Susumu Yamochi

Succession of macrobenthic fauna and nitrogen budget at two artificial tidal flats in Osaka Bay, Japan

Nitrogen budgets and predominant benthic organisms were examined at a matured artificial tidal flat of Osaka Nanko bird sanctuary and an artificial young tidal flat of Hannan Second District, Osaka Bay, Japan. At the Osaka Nanko bird sanctuary, indexes of the quality of the bottom sediment increased over the time course and no abiotic area was observed in the macrobenthic fauna. Dissolved inorganic nitrogen imported into the tidal flat changed its form and was exported in the form of dissolved organic nitrogen. As a result, total nitrogen was trapped at the tidal flat at an average rate of 138 mgN m(-2)day(-1). At the young tidal flat of Hannan Second District net exchange of nitrogen varied markedly among 2000, 2001, 2002 and 2003. In September 2000 when only 5 months had passed after construction, the tidal flat functioned as a site of source for nitrogen. However, it changed as a sink for nitrogen in 2001-2002 in relation to the growth of seaweeds (Ulva spp. and Gracilaria vermiculophylla) and clams (Tapes philippinarum). In 2003 nitrogen was again released from the artificial tidal flat due to the decrease of biomass of the dominant organisms. Comparing the nitrogen budget between the two sites on a per unit time and area basis, net exchanges of nitrogen by tidal exchange were apparently low and relatively constant at the tidal flat of Osaka Nanko bird sanctuary. This suggests that the aged artificial tidal flat of Osaka Nanko bird sanctuary has a stable ecosystem compared to the young artificial tidal flat of Hannan Second District.

Modelling population dynamics of the pelagic larval shrimp Metapenaeus ensis in the Osaka Bay estuary

Aiming at providing numerical tools useful to assess the impacts of coastal development pressures on marine life, a Lagrangian model for population dynamics of pelagic eggs and larvae of the greasyback shrimp, Metapenaeus ensis, in Osaka Bay was developed and improved based on laboratory experiments. The model was combined with a 3-D Eulerian numerical model that predicts physical and biological conditions of the habitat. A series of numerical experiments was done to investigate their transport processes from the spawning grounds, and the concentration process of full-grown larvae towards the mouth of Yodo River that flows into the innermost basin. Model results revealed, as a general tendency, that the early larval developmental stages through nauplius to zoea continue to drift like a passive tracer, and begin to concentrate at the river mouth area after the mysis stage, mainly avoiding low saline environment in the surface layer. This suggests that the full-grown larvae may be favored with chance to take advantage of the river-induced gravitational circulation that dominates the innermost estuarine basin. In addition, it was found that tidal condition around the spawning period also exerts a considerable influence upon the fate of pelagic larvae.

An attempt to restore suitable conditions for demersal fishes and crustaceans in the Port of Sakai-Semboku, north Osaka Bay, Japan

Hypoxia and/or anoxia developed in the summer of 1995 and 1996 in the lower water layer in the Port of Sakai-Semboku, north Osaka Bay, causing an increase in sulfide content and a decrease in the redox potential of the bottom sediment. As a result, the number of benthic animal species was reduced and in the innermost part of the port no benthic animals were found. A jet stream pump system was installed at the Dejima Fishing Port, the innermost part of the Port of Sakai-Semboku to improve the oxygen conditions in the bottom waters. This led to an increase in percentage saturation of oxygen (ca. 10% increase) of the lower seawater layer along with an increase in richness and abundance of benthic fishes and crustaceans in the summer. These findings indicate that dissolved oxygen is a crucial environmental factor in the functioning of the port as a habitat for various benthic animals in north Osaka Bay. Based on the results of field surveys, the possibility of restoration of the benthic fauna by using a jet stream pump system is also discussed.

Validity Verification of Measurement Method of Carbon Dioxide Concentration in Water using Water-resistant Breathable Tube

目の濃度が推定できるというものである.藤井ら(2011, 2012)は,pHとアルカリ度の関係から大阪湾における二 酸化炭素濃度の挙動について報告している.しかし,こ の方法は海水中のpH変化がCO2濃度のみに依存するとい うことが前提となるが,実際の環境水中ではpHの変動 要因がCO2以外にも考えられる.また,計測項目として 全炭酸やアルカリ度を選んだ場合,分析に時間や手間を 要するため水中のCO2の動態を連続的にモニタリングす ることが困難である. 直接計測法として,須藤ら(2000)や近藤ら(2003) はセンサーに光ファイバーを利用して蛍光発光物質に光 を照射し蛍光強度を計測することでCO2濃度を求める手 法を開発している.この方法は計測感度が良いのが利点 であるが,装置自体が高価であることや装置の製作には 専門知識が必要であるなどの欠点がある.一方,片山ら (1999)はセンサー部に気液平衡器を用いて気相と液相 の間に気液平衡状態を形成し,平衡状態に達したCO2を 計測する手法を開発している.津守ら(2003)はこの手 法を用いて水理実験を実施し,水中と水面上のCO2を計 測して風波による気液界面間の交換量を評価している. そこで本研究では,本手法を参考に水中のCO2濃度を 直接的かつ連続的に計測することが可能な通気性撥水チ ューブを用いた計測装置を製作し,本手法の妥当性につ いて検討するとともに本手法を用いて堆積物の有機物分 解によるCO2生成過程について検討した.

Distributions of Ulvaohnoi and Currents at the Artificial Tidal Flat of Hannan Second District in Osaka Bay

我々の生活は沿岸域に大きく依存しており,人口や産 業も沿岸域に集中している.沿岸域は比較的水深が浅く, 埋め立ての場として使用しやすい.そのため,高度経済 成長期以降に沿岸域の干潟や砂浜は,都市開発や工場用 地として埋め立てられた.大阪湾もその一つであった.ま た,大阪湾の湾奥部には,淀川,大和川などの大型河川 が位置し,大量の栄養塩や懸濁物が流入する.かつては, 大量の栄養塩や懸濁物は,干潟や砂浜の有する水質浄化 機能によって浄化されていた.しかし,干潟や砂浜が減 少した大阪湾の沿岸域はそれらの機能を失った.そのた め,大阪湾湾奥の港湾域では過養化が問題となっている. そんな中,沿岸域の環境改善策として,近年では干潟の 価値が重要視されるようになり,人工干潟造成事業が行 われている.しかしながら,阪南2 区人工干潟では,夏 にアオサ類(Ulva)が大量発生するグリーンタイドが問 題となっている.阪南2区人工干潟におけるグリーンタイ ドを写真-1に示す.(b)の図中の白いものは,打ち上げ られて数日間,太陽にさらされ脱色したミナミアオサで ある.このアオサはいずれ腐敗するが,腐敗すると悪臭 を放ち,干潟や砂浜が持つ癒し効果などを低下させる.干 潟造成にあたって,片倉ら(2006)は阪南2区人工干潟を 対象に人工干潟の地盤の安定性に関する検討を行ってい る.その他に生物の生息地としての適性,人工干潟の水 質浄化機能および生物生息機能については多くの研究結 果が報告されている.また,グリーンタイドに関して,西 川ら(2009)と芳村ら(2011)はアオサの生理特性を明 らかにし,そこからグリーンタイドの抑制法について検 討を行っている.しかし,地形,流れ等がアオサの分布 に及ぼす影響については十分に検討されていない. 本研究では,阪南2区人工干潟を対象として,地形や流 れとアオサの分布との関係を明らかにし,アオサの大量 蓄積を軽減させる人工干潟造成法について提案する.阪 南2区人工干潟で確認されたアオサはミナミアオサであっ た.以降ミナミアオサもアオサと称する.

A Study on Effect of Urban Heat Release into an Enclosed Sea on Water Temperature Using the Regional Ocean Modeling System with Two-Way Nesting Method

(1)数値モデルの概要 検討には,ROMS_AGRIFを用いた.ROMS_AGRIFは, Regional Ocean Modeling System(ROMS)に双方向ネス ティング手法を導入したオープンソースである.ROMS は水平面に対してはカルテシアン座標系を,鉛直方向に はσ座標系を用いて空間を離散化し,さまざまなコンパ ートメントや物理モデルを組み合わせて,計算対象領域 の地形や境界条件に適合した海域流動の計算を行うもの である.既に,森ら(2008,2010)は,ROMSを用いて 都市排熱を海域に放出した場合の影響評価について検討 を行っている.しかし,水平方向の空間解像度が大阪湾 全域で一様であったために海岸に接するグリッドにおけ る水深の精度が十分ではなく,そのため,鉛直方向の空 間解像度が粗かったうえに,水平方向の空間解像度も放 出口近傍の流動を計算するには十分な精度であるとは言 えなかった.そこで,本研究では,ROMS_AGRIFを用い て放出口近傍の空間解像度を向上させて計算を行った. (2)検討対象領域とネスティング 計算対象領域は,図-2に示すように,大阪湾全域を対 象とする大領域(空間解像度 500m),港湾スケールの 5 .0km× 5 .0kmの中領域(同 100m),放出口付近の 1.1km×1.0kmの小領域(同20m)の2段階ネスティング を行った(図-2).海底地形は,海上保安庁の深浅測量デ ータ(日本水路協会)を基に作成した.それぞれの領域 土木学会論文集B2(海岸工学) Vol. 68,No. 2,2012,I_1146-I_1150