicus
35	ずわいがに	Species	Chionoecetes opilio
36	べにずわいがに	Species	Chionoecetes japonicus
37	がさみ類	Genus	Portunus spp.
38	おきあみ類	Species	Euphausia pacifica
39	あわび類	Genus	Haliotis spp.
40	さざえ	Species	Turbo (Batillus) cornutus
41	あさり類
42	ほたてがい	Species	Mizuhopecten yessoensis
43	するめいか	Species	Todarodes pacificus
44	あかいか	Species	Ommastrephes bartramii
45	たこ類	Order	Octopoda spp.
46	うに類	Class	Echinoidea spp.
47	こんぶ類	Family	Laminariaceae spp.
漁獲量

漁獲量 3 段階評価

図(5)-7 グリッド毎の平均漁獲量（左）およびその3段階評価（右）

種数

種數 3 段階評価

図(5)-8 グリッド毎の出現種数（左）およびその3段階評価（右）

Normalized STD 積算值

Normalized STD 積算值 3 段階評価

図(5)-9 標準化した漁獲用の標準偏差の積算値（左）およびその3段階評価（右）
最後にEBSAの基準の一つである、“脆弱性、感受性又は低回復性”を考えるために、種別に対象期間内での漁獲量の標準偏差を求めさらに、それを標準化したものを積算して指標化した。すなわち値が高ければ、資源量変動が大きく、感受性が高いと言える。その結果、値の高かったのは福島～青森、神奈川～千葉、長崎～鹿児島、三河湾・大阪湾付近、鳥取の一部となった（図(5)-9）。次に漁獲から見たEBSAの候補を抽出するために、以上の三つの値を三段階評価した指数を積算した上で、上位%のグリッドを求めた（図(5)-10）。その結果スコアの高かったのは、長崎～鹿児島、鳥取の一部、三河湾、神奈川～千葉、福島から青森の太平洋側および、道南であった。

上位 10%(積算値 9) のグリッド

図(5)-10 漁獲量、漁獲種数、標準化した標準偏差の積算値の段階評価を積算した上の上位10%赤いグリッドで示す。

次に種別の漁獲量を対数変換した上で、クラスター分析を行いグリッドの区分を行った（図(5)-11）。その結果、5つに区分することが出来た。それらは、その組成から1.亜寒帯、2.北海道、3.三陸・南北海道、4.日本海、5.黒潮・浮魚群集とした。図(5)-10で示した、スコアの高かった上位10％は、3.三陸・南北海道および5.黒潮・浮魚に含まれていた。そのうち5.黒潮・浮魚では、浮き魚の資源量が多く、その資源量変動大きいためスコアの高いグリッドが見られたと考えられた。また3.三陸・南北海道では、ホタテの資源量が多く、また高水温の影響による資源量変動や原発事故による操業停止の影響が大きいためスコアの高いグリッドが見られたと考えられた。従って、今後は震災の影響を除去するため、2010年以前のデータを用いた解析を行う必要があると考えられた。