今般、サブワーキンググループ（SWG）の一つとして設置した生態系SWGにおいて、東日本大震災による海洋生態系影響の実態把握と今後の対応策の検討についての提言を別添の通り取りまとめました。

東日本大震災では、原発事故に起因する深刻な海洋放射能汚染に加えて、津波による直接的・間接的影響により、極めて広範囲にわたって海洋生物の生息環境そのものが脅かされていると危惧されます。この提言では、「津波による藻場・干潟の物理的被害」「瓦礫・化学物質の流出・負荷」「陸から海洋への物質輸送プロセスの変化」「養殖生物に関わる問題」「深海底における高濁度水の形成」について論じ、震災に関わる海洋生態系への影響把握とその対策を含め、今後の調査研究の方向性について取りまとめたものです。特に津波被害の甚大であった東北地方の長期的な復興には、豊かな沿岸生態系の回復が不可欠であり、そのためには、海洋生態系への影響調査を早急に行うことが求められます。原発事故が未だ収束せず、生活・産業基盤の復興が急がれる中、我々日本海洋学会会員をはじめとする海洋環境研究に携わる者は、その研究資源やインフラストラクチャーを有効に活用し、被災地の研究活動に貢献できるよう努めることが求められます。そのために、研究者間の情報流通を図り、必要な研究テーマへの選択と集中、研究活動の効率化と有機的な連携を図ることが重要です。さらに、研究活動から得られる生態系に関する情報を分かりやすくまとめ、国民や政策決定者に伝達する広報・アウトリーチ活動も、震災からの復興にとって本質的に重要であると考えております。

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2011年9月8日

東日本大震災による海洋生態系影響の実態把握と今後の対応策の検討（提言）

日本海洋学会

震災対応ワーキンググループ

生態系サブワーキンググループ

はじめに

我が国に空前の被害をもたらした東日本大震災の発生からすでに半年が経過しようとしている。地震と直後に発生した大津波は一瞬にして多くの尊い人命を奪うとともに、住居や農地、交通機関、港湾施設、各種の公共インフラなど、被災地の生活基盤・産業基盤そのものを容赦なく破壊した。さらに福島第一原子力発電所では、水素爆発と汚染水の漏洩により大量の放射性物質が環境中に放出され、未曾有の放射能汚染を引き起こしている。放射能汚染は極めて深刻であり、その全容解明が急務であるが、東日本大震災によってもたらされた環境への影響はそればかりではない。海洋生態系について見ると、津波による直接的・物理的攪乱、陸上からの瓦礫や化学物質の流出、震源域近傍における深海底の擾乱など、極めて広範囲にわたって海洋生物の生息環境そのものが脅かされていることが危惧される。

津波の被害は特に太平洋に面した東北4県（青森県、岩手県、宮城県、福島県）および茨城県において甚大であった。これら5県の海岸線の総延長は1,862kmにも達し（青森県は太平洋岸以外も含む）、そこで育まれていた豊かな沿岸海洋生態系における津波被害の実態・全容は未だ明らかにはなっていない。短期的には被災地の生活基盤・産業基盤の復旧・復興に向けた取り組みが重点的になされるべきであることに異論はない。しかし、陸（森）と人（里・町）と海が一体となって培われてきた東日本、特に東北地方沿岸地域の社会・環境システムの復興をより長期的な視点で捉えるとき、震災による海洋生態系の変化と影響の実態をできる限り早急に把握しておくことが求められる。日本海洋学会は平成23年4月に震災対応ワーキンググループを組織し、サブワーキンググループの一つとして、生態系サブワーキンググループ（生態系SWG）を設置した。生態系SWGは「海洋生態系変化の実態把握と今後の対応策の検討と提言」を目的とし、情報の収集とできうる範囲での対応策を議論してきた。

本提言は、東日本大震災による海洋生態系への影響把握を早急に行うことに加え、調査を進める上で考慮すべき点、想定される問題などについて論じ、その対策を含め今後の調査研究の方向性について取りまとめたものである。

1. 津波による藻場・干潟の物理的被害

これまで海流等の分布等に応じた生態系の地理的な差異に着目し、日本近海の海域を区分する試みがなされてきた。大型藻類相による海域区分の例（徳田ら, 1991）によると、青森県から岩手県にかけては海域区分III「常に親潮寒流の影響を受けている亜寒帯域。コンブ場の主要構成種となるコンブ類や、ガラモ場（ヒバマタ類）の繁茂が目立ち、アマモ場の構成種であるスガモが、特徴的に出現する」に区分される。また、牡鹿半島以南の宮城、福島、茨城の各県は海域区分II「黒潮の影響を受けている。温帯性の海藻に富み、アラメ場、ガラモ場、ワカメ場及びテングサ場の構成種が繁茂する」とされている。表1に東北－北関東沿岸各県の藻場および干潟面積をまとめた。5県の合計で約29,000 haの広大な藻場が繁茂し、また700 haの面積を持つ福島県松川浦干潟をはじめ、これらの海域には貴重な干潟が多く存在していることが分かる。

表1: 青森県から茨城県にかけての海岸線の長さと藻場および干潟面積

海岸線：環境庁自然保護局・アジア航測（1994）「海岸調査報告書　全国版」
干潟：環境省自然環境局生物多様性センター、自然環境情報GIS提供システムhttp://www.biodic.go.jp/trialSystem/top.html
藻場：環境庁自然保護局（1994）第4回自然環境保全基礎調査「海域生物環境調査報告書（干潟、藻場、サンゴ礁調査）第2巻　藻場」

これら藻場や干潟に代表される沿岸海洋生態系は、単位面積あたりの生産性が熱帯雨林の2～11倍と極めて高いと見積もられている（国連環境計画, 2009）。この高い生産性はコンブ類やホンダワラ類などの大形海藻群落、アマモ類などの海草類、あるいは干潟の付着微細藻類など様々な一次生産者が担っており、多様な生物相からなる独自の生態系が構成されている。さらに過剰な有機物の分解や栄養塩の除去などの天然の浄化機構として重要な役割を果たしており、沿岸海洋生態系から受ける恩恵は計り知れない。

岩礁帯に繁茂する海藻群落に関しては、津波の押し波と、とりわけ引き波による強い流れによってその多くが流出した可能性が危惧される。しかし、海藻類の生物量はもとより季節変動も大きく、津波による影響を短期的に評価・検証することは困難である。一部で開始された現場調査報告（東京大学大気海洋研究所震災復興関連調査研究、河村, 2011a, b; 小松, 2011）によると、陸上で津波の被害の大きかった地域でも、難を逃れた海藻群落が数多く健在することが伝えられており、ここから胞子が漂着することによって藻場が再生・回復することが期待される。しかし、生産性やさらに底生動物や魚類まで含めた生物の多様性が震災前のレベルに回復するには、ある程度の時間を要すると考えられ、経過を見守るためにも長期的・継続的なモニタリングが必要である。

一方、砂質の海草帯や干潟への津波の影響はより深刻である。岩礁帯では表面の生物相の一部への被害と言えるが、海草帯と干潟ではその生態系を構成する地形そのものの破壊、すなわち、基盤ごと文字通り根こそぎ破壊された例が報告されている。岩手県大槌湾では、湾奥に位置し、湾に流入する三つの河川の中でも最も流量の大きな鵜住居川の河口付近が大きく破壊され、河口部を形成していた砂州が流出した（永田・福田, 2011）。この河口付近の根浜海岸にはアマモ場が形成されていたが、津波によりアマモ場を含め海岸の砂浜自体が消滅した状態である。

さらに、干潟、藻場、岩礁生態系、漂泳生態系などは、お互いに独立した生態系ではなく、生物による各生態系間の移動（例えば、幼生分散や産卵場と生育場など）、栄養塩をめぐる競合などで、お互いに作用を及ぼし合っており、被害の少ない生態系においても他からの波及効果により、今後、どのような影響があるかは予断を許さない。また、東北沿岸の生態系は各湾である程度の独立性を持ちながらも、遺伝的または個体群レベルで連結性（connectivity）を持っていることが予想され、津波による擾乱で、個体群が分断されたり、遺伝的多様性が減少したりする可能性があり、これらの影響が生態系の復元力（resilience）を減少させるかもしれない。

地形の回復には生物相の回復以上に長い年月を要するであろう。また、回復途上の脆弱な地形・生態系は台風や出水による影響を容易に受けると推定され、環境改善・回復を人為的に加速させるミチゲーション（緩和）技術の導入も考慮すべきである。いずれにせよ、被害の実状を明らかにするとともに、海域の特性や回復の状況に応じた対処手法を検討するための基礎的な情報収集体制の構築が急務である。

2. 瓦礫・化学物質の流出・負荷

津波被害の映像を見ると、民家や公共施設の惨状に加えて、沿岸部に立地する化学工場や石油備蓄基地等の巨大なタンクが大きく破壊されていることが分かる。海岸部に貯蔵されていた化学物質や石油などについて、流出量や流出した物質の詳細は明らかになっていない。また津波の引き波に伴って大量の瓦礫が海へと引き込まれ、その後、周辺の沿岸海域はもちろん外洋域を含めた広範囲にわたって瓦礫が拡散してゆく様子も伝えられている。工業製品、建材、家電品、自動車など大量の瓦礫が海洋に流出したが、それらに含まれている化学物質の負荷についても影響が懸念されている（田辺, 2011）。例えば、廃トランス・コンデンサーに含まれるPCB（ポリ塩化ビフェニール）は、2001年にPCB処理に関する特別措置法の設置に基づき、国の委託を受けた日本環境安全事業株式会社（JESCO）の全国5か所の処理施設において順次無害化の処理が進められていた。東日本地域では東京事業所（東京都中央防波堤内側埋立地内）、および北海道事業所（北海道室蘭港内）が稼働しているが、いずれの施設も地震・津波による大きな被害は無く、また、運搬中のトランス、コンデンサについても地震による問題は発生していないことが確認されている（JESCO, 「平成23 年東北地方太平洋沖地震による当社施設への影響について」, http://www.jesconet.co.jp/company/pdf/prelease110315.pdf）。しかし、被災地の電力会社や事業者に保管されていたPCB含有製品・廃棄物が、津波によってどの程度海にさらわれる事態となっているのか、環境省は各自治体から情報を収集しているがその実態はつかめていない。

海域の水質と底質について、環境省は、6月3日から20日にかけて海洋環境のモニタリング調査を実施している（http://www.env.go.jp/jishin/monitoring/result_me110722.pdf）。調査項目は、人の健康の保護に関する環境基準（健康項目）、ダイオキシン類、炭化水素、臭素系難燃剤、有機フッ素化合物、その他の有害化学物質などである。健康項目とダイオキシン類については、いずれの測点においても環境基準値を下回っていた。他の項目については、一部の測点において他よりも相対的に高い値が見つかっており、続報を待ってより詳細な評価が行われるところである。このような環境モニタリングは今後も引き続き継続することが重要である。津波によって自動車や船舶が海底へとさらわれていった様子が伝えられているが、これらに搭載されたバッテリーに含まれる重金属による影響は腐食の進行にともなう流出が懸念され、長期的な調査が必要である。

このように震災直後に津波によって流出した物質に加えて、今後は大量の震災廃棄物処理・焼却に伴うダイオキシン類の生成や汚染にも注意する必要がある。環境省の推計によれば、岩手県、宮城県、福島県の3 県の沿岸市町村で発生した瓦礫の量は合計で約2,320 万トンに上る（「沿岸市町村の災害廃棄物処理の進捗状況」http://www.env.go.jp/jishin/shori110830.pdf）。大量の廃棄物を安全に処理できる高温の焼却炉は全国に設置されているが、これら膨大な廃棄物を速やかに処理することは不可能である。また福島県の災害廃棄物については放射能汚染への懸念により、県外での処理が難しくなっているという問題も出ている。このため、ダイオキシン類等有害物質の生成と汚染拡大につながる野焼きや低温での焼却による処理が行われる可能性が懸念される。

3. 陸から海洋への物質輸送プロセスの変化

地震と津波により各地のライフラインは大きな被害を受け、沿岸部の下水処理施設の多くも壊滅的な打撃を受けた。被害が甚大だった福島、岩手、宮城県沿岸部では10か所以上で施設が停止し、復旧には長期間を要するとされている。東北地方沿岸域では陸からの豊富な栄養塩の供給を受けて豊かな海洋生態系が成り立っている。農地利用や上下水システムなどといった人間活動も、陸から海への物質供給プロセスの一環である。これまで下水処理によって放出が制御されていた窒素やリンなどの栄養塩、あるいは有機物が沿岸海域に直接流出することによって、海の栄養環境や栄養塩組成比などが大きく変わることが考えられる。このような水質の変化は海域の富栄養化や有機汚濁をもたらす可能性が危惧され、さらにはプランクトン構成種やプランクトンを起点とする食物連鎖網の構造、生物多様性に対しても影響を与えかねない。一方、被災地の中には居住地の大規模な移転などによって、これまで栄養物質のソースとなっていた隣接する陸上での人間活動そのものが大きく縮小してしまうような場合すら想定され、沿岸生態系の貧栄養化が起こる可能性も考えうる。陸から海への物質輸送プロセスは、復興の方向性や進展状況により刻々と変わっていくであろう。また、そのシステムも極めて複雑である。沿岸域でのモニタリングばかりでなく、陸水学、農学、土壌学および都市工学等との学際的な連携による包括的な研究が必須である。

4. 養殖生物に関わる問題

被災地沿岸域の多くは従来養殖漁業が活発であった。カキ、ホタテ、アワビなどの貝類、ワカメに代表される海藻類、あるいはギンザケなどの魚類養殖が知られている。天然に比べて高密度で生産される養殖システムでは、自然施肥にせよ人工的な施肥にせよ海域の物質循環に大きく寄与していることから、津波による養殖施設の損壊は単に水産業の視点ばかりでなく、自然界も含めた周辺海洋生態系への影響も合わせて考慮する必要がある。また、養殖生物に関連して、震災後岩手と青森両県の沿岸部で普段は揚がらないギンザケが豊漁となっており、津波によって壊れた宮城県沖合の養殖場から逃げ出した数百万匹のギンザケが北上したものとみられている。東北区水産研究所によると養殖サケの特徴と一致するという。また、水産資源の回復を目的として域外からの新たな種苗投入が検討されているとも伝わる。在来種との交雑や競合などといった潜在的な影響についても注意深く検討することが重要である。

5. 深海底における高濁度水の形成

震災直後に実施された海洋研究開発機構深海調査研究船「かいれい」による東北地方太平洋沖地震震源域・津波波源域の海底地形調査によると、海溝軸付近の海底（水深約7600 m）に幅約1500 m、高さ約50 mにわたり、海底地すべりによると推定される地形変化が報告されている（http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20110428/）。また同研究機構研究船「みらい」による「東日本大震災に関わる緊急調査（2011年4月～5月）」では、地震／津波発振源の海底付近において地震により海底堆積物が再懸濁したためと推定される高濁度層の存在が観測された（http://www.jamstec.go.jp/rigc/j/ebcrp/mbcrt/data/MR11-03.pdf）。その広がりや継続性については今のところ詳しく調べられていないものの、広範な海域において堆積物の再懸濁に伴う高濁度層の形成が起こっているものと推測される。元来、深海底およびその近傍は海洋表層や中層に比較して、生息する生物相・生態系も安定した環境を前提として成り立っている。地震で引き起こされた海水の高濁度化は極めて急激なものであったと考えられることから、深海生物にも深刻な影響を及ぼしている可能性が危惧される。生物量は必ずしも多くないものの、深海底には希少な生物種が存在している例も多く、問題の生じている海域の特性を把握した上で影響について評価することが重要である。

おわりに

ここまで、東日本大震災によって引き起こされる可能性の高い海洋生態系への種々の影響について論じてきた。また、本震災は近代科学が発達してから、初めて経験する規模の海洋生態系の擾乱であり、ここで例示した以外にも、我々の想像を超える被害や生態系の変化が起こっている可能性がある。東北地方の長期的な復興には豊かな沿岸生態系の回復が不可欠であり、そのためには、海洋生態系への影響調査を早急に行なう必要がある。しかし、実際のところ、福島第一原発事故が未だ収束せず、各地で生活基盤の復興に追われている中、海洋生態系への影響調査を優先して取り組む状況にはない。また、東北から北関東にかけての地理的に極めて広範囲にわたる海域を一元的に調査することも困難である。このような状況において、我々日本海洋学会会員をはじめとする海洋環境研究に携わる者は、その研究資源やインフラストラクチャーを有効に活用し、被災地の研究活動に貢献できるよう努めることが望まれる。今後の研究活動の中で最も重要なことは、研究者間の情報流通を図り、必要な研究テーマへの選択と集中や研究活動の効率化と有機的な連携を図ることである。さらに、研究活動から得られる生態系に関する情報を分かりやすくまとめ、国民や政策決定者に伝達する広報・アウトリーチ活動も、震災からの復興にとって本質的に重要な点である。

リモートセンシング技術やROV（遠隔操作無人海中調査機）、AUV（自立式無人海中調査機）、サイドスキャンソナーなど、先進技術を含めた効率的観測手法の開発と適用が不可欠であり、研究開発の面からの協力も考えられる。今後、独立行政法人水産総合研究センターや大学等による大規模な調査・研究から、被災地周辺の地方公共団体による簡便かつ頻回な調査報告あるいは地元漁業関係者からの直接的な情報など、規模・内容において多種多様で膨大な量の情報が発信されてくることを考えると、例えばGIS（地理情報システム）の活用による情報の一元管理や配信などソフトの面からの体制構築に貢献すべきである。このような情報管理にあたっては、調査結果ばかりでなく調査計画情報も取り入れることによって地域間・組織間における情報の共有と調査の効率化が期待される。現実問題として、復興の遅れや原発事故の影響などさまざまな理由により調査が物理的に困難な海域も存在するが、そのような海域においても、統合された情報から類似海域のデータを参照することにより、間接的・定性的ではあるが生態系への影響の評価が可能となると期待される。

参考資料

河村知彦 (2011a) 宮城県牡鹿町泊浜（牡鹿半島東岸）の岩礁藻場における潜水調査（速報），東京大学大気海洋研究所震災復興関連調査研究サイトhttp://www.aori.u-tokyo.ac.jp/shinsai/j/research03.html

河村知彦 (2011b) 大槌湾長根の岩礁藻場における底生生物の潜水調査（速報），東京大学大気海洋研究所震災復興関連調査研究サイトhttp://www.aori.u-tokyo.ac.jp/shinsai/j/research05.html

国連環境計画 (2009) “Blue Carbon : The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon”

小松輝久 (2011) 船越湾および大槌湾の藻場および海底に及ぼした津波の影響調査，東京大学大気海洋研究所震災復興関連調査研究サイト　http://www.aori.u-tokyo.ac.jp/shinsai/j/research04.html

田辺信介 (2011) 東日本大震災で懸念される海の化学汚染，海洋政策研究財団ニューズレター，第261号

徳田廣・川島昭二・大野正夫・小河久朗（1991）「図鑑海藻の生態と藻礁（緑書房）」

永田俊・福田秀樹 (2011) 大槌湾の物理化学環境およびプランクトン調査（速報），東京大学大気海洋研究所震災復興関連調査研究サイト　http://www.aori.u-tokyo.ac.jp/shinsai/j/research01.html

付記
生態系サブワーキンググループメンバー
鈴村昌弘（とりまとめ）
石丸 隆
伊藤進一
梅澤 有
小川浩史
木暮一啓
小松輝久
高田秀重
田辺信介
津田 敦
中田 薫
福田秀樹
風呂田利夫