はじめに
プロジェクトは合同会社アートライフ 環境グループ 技術責任者 山田満男が担当します。
担当者は沿岸海域の生物と環境の関係(いわゆる生態系)のフィールド調査解析とそのフィールド調査経験を活かした流れおよび水質予測の数値計算に携わって40年超えの経験を有する技術者です。
環境省の環境カウンセラー(事業者部門)としても登録されています。
プロジェクトの概要
「有明ノリの色落ちによる品質低下問題」への取り組みです。
有明のノリ養殖が危機に瀕しています。
有明海は南側の狭い一か所だけで外海と接する典型的な閉鎖性の湾です(参考資料1 参照)。
北側の湾奥には広大な干潟(浅い海域)を有し、浅い海域でノリ養殖が行われています。
有明海では、その自然条件(地形的条件など)を背景にした生き物を対象とした漁業が行われていますが、色々な問題を抱えています。
その中でも、全国的にも良質と評されているノリ養殖が色落ち(本来、黒緑色が茶褐色になる)による品質低下のため生産が安定せず、色落ち対策が緊急的な課題の一つとなっています(参考資料2 参照、その他;"有明ノリ色落ち"のweb検索で各種画像・動画情報あります)。
ノリの品質低下の要因である色落ちは栄養塩不足によるノリの生長不良によるものとされています。当方は栄養塩の変動予測ができる水質モデル(水質予測式)の作成を長年行ってきています。
水質モデルを用いた解析方法は色々な不確しかな要因を試験的に取り入れてトライアル的に確かめることが可能であり、ノリの品質低下(色落ち)の要因とされる栄養塩不足の原因解明に有効な方法の一つとなります。
水質モデルを用いたアプローチにより有明ノリの色落ち問題の原因解明と今後の対策への提案を目指します。
追伸)今回のプロジェクトのクラウドファンディング活用の理由
これはチャレンジです。
クラウドファンディングを活用のメリットは進行スピードの速さと計画の自由度の高さです。
環境問題は社会性・公共性のあるテーマです。
このようなテーマへの提案は通常は公共の機関(国や県あるいは大学など研究機関)を通して行われるのが通常ですが、予算の計上等が必要であり実行に移せるまでに時間(通常、数年単位)がかかります。また、中途での計画の変更は予算枠あるいは事業者の意向などの制限があり自由度が低い。
今回のプロジェクトのテーマも公共性・社会性のあるテーマを対象としたものでありオープンな支援を元に進める方法も可能ではないかと考えクラウドファンディングを活用することといたしました。
新しい取り組み方と思いますが、通常の方法よりはスピードに格段の差-クラウドファンディング活用の場合数カ月(早ければ2~3ヶ月)で計画の開始が可能です。
また、今回の計画はトライアル的な方法による解析が主体をなしています。計画実行の中途での適宜必要に応じた計画の見直しが求められる場合が多くなることが予想されますがプロジェクトオーナの判断で可能で、計画の自由度が高くなります。
単独性が強く独断と偏見が強まる危険性がありますが結果報告を公表することでカバーできるのではと考えています。
応援よろしくお願いします。
※参考資料1:有明海のノリ養殖場(図中の青線枠内でノリ養殖がおこなわれています)
(下図の出典:「海しる」(海上保安庁管理webサイト)より作成)
※参考資料2:有明海のノリ色落状況(本来は黒緑色です)
(下図の出典:Facebook アリアケスイサンさんの投稿(2023/01/09)動画より作成)
解決したい社会課題
栄養塩不足によるノリの色落ちは有明海に限らず東京湾、瀬戸内海など主なノリ養殖海域で問題となっています。
栄養塩不足は養殖ノリが生長する時期である秋季~冬季(主に11月頃~2月頃)に大量発生する植物プランクトン(赤潮と呼ばれる)により栄養塩が消費されるからとされています。
現在、主な対策としては各県の試験研究機関が植物プランクトンの発生状況と栄養塩の低下状況およびノリの色落ち状況等のモニタリング(監視)を行い漁業者に情報提供が行われています。
が、このモニタリングの方法だけでは、ノリ養殖は始めたら簡単には養殖場所を変えられないので状況が好転するまで待つしかない-自然任せが現状です。
植物プランクトンの大量発生の原因などの栄養塩が不足する要因が解明できれば色落ちを軽減する事前の対策-自然任せではない対策が期待できます。
このプロジェクトで実現したいこと
「有明ノリの色落ちによる品質低下問題」への取り組み始めとして、事前に色落ち被害の大きい有明海湾奥(北側)のノリの色落ち状況とそれに関連した環境項目の調査解析作業を行いました。
その内容は次の目次のとおりです。
【事前調査解析結果】
-目次-
1. 概要
2. ノリの色落ち状況
3.ノリ養殖漁場環境の特徴
4.植物プランクト増殖速度と細胞数の試算
5.まとめ
6.参考文献
【付属資料】植物プランクト増殖速度算定に使用した関数
※事前調査解析結果はこちらから見れます(ダウンロードできます。PDFファイルです)
https://drive.google.com/file/d/1-M_P1YAmbC9wLhyJOqHcxYY5KU5IBQH8/view?usp=sharing
事前の調査解析では、最新の現地データの整理を行い、ノリの色落ちの要因とされる栄養塩の多少に大きく関与する植物プランクトンの細胞数の試算を行いました。細胞数の試算に用いた予測式は、植物プランクトンの増殖(生長)を左右する基本要素である日射量(光強さ)、水温および栄養塩(有明の場合は主に窒素N)を元に作成しました。
試算結果は、実際の植物プランクトンの変化に対して再現性の良好な期間もありましたが再現できない期間もありました。再現できないケースは上記3要素以外の要素が植物プランクトンの増殖の制限要素として係わっている可能性があります。
これらの不明な制限要素について既往の知見を元に植物プランクトン細胞数の予測式に組み込み、トライアル的な試験計算を試行しながら予測式を改良し、植物プランクトン変動の再現精度を上げることが本プロジェクトの最初のテーマとなります。
養殖ノリと競合する植物プランクトンの種類は年によっても異なりそれらを全て予測できる予測式は無理だと思いますが、近年植物プランクトンの増殖に係る知見も蓄積されてきており、ノリの色落ち問題の解明に利用できる予測式の改良・作成は可能と思います。
そして、本プロジェクトの次のテーマは実際の海域への改良した予測式を適用しながらの養殖ノリの色落ちに係る要因解明です。実際の海域では、ノリの色落ちに重要な栄養塩の動態は植物プランクトン細胞数の変動以外にも関与する重要な項目があります(参考資料3 参照)。実際の海域を想定した水質モデルに改良した予測式を取り入れて栄養塩の実際の変化の再現計算をトライアル試行し、改良した水質モデルの課題の抽出・整理しながら養殖ノリの色落ちに係る要因解明と色落ち問題への提案を目指します。
なお、養殖ノリの色落ちとの関連性が予想される現象として、近年、赤潮発生の増加傾向とタイラギやアサリなどの二枚貝の減少傾向があります(参考資料4、参考資料5および参考資料6 参照)。タイラギやアサリは、栄養塩で養殖ノリと競合する植物プランクトンを餌として利用します。タイラギやアサリが減少していることと赤潮の増加との関係やこれらの現象と養殖ノリの色落ち(栄養塩不足)との関係の解明も色落ち問題の要因解明に繋がる課題の一つです。
※参考資料3:ノリ養殖漁場の栄養塩動態イメージ図
(イメージ図概説)
ノリ養殖漁場の栄養塩動態に係る植物プランクトンや養殖ノリなどのイメージ図を示しました。水質モデルの内容もこのイメージ図に準拠しています。
ノリ養殖が行われる海域は通常は干潟を含む浅海域であり、植物プランクトン以外にも海底の表層に繁茂する付着藻類も栄養塩の競合種となっている可能性があります。また、アサリなどの貝類は養殖ノリと栄養塩で競合する植物プランクトンを餌として利用します。
実際の海域では、さらに河川からの流入、周辺水域との流れに伴う流入・流出が栄養塩の変動要因に加わる。栄養塩の現在する濃度・量だけでなく周辺からの供給量の多少がノリ、植物プランクトンの増殖(生長)と栄養塩の動態の重要な要素となります。
※参考資料4:有明海赤潮発生件数
下図から2000年頃から多くなる傾向が見られる。
(下図の出典:「有明海・八代海等総合調査評価委員会中間とりまとめ(2022年3月 環境省)」)
※参考資料5:タイラギ漁獲量の推移
下図から2000年頃以降は低迷している様子が伺えます。
(下図の出典:「有明海・八代海等総合調査評価委員会中間とりまとめ(2022年3月 環境省)」)
参考資料6:アサリ漁獲量の推移
下図から1990年頃以降低迷している様子が伺えます。
(下図の出典:「有明海・八代海等総合調査評価委員会中間とりまとめ(2022年3月 環境省)」)
資金の使い道
人件費:約220万円
諸費用(資料代、消耗品費等):約20万円
広報費:約10万円
手数料:約51万円(17.0%)
実施スケジュール
7月~8月:水質モデル作成準備作業(資料収集整理解析)
9月~10月:水質モデル作成作業(流れ、水質計算用計算モデルの作成)
11月~12月:作成モデルによる解析(モデルの改良・試験計算等)および結果のとりまとめ(提案の検討含む)
<募集方式について>
本プロジェクトはAll-or-Nothing方式で実施します。目標金額に満たない場合、計画の実行及びリターンのお届けはございません。
リターン
1) 1,000円 :お礼のメッセージ [プロジェクト開始時および終了時送付]
注記)メッセージの送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
2) 5,000円 :お礼のメッセージ [プロジェクト開始時送付]
+ 調査解析結果報告書の概要版(10~20ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限あり [プロジェクト終了時送付]
注記1)メッセージおよび報告書の送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
注記2)印刷、コピー制限のあり・なしはPDFファイルの機能を使って設定させていただく予定です。
制限ありの場合は、ファイルの文章の印刷、画面等のコピーはできません。
なお、ファイルのコピーは可能です。
3) 10,000円 :お礼のメッセージ[プロジェクト開始時送付]
+ 調査解析結果報告書の概要版(10~20ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限あり [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の本編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限あり [プロジェクト終了時送付]
注記1)メッセージおよび報告書の送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
注記2)印刷、コピー制限のあり・なしはPDFファイルの機能を使って設定させていただく予定です。
制限ありの場合は、ファイルの文章の印刷、画面等のコピーはできません。
なお、ファイルのコピーは可能です。
4) 20,000円 :お礼のメッセージ[プロジェクト開始時送付]
+ 調査解析結果報告書の概要版(10~20ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の本編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
注記1)メッセージおよび報告書の送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
注記2)印刷、コピー制限のあり・なしはPDFファイルの機能を使って設定させていただく予定です。
制限なしの場合は、ファイルの印刷、画面等のコピーの制限の設定はなしです。
なお、ファイルのコピーも可能です。
5) 50,000円 :お礼のメッセージ[プロジェクト開始時送付]
+ 調査解析結果報告書の概要版(10~20ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の本編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の資料編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
注記1)メッセージおよび報告書の送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
注記2)印刷、コピー制限のあり・なしはPDFファイルの機能を使って設定させていただく予定です。
制限なしの場合は、ファイルの印刷、画面等のコピーの制限の設定はなしです。
なお、ファイルのコピーも可能です。
6) 100,000円 :お礼のメッセージ[プロジェクト開始時送付]
+ 調査解析結果報告書の概要版(10~20ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の本編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果報告書の資料編(50~100ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト終了時送付]
+ 調査解析結果中間報告(20~50ページ程度;PDFファイル):印刷、コピー制限なし [プロジェクト中に1回(10月予定)送付]
注記1)メッセージおよび報告書の送付はメールで行いますのでメールの設定お願いします。
注記2)印刷、コピー制限のあり・なしはPDFファイルの機能を使って設定させていただく予定です。
制限なしの場合は、ファイルの印刷、画面等のコピーの制限の設定はなしです。
なお、ファイルのコピーも可能です。
最後に
有明海は開発が進みやすい閉鎖性の強い湾としてはまだ自然が多く残っています。有明海は自然的にも、漁業的にも潜在的な価値は高いと思います。有明海のような豊かな海は食の宝庫です。地球温暖化の影響も出始めています。これまでの40年超の経験が将来の持続的な生産に繋ぐ一助となればと思います。
チーム/団体/自己紹介・活動実績など
担当者:合同会社アートライフ 環境グループ 技術責任者 山田満男
(概況)
環境カウンセラー(事業者部門)登録(環境省)
eco検定合格(東京商工会議所検定試験)
担当者は生物と環境の関係(いわゆる生態系)のフィールド調査解析とその経験を活かした流れおよび水質予測計算40年超の経験者です。
(略歴)
昭和48年から昭和51年までは土木コンサルタントに所属し、ヘドロ回収試験等の海洋土木関係の業務に従事。その後生物分野に転向し、昭和59年から海洋環境コンサルタント会社において生物生態・環境調査業務に従事し、平成5年以降、それまでのフィールド経験等をベースに生態系の数値計算を担当。令和5年3月現在、合同会社アートライフ環境部に在籍。環境解析に係る総括技術責任者を担当。
(論文等)
寄稿「ヘドロ回収技術事業化試験について」山田満男,OCEAN AGE,8(5),1976
論文「人工干潟が水質浄化能に及ぼす影響の数値モデルによる解析」,西村修・木村賢史・山田満男・稲森悠平・須藤隆一,日本沿岸域学会論文集,10,1998。
(主な業績)
1)波の影響を考慮した干潟水質予測モデルの構築と運用システムの研究開発(ACT-JST科学技術振興事業団計算科学技術活用型特定研究開発事業委託研究 代表研究者 山田満男)
2)干潟生態系モデル(簡易型)
干潟等砂浜域の浄化量算定を目的とした簡易型の数値モデルの開発を行った。
3)水質予測ボックスモデル(生態系型)
水質は季節により大きく異なるため、季節変化の計算が必要となる場合が多い。
季節変化計算を行う場合は、計算期間が3年~5年程度と長くなり計算量が過大となるため、計算量の軽減を図り、3次元レベルモデルとして開発した水質予測モデル(生態系型)のボックスモデル版の開発を行った。
4)3次元流動モデルおよび水質予測モデル(生態系型)
沿岸域は河川水の影響を受け密度流が重要となる水域が多い。密度流等の鉛直流の計算が可能な3次元の多層モデルの開発を行った。
水質予測モデルは、植物・動物プランクトンの物質循環過程まで可能な低次生態系型のモデルとした。
以上
最新の活動報告
もっと見る有明ノリの色落ち問題への取り組み。面白情報-6 植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第4弾です。
2023/06/16 09:57植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第4弾です。※前図は大木氏資料からの転載です。題名:「水酸化鉄(Ⅲ)が還元されて二価の鉄イオンが生成される条件」報告者 大木淳之(北海道大学水産学部)※大木氏が提供する海洋化学の教材です(web資料)。https://repun-app.fish.hokudai.ac.jp/course/view.php?id=280#section-1鉄は海域では次のように変化しながら存在しています。〇酸素のある海水中:鉄イオン(Fe2+) =>酸化されて水酸化鉄(Fe(OH)3など)の粒子として沈殿〇無酸素化の堆積物中: =>還元されFe2+イオンとして溶出〇溶出した堆積物直上水中: =>フミン酸などの有機物と錯体形成して溶存 この、堆積物の直上水に溶出し、有機錯体鉄を形成して溶存する鉄が海洋の鉄循環にとって大事であると考えられています。鉄の海水中での存在状態についての情報も植物プランクトン予測式改良のヒントとなります。応援よろしくお願いします。 もっと見る
有明ノリの色落ち問題への取り組み。面白情報-5 植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第3弾です。
2023/06/15 10:03植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第3弾です。※前図は大木氏資料からの転載です。題名:「鉄制限-鉄制限時のSi取り込み比率(研究例紹介)」報告者 大木淳之(北海道大学水産学部) ※大木氏が提供する海洋化学の教材です(web資料)。※Takada S,Nature,1998の研究の紹介です。https://repun-app.fish.hokudai.ac.jp/course/view.php?id=254珪藻類は殻(シリカSiO2)で包まれた藻類で、ケイ素Siが生長に必要な栄養素の一つです。鉄Feが不足している場合珪藻類はケイ素Siをより多く取り込むことが報告されています。(珪藻類の栄養塩取り込み比率(原子数))鉄Feが十分にある場合 窒素N:リンP:ケイ素Si =12:1:14鉄Feが不足している場合 窒素N:リンP:ケイ素Si =12:1:31これは、珪藻類は鉄を含め栄養塩(N,P,Si)が十分にある場合は分裂(生長)が速く殻は薄くなり、ケイ素Siの取り込みが少なくなり、逆に、栄養状態が悪い場合は分裂が遅くなり殻が厚くなり、ケイ素Siの取り込みが多くなると考えられています。今回の予測の主対象は珪藻の植物プランクトン(スケレトネマなど)となることが予想されます。栄養塩の条件によってケイ素Siの利用量が変わることは予測式改良の検討事項の一つになります。応援よろしくお願いします。 もっと見る
有明ノリの色落ち問題への取り組み。面白情報-4 植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第2弾です。
2023/06/14 07:42植物プランクトン予測式の改良のヒントとなる資料の紹介第2弾です。※前図は下記資料から転載しています。題名:「海の栄養成分とは何か」報告者 大木淳之(北海道大学水産学部)※大木氏が提供する海洋化学の教材です(web資料)。https://repun-app.fish.hokudai.ac.jp/course/view.php?id=245ノリの色落ち問題で対象となる植物プランクトン等の海洋植物の生長に不足しがちな成分を陸上植物と比べながら分かり易く解説しています。なお、生長に必要な成分には陸上植物と違いはありません。(陸上植物)必要な栄養成分(窒素、リン等)は身の回りに存在し、不足しがちな成分は「水」です。(海洋植物)海では栄養成分は周囲や深層に輸送され分散します。不足しがちな成分は窒素N,リンP,ケイ素Si,鉄Fe,マンガンMnなどです。これらの不足しがちな成分は生長(増殖)の制限要因となる可能性のある栄養塩であり予測式改良の際の検討対象候補になります。応援よろしくお願いします。 もっと見る
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