海も毛が抜けたら私たちはどうすればいいのでしょうか？その「毛髪移植器」は海藻だった

制作：中国科学普及協会

著者: 劉明傑 (中国科学院海洋研究所海洋生態学博士候補)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：科学技術の仕事の謎を解明するために、中国の最先端技術プロジェクトは「私と私の研究」と題する一連の記事を立ち上げ、科学者に独自の記事を書いて科学研究の経験を共有し、科学の世界を創造するよう呼びかけました。科学技術の最前線に立つ探検家たちと一緒に、情熱、挑戦、驚きに満ちた旅に出ましょう。

「一片の海藻のように、海藻、波に漂う」、波に漂う海藻は、風になびく「海の娘」の美しい髪のようです。

海藻

（写真提供：veerフォトギャラリー）

海草は、海中の水中生活に適応できる唯一の単子葉植物であり、世界中の熱帯および温帯の沿岸水域に広く分布しています。

密集した海草床は、水の浄化、海岸の保護、海洋生物多様性の維持、有機炭素の貯蔵など、多くの生態学的サービスを提供します。これらは気候の調節と人間の幸福の向上に重要な役割を果たします。

近年、気候変動や海洋開発・利用の激化に伴い、環境変化や人間活動による多大な圧力により、海草藻場の生態系は地球規模で急速に衰退しています。青い海は「脱毛」病に悩まされており、この現象を抑制し、海草床の生態系を保護・回復するための「良い薬」を見つけることが緊急に必要とされている。

海草床の生態系修復は、海草床生態系における生物多様性の減少と生態系サービス機能の喪失を補うために必要な手段です。これは、気候変動に効果的に対応し、生物多様性を保護することができる自然ベースの解決策と見なされています。

海草床の劣化によって引き起こされる損失を補填または軽減するために、世界各地で多数の生態系保護および修復活動が積極的に行われ、海草床の修復と再建のための貴重な経験が蓄積されてきました。これらのケースのいくつかは、良好なフィードバックと結果を得ています。大規模な海草床の修復プログラムは、地域の生態系の健全性を改善し、生態系機能のレベルを高める上で重要な役割を果たしてきました。

海草床の劣化には、水質の悪化、物理的損傷、種の競争など、さまざまな原因があります。人間の介入を行う前に、まず海草床の劣化を引き起こす本当の「原因」を見つけ、的を絞った保護と管理対策を実施する必要があります。

原因を突き止め、生息地を改善する

1950 年代から 1980 年代にかけて、米国フロリダ州タンパ湾の水域の富栄養化が激化し、植物プランクトンや大型藻類の頻発、水の透明度と溶存酸素レベルの低下、そして「飢餓」と酸素不足による海草の死滅につながりました。海草藻場の分布面積は約8,900ヘクタール減少した。

タンパ湾の厳しい環境条件を改善し、生態系機能を回復するために、地方政府は、厳格な下水排出基準、廃水のリサイクルと再利用の強化、農業施肥とリン鉱石採掘の規制など、陸上の栄養素排出を抑制するための一連の管理措置を採用しました。

約30年にわたる努力の結果、2012年に再評価されたタンパ湾の総窒素負荷は大幅に削減され、水域の総窒素、総リン、クロロフィルaの濃度はすべて大幅に低下し、海草床の被覆面積は約5,258ヘクタール増加しました。

タンパ湾の大型藻類の大量発生

（画像出典：参考資料2）

同時に、海草藻場の回復により窒素やリンの栄養分の吸収がさらに促進され、水の濁度も減少し、好循環が生まれました。海草床の回復率は年間約300ヘクタールに達する可能性があります。 2018年までに回復面積は16,451ヘクタールとなり、回復目標とされていた15,378ヘクタールを上回りました。

これは、海草床の劣化を引き起こす脅威要因を除去し、海草床の生息地を改善するための合理的かつ効果的な管理措置を講じることで、海草床を効果的に回復できることを示しています。これはまた、海草床の劣化の原因を診断することの重要性を間接的に反映しています。

海草床の劣化の原因が調査・分析されず、阻害要因を除去・軽減することなく修復活動が性急に実施されると、最終的に修復の効果はほとんどなく、失敗する可能性さえあります。例えば、オーストラリア南部で行われた Ruppia tuberosa の復元事例では、春の水位低下による干ばつ問題に対処できなかったため、復元された海草群落は通常の生活史プロセスを完了することができず、種子バンクを継続的に補充できず、最終的に干上がってしまいました。

現地の状況に合わせて対策を講じ、適切な薬を処方する

「病気の原因」を突き止めた上で、環境特性を踏まえた適切な修復技術を選択することも必要です。 **種子復元法は、大規模な海草床の生態学的復元のための重要な技術的手段として徐々に認識されつつあります。 **海草は、さまざまなサイズ、寿命、拡散能力を持つ種子を生産できます。植物の移植と比較すると、海草の種子は収集、保管、輸送が容易です。種子を収集すると、ドナーとなる草床へのダメージも少なくなり、遺伝的多様性をよりよく維持することができます。

また、種子法は移植法よりも規模の経済を形成しやすい。修復の規模を拡大することで、環境条件の変動に対処するためのリスクを時間的および空間的に分散させることができ、修復の成功率が向上します。

1999年以来、研究者らは米国バージニア州東部の4つの湾で大規模な播種復元作業を行ってきました。研究者らはアマモの種子の収集、選別、保存、播種の時期、密度、深度、方法について綿密な研究を行い、効率的な種子収集、処理、播種計画を開発しました。

適切な環境条件と人間活動による干渉が少ないため、アマモは急速に成長して広がり、密集した連続した海草藻場を形成しました。 2010年までに海草床の面積は1,714ヘクタール（3,780万個の種子が播種された）まで回復し、播種面積の約14倍となった。

安定した海草床が確立されると、種子は自給自足となり、外部の海草床から収集する必要がなくなります。 2018年までにアマモ場の面積は3,612ヘクタールまで回復し、合計7,450万個の種子が播種されました。海草床の修復により、正のフィードバックメカニズムが確立され、湾内の水の濁度が軽減され、堆積物中の炭素と窒素の蓄積が増加し、魚類と無脊椎動物の数と生息数が増加し、海草床の生態学的サービス機能が徐々に回復し、改善されました。

ワッデン海地域の海草再生作業は、長年にわたる移植の失敗を経て、大規模な再生によってリスクを分散し、再生の成功率を高めることを目指して、徐々に移植再生から播種再生へと移行してきました。 2018年以来、西オーストラリア州のコックバーンサウンドは、種子を使用して劣化したポシドニア・オーストラリス海草床を復元しようとしており、復元計画を継続的に改善することで、復元コストを削減しながら地元住民の参加を増やすことを目指しています。

オーストラリアのツゲの種子コレクション

（画像出典：参考文献5）

全員が参加し、団結が力となる

修復資材の収集と配備にかかる高額な人件費は、海草修復作業の長期的な制約となります。種子収集機、播種機、移植機など、さまざまな機械化機器が開発されているが、これらの機械化機器は使用条件が厳しく、復元地域の複雑な水文条件や地理的条件によって制限されている。現在、海草床の修復作業は機械化されており、実行が難しく、大規模な海草床の修復は依然として集約的な労働力に依存しています。一般の方やボランティアが海草の修復作業に参加できるようにすることで、人件費を大幅に削減できます。

オーストラリアのニューサウスウェールズ州ポートスティーブンス地域の海草床を復元するために、研究者たちは海草の復元に「市民科学」の概念を適用しました。 「ポシドニア作戦」活動を開始し、地域住民に風や波によって海岸に打ち上げられた海草の破片を集めるよう呼びかけました。収集された破片は選別され、一時的に引き上げられた後、専門家によって修復対象の海域に移植されました。

密生した海草

（写真提供：veerフォトギャラリー）

活動開始から14か月間で、地元のボランティアが1,200個以上の海草の破片を収集しました。モニタリングの結果、移植の生存率は 50% を超え、天然の芝生の床から植物を収集する必要性が大幅に減少しました。同時に、地域住民が海草再生計画に参加できるようになり、海草の重要性に対する意識も高まりました。

地域住民は、海藻片の収集だけでなく、海藻種子の収集、加工、播種、海藻植物の移植、人員や機材の輸送、活動の推進などにも参加できます。米国バージニア州の播種修復事例では、ボランティアが1,000万個以上の海藻種子を収集し、修復作業全体に重要な役割を果たしました。

海草の重要性についての一般の認識不足は、世界的な海草保全における主要な課題の 1 つと考えられており、海草床の保護と修復活動を伴い促進するための適切な科学コミュニケーション活動の必要性を示しています。

「科学者＋ボランティア」による海草再生モデルは新しいアイデアです。このモデルは、海草の再生を誰もが参加できる公益的な環境保護活動と定義しています。これにより、一般の人々が海草の再生作業に参加できるようになり、海草の再生が科学研究作業よりも人気が高まります。労働力不足の問題を効果的に解決し、復旧コストを削減できます。

下の図に示すように、科学者とは科学研究者を指し、主に科学の普及、技術の研究開発、設備のサポート、技術のトレーニングなどの役割を果たします。彼らの主な任務は、海草の再生に対する技術的なハードルを下げ、海草の再生への一般市民の参加の実現可能性を高めることです。ボランティアは、公共福祉団体、地域住民、その他多くの社会的勢力など、幅広い範囲にわたります。これらは主に、資金、広報、人員編成などの面で科学研究者の不足を補い、一般の人々が海草再生活動に広く深く参加できるようにするためのものです。

「科学者＋ボランティア」海草再生モデルの概念図

（画像出典：著者自作）

このモデルの難しさは、海草再生計画に参加してくれるボランティアをいかに多く集めるかということにあります。まず、国民は環境危機の範囲と結果（生態学的、社会的、経済的、文化的側面など）を理解する必要があります。そして、学校、地域社会、公益団体と協力して定期的な広報活動や研修を実施し、ソーシャルメディアやニュースメディアを利用して科学を普及させ、ボランティアを募集し、公共広告、ビデオクリップ、セルフメディアツイートを通じて活動を促進し、海草の再生を専門とする公益団体やチームを結成することができます。

私の国における海草藻場の復元

私の国は海草資源が豊富で、16種の海草が存在し、分布域は約3万ヘクタールに及んでいます。しかし、海草の研究は遅れて始まりました。マングローブやサンゴ礁などの沿岸生態系に比べ、海草藻場の保護や修復は遅れており、海草資源は減少しています。 1980年代以前と比べると、我が国の沿岸海域の海草藻場は80％以上消滅しました。

海草床生態系の衰退は人々の関心を呼び、海草床の保護と修復への探究を呼び起こしました。海草床の劣化のさまざまな原因とさまざまな海草の種類に対応して、研究者は河北省、山東省、広西省、海南省などの地域で海草床の修復理論と技術の広範な探究を行い、海草床の生態学的修復のための多くの新しい技術を提案し、比較的完全な技術システムを確立しました。

しかし、さまざまな理由から、関連する研究は基本的に実験規模であり、大規模な修復事例は少なく、修復効果も不均一です。我が国では1950年から2014年までに1,011件の沿岸再生事業が実施されましたが、そのうち海草藻場再生事業はわずか11件で、再生総面積は30ヘクタール未満でした。

中国共産党第18回全国代表大会以来、国が海洋生態環境保護に重点を置く中、海草場の生態修復は国家戦略上の支援を受けており、我が国でも大規模な海草場の生態保護・修復プロジェクトが相次いで実施されている。例えば、河北省唐山市曹妃甸区海洋生態保護修復プロジェクト（修復総面積636ヘクタール）、黄河デルタ国家自然保護区南部海洋生態修復海草床修復・監督・監視評価プロジェクト（修復総面積50ヘクタール）など。

唐山市曹妃甸区の海洋生態保護・修復プロジェクトのアマモ苗採取エリアで、CSSC環境グループの作業員がアマモ苗を採取している（ドローン撮影）

（写真提供：新華社通信）

我が国は国家生態修復標準システムの構築も強化し、藻場生態系修復技術に関する初の国家標準「海洋生態修復技術ガイドライン第4部：藻場生態系修復」と藻場生態系修復技術に関する初の業界標準「藻場建設技術仕様」を発行し、我が国の藻場生態系修復プロジェクトの標準化と保護に技術的な基礎を提供しました。

同時に、ますます多くの公共福祉団体が海草床の保護と修復に加わるようになりました。国連開発計画が資金提供している「広西チワン族自治区合浦ジュゴン国家自然保護区藻場保護行動プロジェクト」、持続可能な地球環境研究所と北京企業家環境保護基金が資金提供している「海のための行動」、天然資源部と公益団体が共同で開始した「威海行動」などのプロジェクトも、藻場保護に対する国民の意識を高め、国民参加に基づく藻場保護と修復の持続可能な開発の道を模索するために尽力している。

「海草床生態修復のための炭素吸収源測定とモニタリング方法」の発表と、国内初となる海草床ブルーカーボン公募の調印の成功は、ブルーカーボン取引市場メカニズムを利用して海草床生態修復プロジェクトを推進する実現可能性を示している。

「脱毛」のさらなる悪化を防ぐためには、国際的な藻場再生事例を分析し、今後も藻場の動態変化を継続的に監視し、藻場生態系劣化の現状を正確に把握する必要がある。海草の人工栽培に努め、機械化された修復設備を開発し、修復の成功率と効率を向上させる。政府の意思決定者、非営利団体、その他の勢力間の知識共有と国民参加を強化する。長期的な努力により、ブルーオーシャンには必ずまた太い「毛」が生えてくると信じています！

参考文献

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