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武蔵堆周辺海域における基礎生産の制限要因に
関する一考察
○河合
浩1＊・渡辺光弘1・山本
潤1・林田健志2・峰
寛明2
1
（独）土木研究所寒地土木研究所（〒062-8602 札幌市豊平区平岸1条3丁目1-34）
2株式会社エコニクス
環境事業部（〒004-0015 札幌市厚別区下野幌テクノパーク1丁目2番14号）
＊ E-mail: [email protected]
1. はじめに
沖側
排他的経済水域における水産資源の生産力向上を目的
夏季と秋季の現地調査結果から当海域における基礎生産
141°30′
141°00′
100km
141°15′
0
調査位置
140°40′
○
140°00′
て知られ，その有力な候補地となっている．将来事業が
140°20′
部沖の武蔵堆周辺は，スケトウダラ等の優良な漁場とし
139°30′
139°40′
辺においても実施の可能性が検討されている．日本海北
ける周年の基礎生産構造に関する現地調査を開始した．
陸側
17 16 15 14 13 12 11
N45°00′ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ JW
7 6 5 4 3 2 1
N44°50′ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ L1
7 6 5 4 3 2 1
N44°40′ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ L2
6 5 4 3 2 1
7
N44°30′○
○ ○ J2
○ ○ ○ ○
に 2007 年より国直轄の漁場整備が開始され，北海道周
実施される場合の知見を得るため，著者らは当海域にお
漁場直上
図-1 調査位置図
の制限要因について考察を行ったので，それらを報告す
る．
見られることがわかる． (C)陸側の 2009 年 8 月では降水
による表層の塩分低下と対馬暖流の特徴である中層高塩
2. 調査内容
分の傾向が見られ
2)
，2010 年 10 月では対馬暖流の影響
がより顕著に現れて水温が上昇していることがわかる．
調査時期は，2009 年 8 月 2～5 日，2010 年 10 月 5～6
日に行った．調査位置は図-1 に示す北緯 44°30′から
その中間の(B)漁場直上付近では沖側の表層冷却の影響
と陸側の対馬暖流の影響の両方の特徴が伺える．
北緯 45°，東経 139°40′から東経 141°30′までの区
間で，地方独立行政法人北海道立総合研究機構水産研究
(2)水温・塩分・クロロフィルaの鉛直構造
本部が定期的に行っている調査箇所（JW,J2）に測線
水温・塩分・クロロフィルaの観測結果について，T-S
（L1,L2）を追加して計測を行った．主な調査項目とし
ダイアグラムの分布の傾向と対比できるように，沖側，
漁場直上，陸側の代表例を図-3に示す．
2009年8月の観測では，表層の水温が沖側，漁場直上，
測点で行い，バンドーン型採水器による採水を JW-13’，
陸側とも約20℃程度となっていたが，2010年10月の観測
L1-4，L1-5，L2-4，J2-4 の 5 地点で行った．現地観測の
て，船舶に搭載された CTD による水温，塩分観測を全観
詳細は山本ら 1) を参照されたい．
では沖側の表層水温が4℃程度低下しており，表層冷却
に伴い徐々に鉛直混合が進んでいることがわかる．漁場
3. 調査結果
直上付近についても表層水温が2℃程度低下しており同
(1)武蔵堆周辺の水塊構造
様の傾向となっている．しかし，陸側では表層の温度の
T-S ダイアグラムについて，夏季と秋季の観測結果を，低下は見られず，表層から水深60m付近にかけて水温が
上昇している．これは水深50m付近を北上する対馬暖流
武蔵堆の沖側，漁場直上，陸側に分けて図-2 に示す．沖
側，陸側で異なる密度分布を示し，(A)沖側では 2009 年
の影響2)が強く表れたものと考えられ，表層冷却によっ
8 月に比べて 2010 年 10 月では表層冷却の初期の状況が
て生じる鉛直混合が阻害されていることがわかる．
25
σt=23
15
0
5
σt=26
33
σt=27
Salinity (PSU)
34
35m
60
80
34
33
35
2009年8月
水温,Chl.a
2010年10月
水温,Chl.a
35
塩分(PSU)
塩分
塩分
(A) 沖側 JW-17
Chl.a（μg/L）
水温(℃)
0
5
10
15
0
表層冷却
20
0
1
表層冷却
2
20
38m
51m
40
σt=24
水深(m)
Temperature (°C)
2
補償深度60m程度
120
2009年8月
2010年10月
σt=22
10
σt=25
5
補償深度60m程度
60
80
100
σt=26
0
32
33
σt=27
Salinity (PSU)
σt=28
34
120
33
35
34
35
塩分(PSU)
(B) 漁場直上 L1-4
(B)漁場直上（JW-14 L1-4 L2-4 J2-4）
Chl.a（μg/L）
水温(℃)
25
σt=22
20
2009年8月
2010年10月
0
水温上昇
20
σt=23
15
0
5
10
15
10
σt=25
5
σt=26
32
0
33
σt=27
Salinity (PSU)
σt=28
34
1
2
43m
補償深度60m程度
60
80
水温上昇
100
0
20
40
σt=24
水深(m)
Temperature (°C)
1
表層冷却
100
σt=28
25
σt=23
0
29m
(A)沖側（JW-17 L1-7 L2-7 J2-7）
15
20
40
σt=25
20
15
20
10
32
10
ピーク水深
表層冷却
σt=24
0
5
0
水深(m)
Temperature (°C)
20
Chl.a（μg/L）
水温(℃)
2009年8月
2010年10月
σt=22
2010年10月の
Chl.aピークなし
120
35
33
34
(C) 陸側 L2-1
(C)陸側（JW-11 L1-1 L2-1 J2-1）
図-2 T-S ダイアグラム
35
塩分(PSU)
図-3 躍層と Chl.a のピーク位置の季節変化
躍層の位置は2009年8月より2010年10月の方が深く，
当海域の補償深度が60m程度1)であり，躍層の位置がこれ
沖側より陸側の方が深い傾向が見られた。前者は表層冷
を下回り，その水深での光合成が期待できずにクロロフ
却による鉛直混合が進んだ影響と考えられ，後者は陸側
ィルaのピークが形成されなかったと考えられ，対馬暖
で勢力の強い対馬暖流による温度上昇の影響と思われた．流が基礎生産に影響を与えていると思われる．
躍層の上ではクロロフィルaが低い値を示し，基礎生産
が少ない。このことは次節の栄養塩調査結果において言
(3)栄養塩調査結果
及する。クロロフィルaのピークは表層混合層直下にあ
栄養塩分析の結果を図-4に示す．栄養塩は水温と負の
り，その位置において基礎生産が集中して行われている
相関があり，一般的にプランクトンの増殖に必要とされ
ことがわかる．しかし，2010年10月の陸側ではクロロフ
る硝酸塩濃度を0.014mg/L，リン酸塩濃度を0.003mg/Lとす
ィルaのピークが形成されない状況が見られた．これは
る3)と後者は表層でも概ね条件を満たしているが，前者
0.15
表-1
2009年8月
基礎生産量算出結果
NO3-N(mg/L)
2010年10月
回帰式(2010年10月)
2009年8月
y = -0.141ln(x) + 0.4004
R² = 0.8346
0.05
2010年10月
y = -0.138ln(x) + 0.398
R² = 0.7364
基礎生産量(mg-C/m 2/day)
0～25
25～55
55～
全層
武蔵堆L1-4，夏(8月)
8.97
24.10
3.58
36.65
武蔵堆L1-4，秋(10月)
6.12
18.90
4.02
29.04
36.65(mg-C/m2/day)であり，日本全国沿岸海洋誌6)に記載
0.014
されている同月の噴火湾や伊勢湾の値300～1400(mg-
0.00
0
5
10
15
水温(℃)
16.1
20
25
15.5
水温15.5～16.1℃以上
で栄養塩が枯渇
0.025
回帰式(2009年8月)
回帰式(2010年10月)
0.005
に行われ，硝酸塩の枯渇する0～25mと有光層外の55m以
が影響している．これにより対馬暖流による躍層以浅の
水温の上昇が基礎生産を低下させていることが確認でき，
2010年10月
y = 0.1636e-0.235x
R² = 0.9067
2009年8月
y = 0.119e -0.21x
R² = 0.9396
0.010
はクロロフィルaのピークのある25～55mで生産が集中的
C/m2/day)まで低下しており，25～55mの基礎生産の低下
2010年10月
0.015
C/m2/day)に比べるとその値は大幅に劣っている．層別で
深では生産性が低い．また，2010年10月には29.04(mg-
2009年8月
0.020
PO4-P(mg/L)
地点，時期
水深(m)
回帰式(2009年8月)
0.10
これまでの考察を裏付ける結果が得られた．
0.003
0.000
0
5
10
15
20
25
3.
おわりに
水温(℃)
武蔵堆周辺海域の基礎生産の制限要因について考察し
2010年10月
回帰式(2010年10月)
SiO2-Si(mg/L)
0.15
た．冬季には対馬暖流の影響が弱まるとともに，表層冷
却による鉛直混合が生じて栄養塩の枯渇が解消し，春季
のブルーミングを迎えるものと推察される．今後は冬季
2010年10月
y = -0.177ln(x) + 0.5804
R² = 0.8981
0.10
と春季のデータを取得して当海域の周年の傾向を評価す
る予定である．
0.056
0.05
参考文献
0.00
0
5
10
15
水温(℃)
20
25
図-4 栄養塩と水温の関係
1) 山本潤，渡辺光弘，林田健志，坂本和佳，峰寛明，
西田芳則，田中仁：日本海北部海域での漁場整備の実現
にむけた観測の試み，海岸工学論文集，第 66 巻，
では躍層以浅の水温15.5～16.1℃以上となる水深での硝
pp.1291-1295，2010．
酸塩の枯渇が確認された．2010年10月の調査ではケイ酸
2) 檜垣直幸，磯田豊，磯貝安洋，矢幅寛：北海道西岸
態ケイ素についても分析を行った．J.k.Eggeら4)による
と、珪藻類の増殖に影響を与える閾値は2μ
沖における水系分布と流れパターンの季節変化，海の
mol/L(0.056mg/L)であり，観測値は0.06～0.16mg/Lであっ
3) 高橋正征，古谷研，石丸隆：生物海洋学 2 粒状物質
たことから，珪藻類の増殖を阻害する要因とはなってい
の一次生成，東海大学出版会，39p, 61p, 1996．
研究(Oceanography in japan)，17(4)，pp.223-240，2008．
ない．当海域の基礎生産は，表層での硝酸塩不足が制限
4 ） J.k.Egge,D.L.Aksnes: Silicate as regulating nutrient in
要因の1つとなっており，硝酸塩の分布が基礎生産に影
phytoplankton competition,MARINE ECOLOGY PROGRESS
響を与えていると考えられる．
SERIES,vol.83,1992.
5) 林田健志，峰寛明，坂本和佳，山本潤，渡辺光弘，
(4)当該海域の基礎生産
調査船上において，植物プランクトンの培養試験を行
って光-光合成曲線のパラメターを求めた．詳細は林田
5)
西田芳則，工藤勲：北方沖合海域における水質予測モデ
ル構築のための生物パラメータ取得の一実験，日本水産
工学会学術講演会講演論文集，22， pp.49-52, 2010．
らの報告による．これを用いた低次生態系計算結果を
6) 日本海洋学会沿岸海洋研究部会：日本全国沿岸海洋
表-1に示す．漁場直上の基礎生産量は2009年8月では
誌，東海大学出版会，1106p, 1985．

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