研究プロジェクト

本研究

プロジェクト区分	FR
プロジェクト番号	C-04
プロジェクト名	北東アジアの人間活動が北太平洋の生物生産に与える影響評価
プロジェクト名(略称)	アムール・オホーツクプロジェクト
プロジェクトリーダー	白岩孝行
プログラム/研究軸	循環領域プログラム
ホームページ	http://www.chikyu.ac.jp/AMORE/
キーワード	魚付林、土地利用、陸面改変、物質循環、溶存鉄、植物プランクトン、オホーツク海、アムール川、親潮

○研究目的と内容

研究目的：アムール川流域とオホーツク海・北部北太平洋親潮域とを結ぶ鉄を介した生態システムとしての「巨大」魚付林を実証し、近年の温暖化等の環境変動と急速な土地利用変化によって将来劣化が予想される本システムをいかにして持続可能な状態で利用していくかという方策に対するアジェンダを作成すること。

研究の背景：従来の自然科学では、沿岸は別として、陸域と外洋域が物質循環や生態系として繋がっているという認識はなかった。本プロジェクトは、アムール川流域から河口域に運ばれる溶存鉄や腐植物質錯体鉄が、オホーツク海の中層水に取り込まれ、遠く北部北太平洋親潮域に輸送されることによって、同地域の基礎生産を支えているという仮説を提唱した。これを立証することにより、従来、地球環境学にはなかった、大陸と外洋の物質的・生態的つながりを世界ではじめて提示することができる。また、これらの地域に暮らし、この生態系に依存して生計を立てている人々は、システムの範囲が広大なため、相互に利害を享受しているという認識を共有しにくい。このため、この地域において、陸域と海洋の環境を統合的に管理するためには、国境を越えてシステムに依存する人々が連携し、共同で保全管理することのできる社会制度の構築が強く求められている。

海洋生態系や水産資源の変動は、従来、自然変動と漁獲圧の双方に起因すると考えられてきた。我々は、もうひとつの要因として、大陸規模の陸面に対する人為的擾乱が、沿岸域だけでなく外洋域にも影響を及ぼしうることを仮説として主張している。この仮説が立証されれば、海洋生態系の保護や水産資源の持続的な利用に対し、土地利用の方法も考慮しなければならないという新しい視点が得られることになる。土地利用は農業・林業・工業に代表されるように、人類生存の基盤である一方、近視眼的な政策によって決められ、様々な弊害をもたらす場合も多い。陸と海の生態系を持続可能な状態に保ちつつ、人類の福祉に貢献するための土地利用のあり方を考えることは、将来世代の永続的な繁栄にとっては死活的な問題であり、本プロジェクトで得られる成果が、その一助となることを期待している。

本プロジェクトは「循環」プログラムに所属する。以下の新しい循環に関する概念を提示したいと考えている。１）大陸‐外洋をつなぐ物質循環とそれによって支えられる生態系；２）「巨大」魚付林を巡るヒト・モノ・情報の循環。一方、本プロジェクトは、水産資源、林業、農業などを通じ、「資源」プログラムに、また、越境するヒト・モノ・情報の移動や転換を通じて「地球地域」プログラムにも関連している。これらの三つのプログラムと連携し、地球環境学における「循環」の１）ネットワーク、２）越境、３）偏在性・再生産性、４）コモンズ、という概念構築に貢献したいと考えている。

○本年度の課題と成果

１) 本年度の研究課題

1) 巨大魚付林システム機構の完全解明

a) アムール川からオホーツク海に流入する鉄フラックス変動とオホーツク海と太平洋の基礎生産変動の直接・間接的関係の把握

b) オホーツク海と親潮において消費されるアムール川起源の鉄とそれ以外の鉄の量的把握

c) アムール川の溶存鉄および腐植フラックスとアムール川の水位の関係解明

d) 土地利用変化が溶存鉄流出にあたえる影響の数値シミュレーションによる評価

e) 三江平原における湿原干拓が長期的な鉄フラックス変動に与える影響評価

f) 鉄輸送を考慮した海洋循環モデルの構築と鉄が基礎生産に与える影響のシミュレーション

2) 巨大魚付林における社会経済的側面の定量的理解

a) ロシアの森林政策変化の把握とそれが森林火災や森林管理に与える影響評価

b) ロシア極東における木材貿易の変動とそれが森林管理および森林産業に与える影響評価

c) 三江平原における灌漑システムと地下水揚水の関係解明

3) 巨大魚付林保全のためのアジェンダ設定

a) 利害享受者を巨大魚付林保全に向かわせる「北東アジア巨大魚付林パートナーシップ」の構築

b) 巨大魚付林保全アジェンダの包括的提案

4) プロジェクト終了シンポジウムの実施と、プロジェクト成果としてのアジェンダ提出

5）プロジェクト成果の出版

２）本年度に挙げ得た成果

1) ５年間にわたる親潮域における表層の鉄・硝酸塩濃度の各月観測の結果、秋から春にかけて混合層が深くなる時期に鉄と硝酸濃度が上昇し、春季ブルームによって鉄と硝酸が消費される季節変動が明らかとなった。硝酸が余っているにも関わらず、鉄が欠乏することがしばしば観測されることから、親潮では、鉄が基礎生産を律速する証拠を見出した。親潮におけるアムール川起源の鉄の基礎生産に果たす貢献度は、約40%と見積もられた。残りの60%の鉄は微生物ループを通じたリサイクルで生じるものであるが、その元来の起源が河川由来か、大気起源かについては、同定できていない。

1996 年～1998 年にアムール川の鉄フラックスが急上昇する現象が認められた。そのオホーツク海や親潮への直接的な影響については、現時点では解明できていない。数値シミュレーションによる評価では、三江平原で急速に進行している高濃度の鉄を含む地下水揚水により、最大で急上昇量の２割-３割程度は説明できることがわかった。しかし、残りの７割-８割については原因を特定できなかった。おそらくは、アムール川の洪水に際して、氾濫原に広がる鉄が河川に集積するためであろう。構築した陸面モデルによる数値シミュレーションによれば、三江平原の湿原がすべて干拓されて耕作地となった場合、アムール川がオホーツク海に供給する鉄は20％減少し、湿原の面積が今のほぼ倍（27 万km²）であった1930 年代には、オホーツク海に流入していた鉄は今よりも平均して20％多かったと推定された。

2）三江平原の国有農場を対象に、1999 年時点の水資源開発と利用について調査した結果、灌漑方式は、1）井戸灌漑（76.6%）、2）ポンプアップ（10.0%）、3）自然流下（7.9%）、4）ダム（5.4%）と、圧倒的に井戸灌漑への依存率が大きいことが判明した。その結果、国有農場では急速な地下水位の低下が生じており、もはや三江平原の水田農耕は持続可能であるとは言い難い状況にあることがわかった。

3)2009 年10 月20-22 日にかけて、アムール・オホーツクプロジェクトと地下プロジェクトが協力し、第4 回地球研国際シンポジウム「境界のジレンマ－新しい流域概念の構築に向けて－」を主催した。三日間にわたる集中討議を経て、大陸規模の流域と外洋をつなぐ物質循環系および生態系連環が存在することを確認し、Statement の作成を通じて、新しい流域の概念を学術界に問いかけた。

2009 年11 月7 日-8 日にかけて、国際シンポジウム「オホーツク海の環境保全に向けた日中露の取り組みにむけて」を主催し、発表者33 名、のべ参加者250 名がアムール川流域とオホーツク海の保全について集中討議を行った。また、アムール川流域とオホーツク海の持続可能な発展と環境保全を学術的な視点から進める必要性を全員一致で可決し、４カ国語で作成された共同声明を採択した。この中で、情報の共有化、共同環境モニタリングに向けた協力、２年に一回の定例会議を開催することを目的とした多国間学術ネットワーク「アムール・オホーツクコンソーシアム」設立を決めた。

３）研究体制

・研究体制については、昨年までの１０グループによる個別課題への取り組みを継続しつつ、今年度はグループを越えて、プロジェクトの最終目標である巨大魚付林システムの解明とその保全について積極的に討議を行う機会を設けた。具体的には、3 月28 日の「Hazard and Benefit of a Northern River: TheAmur River and the impact of Land Use Changes」（東京）、9 月6 日- 12 日の「Land cover and land use changes in North East Asia: problems of sustainable nature management」（ウラジオストック）、10 月20 日- 22 日の「境界のジレンマ－新しい流域概念の構築に向けて－」（京都）、11 月7－8日の「オホーツク海の環境保全に向けた日中露の取り組みにむけて」（札幌）という四つの国際シンポジウムを通じ、国内外のメンバーが、本プロジェクトのとりまとめに向けて集中討議を行った。

・本プロジェクトの成果を具体的な政策提言に結びつけるべく、従来のプロジェクトメンバーの枠を越え、積極的に他機関と交流を行い、政策提言につながる道を模索した。交流した機関は、知床科学委員会、外務省、環境省、国際科学技術センター(ISTC)、ヘルシンキ委員会(HELCOM)、京都大学フィールド科学教育研究センター、北海道大学低温研・スラブ研究センター、国土交通省北海道開発局など。

・本年度の予算計画においては、上記の対外機関との交流に関わる旅費、および2009 年11 月7－8 日と2010 年1 月19－20 日に主催する二つの国際シンポジウムに必要な経費に大きな割合を割いている

○共同研究者名(所属・役職・研究分担事項）

◎ 白岩　孝行 ( 総合地球環境学研究所・准教授・総括・陸面地理情報・氷コア解析 )

グループ1：オホーツク海・北太平洋の海洋物理学

○ 大島慶一郎 ( 北海道大学低温科学研究所・教授・海洋の物理構造解析 )

□ 若土　正曉 ( 北海道大学低温科学研究所・名誉教授・海洋の物理構造解析 )

深町　　康 ( 北海道大学低温科学研究所・助手・海洋の物理構造解析 )

安田　一郎 ( 東京大学海洋研究所・教授・海洋の物理構造解析 )

グループ2：オホーツク海と北部北太平洋における地球化学及び生物学

○ 中塚　　武 ( 名古屋大学大学院環境学研究科・教授・海洋の地球化学 )

○ 久万　健志 ( 北海道大学大学院水産科学研究院・教授・オホーツク海の鉄分析 )

杉江　恒二 ( 財団法人　電力中央研究所　環境科学研究所・特別契約研究員・海洋生物地球化学 )

鈴木　光次 ( 北海道大学大学院地球環境科学研究院・准教授・海洋生物地球化学 )

関　　　宰 ( 北海道大学大学院地球環境科学研究院・学術振興会特別研究員（ＰＤ）・海底堆積物分析 )

宗林　留美 ( 静岡大学理学部・助教・動物プランクトン )

津田　　敦 ( 東京大学海洋研究所・准教授・北部北太平洋のプランクトン分析 )

西岡　　純 ( 北海道大学低温科学研究所・准教授・海洋の微量金属分析 )

松永　勝彦 ( 四日市大学環境情報学部・教授・海の鉄分析 )

芳村　　毅 ( 財団法人電力中央研究所環境科学研究所・主任研究員・生物地球化学 )

グループ3：アムール川からオホーツク海への生物地球化学的な物質の輸送

○ 長尾　誠也 ( 北海道大学大学院地球環境科学研究院・准教授・腐植物質分析 )

兒玉　宏樹 ( 佐賀大学総合分析実験センター・準教授・土壌の生物地球化学 )

寺島　元基 ( 独立行政法人日本原子力研究開発機構・特定課題推進員・腐植物質分析 )

グループ4：アムール川流域からアムール川への生物地球化学的輸送メカニズム

○ 柴田　英昭 ( 北海道大学北方生物圏フィールド科学センター・准教授・陸面生物地球化学過程 )

○ 楊　　宗興 ( 東京農工大学農学部・准教授・土壌の生物地球化学 )

川東　正幸 ( 日本大学生物資源科学部・講師・土壌科学、土壌生態学 )

グループ5：アムール川流域における人為的影響の背景

○ 柿澤　宏昭 ( 北海道大学大学院農学研究院・教授・森林管理政策 )

岩下　明裕 ( 北海道大学スラブ研究センター・教授・中国、ロシアの政治背景 )

坂下　明彦 ( 北海道大学北方圏フィールド科学センター・教授・農業経済学と土地利用の歴史 )

朴　　　紅 ( 北海道大学大学院農学研究院・准教授・三江平原の農業経済 )

山根　正伸 ( 神奈川県自然環境保全センター研究部・専門研究員・森林変化背景解析 )

グループ6：アムール川流域における土地利用変化の空間的・歴史的変遷の把握

○ 春山　成子 ( 三重大学大学院生物資源学研究科・准教授・土地利用変化の空間分布解析 )

○ 近藤　昭彦 ( 千葉大学環境リモートセンシング研究センター・教授・陸面変化解析 )

氷見山幸夫 ( 北海道教育大学教育学部旭川校・教授・土地利用変化とその背景解析 )

室岡　瑞恵 ( 北海道立網走水産試験場・研究職員・衛星による陸面改変解析 )

山縣耕太郎 ( 上越教育大学学校教育学部・准教授・陸面の時間変化復元 )

グループ7：大気を通じた陸起源物質の輸送過程

○ 的場　澄人 ( 北海道大学低温科学研究所・助手・氷コア中の微量金属分析 )

○ 植松　光夫 ( 東京大学海洋研究所・教授・エアロゾル解析 )

□ 中尾　正義 ( 大学共同利用機関法人人間文化研究機構・理事・ダスト変動解析 )

□ 成田　英器 ( 北海道大学低温科学研究所・研究補佐員・雪氷物理学 )

南　　秀樹 ( 東海大学生物理工学部・准教授・エアロゾル分析 )

安成　哲平 ( NASA Goddard Space Flight Center・研究員・気象学、雪氷学、気候学 )

佐々木央岳 ( 北海道大学大学院環境科学院・大学院生・アイスコアを用いた古環境復元 )

グループ8：アムール川流域における水文気象学的、及び水文化学的状態の自然変動

○ 大西　健夫 ( 岐阜大学流域圏科学研究センター・助教・水文化学モデリング )

立花　義裕 ( 三重大学大学院生物資源学研究科・教授・アムール川の流量解析 )

窪田　順平 ( 総合地球環境学研究所・准教授・河川水文のモデリング )

高原　　光 ( 京都府立大学大学院生命環境科学学研究科・教授・花粉分析によるアムール川流域の植生変動解析 )

グループ9：オホーツク海、及び、北部北太平洋における生物生産のモデリング

○ 三寺　史夫 ( 北海道大学大学低温科学研究所・教授・海洋循環モデリング )

○ 岸　　道郎 ( 北海道大学大学院水産科学研究院・教授・海洋生態系モデルリング )

○ 松田　裕之 ( 横浜国立大学大学院環境情報研究院・教授・海洋の水産資源変動理論 )

荒井　信雄 ( 北海道大学スラブ研究センター・教授・極東の水産経済分析 )

齊藤　誠一 ( 北海道大学大学院水産科学研究院・教授・衛星による一次生産評価 )

杉本隆成 ( 東海大学海洋学部清水校舎・教授・沿岸海洋物理学 )

グループ　１０　　”巨大”魚付林の持続可能な利用の為の制度構築　（仮称）

○ 花松　泰倫 ( 総合地球環境学研究所・プロジェクト研究員・国際法 )

堀口　健夫 ( 北海道大学大学院公共政策学連携研究部・准教授・国際法 )

遠藤　崇浩 ( 総合地球環境学研究所・助教・流域管理政策 )

海外研究者

SERGIRNKO, Valentine ( ロシア科学アカデミー極東支部・議長・大気化学 )

SHCHEKA, Oleg ( ロシア沿海州国際協力観光局・局長・微量金属 )

VORONOV, Boris A. ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・所長・アムール川流域保全 )

MAKHINOV, Alexey N. ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・副所長・アムール川水文学 )

KONDRATJEVA, Lyubov ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・教授・アムール川の汚染 )

SHAMOV,Vladimir V. ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・主任研究員・森林水文学 )

Shesterkin. Vladimir P. ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・主任研究員・生物地球化学 )

KIM，Vladimir ( ロシア科学アカデミー極東支部水・生態学研究所・研究員・生物地球化学 )

BAKLANOV, Peter Ya. ( ロシア科学アカデミー極東支部太平洋地理学研究所・所長・経済地理学 )

GANZEI, Sergry S. ( ロシア科学アカデミー極東支部太平洋地理学研究所・副所長・アムール川の土地利用変化 )

EMORSHIN, VICTOR V ( ロシア科学アカデミー極東支部太平洋地理学研究所・ＧＩＳセンター長・地理情報システム )

MISHINA, Natalya ( ロシア科学アカデミー太平洋地理研究所・研究員・地理学 )

Ishonin, Mikhail ( 極東水文気象局（ロシア）・所長・水文気象データの管理 )

GAVRILOV, Alexandr V. ( 極東水文気象局（ロシア）・局長・水文気象データの管理 )

VOLKOV, Yuri N. ( ロシア極東水文気象研究所・所長・海洋物理学 )

Yaroslav D. Muravyev ( ロシア科学アカデミー極東支部火山地震学研究所・副所長・火山地震学 )

張　柏　Zhang Bai ( 中国科学院東北地理・農業生態研究所・副所長（教授）・森林生態学 )

閻　百興　Yan Baixing ( 中国科学院東北地理農業生態研究所・教授・土壌地球化学 )

王　徳宣　WANG, Dexuan ( 中国科学院東北地理農業生態研究所・教授・土壌地球化学 )

王　宗明　WANG, Zongming ( 中国科学院東北地理・農業生態研究所・助教授・地理学 )

陳　欣　Chen Xin ( 中国科学院応用生態研究所・副所長・土壌地球化学 )

陈利军 CHEN, Lijun ( 中国科学院応用生態研究所・教授・土壌地球化学 )

迟光宇 GUANGYU, Chi ( 中国科学院応用生態研究所・助手・土壌地球化学 )

蔡　体久　CAI Tijiu ( 東北林業大学林学院（中国）・教授・森林水文学 )

国　喜　GUO qingxi ( 東北林業大学林学院（中国）・教授・森林水文学とGISモデリング )

胡　海清　HU Haiqing ( 東北林業大学林学院（中国）・教授・アムール川の森林火災 )

谷　金鉾　GU Jinfeng ( 東北林業大学林学院（中国）・研究員・森林学 )

石　福臣　SHI Fuchen ( 南開大学生命科学学院（中国）・教授・森林生態学 )

徐　小牛　Xu Xiaoniu ( 安徽農業大学林学・造園学園（中国）・教授・森林生態学・造林学 )

○今後の課題

・本プロジェクトを通じて痛感した最大の問題は、越境環境問題について我が国と直接利害関係にある中国、およびロシアとの共同研究の困難さであった。サンプルや情報の自由な共有がままならず、時として日本側の研究者のモチベーションを維持することがプロジェクトリーダーの最大の懸念になった。しかし、明確な仮説と既存の科学的成果を両国に粘り強く提示することにより、プロジェクトが進行するにつれ、各国の研究者間にあった溝は埋まり、最終的には三カ国の学術ネットワークである「アムール・オホーツクコンソーシアム」の設立にたどり着くことができた。本プロジェクトが提示した様々な問題の解決に向けた第一歩として、議論のための共通な土台ができたことに満足している。

・本プロジェクトは、企画段階から、問題解決およびそのための政策提言を目標としてきたプロジェクトである。地球研の第二期中期計画の根幹をなす基幹研究ハブおよび未来設計イニシアティブのキーワードである「設計科学」の具体化は、理論的な考察とともに、このような具体的課題の実践を通じてはじめて前進するのではなかろうか。

・地球研のプロジェクトは、５年間の期限で終了し、データや情報などの共有できる資源をのぞき、プロジェクトの成果を地球研に蓄積していくことが難しい状況にある。このための措置として、CCPCが設立されたわけであるが、限られた人材で様々なプロジェクトの遺産を活用することは困難である。「アムール・オホーツクコンソーシアム」の今後の運営にあたり、地球研になんらかの機能を残したいと考えているが、現時点では人的・財政的サポートが期待できないことから難しい。地球研自身が推進したプロジェクトをより有効な形で継承しくためにも、なんらかの有効な仕組みが望まれる。具体例①プロジェクトリーダーの永年客員研究員制度、②プロジェクトフォローアップ基金、など。

著書（執筆等）

【分担執筆】

・山根正伸 2008年07月ロシア材輸入国の動向、中国. 国際環境NGOFoE Japan、地球・人間環境フォーラム編著編フェアウッド、森林を破壊しない木材調達. 日本林業調査会, pp.164-171.

・白岩孝行 2008年03月風と水で結ばれた巨大魚付林. 地球の処方箋. 地球研叢書. 昭和堂, pp.192-196.

・大西健夫 2008年03月海を豊かにする湿地の鉄. 地球の処方箋. 地球研叢書. 昭和堂, pp.188-191.

・山根正伸 2008年02月転換期を迎えた北東アジアの木材貿易－ロシア，中国の最近の動き . 有馬　孝礼　・　辻　陽明編森林環境２００８. （財）森林文化協会, 朝日新聞社, pp.138-146.

・白岩孝行 2007年08月第12章カムチャツカ半島の氷河に残される北部北太平洋の気候変動. 立花　義裕　・　本田　明治編オホーツク海の気象－大気と海洋の双方向作用－. 気象研究ノート, 第214号. 日本気象学会, 東京都千代田区, pp.157-169.

・大島慶一郎 2007年08月第2章　大気海洋間熱フラックスから見たオホーツク海の海氷. 立花　義裕　・　本田　明治編オホーツク海の気象　－大気と海洋の双方向作用－. 気象研究ノート, 第214号. 日本気象学会, 東京都千代田区, pp.9-18.

・春山成子・増田佳孝 2007年アムール川中流地域の土地利用変化. アジア研究所編アジア諸国の環境問題：RIO+10の検証. アジア研究所, pp.101-116.

著書（編集等）

【編集・共編】

・立花　義裕　・　本田　明治編 2007年08月オホーツク海の気象　－大気と海洋の双方向作用－. 気象研究ノート, 第214号. 日本気象学会, 東京都千代田区, 178pp.