海洋施肥法における植物プランクトンによる栄養塩の取り込み速度を考慮した肥料散布方法の検討

• Published in: 日本海水学会誌 Vol. 51; no. 1; pp. 43 - 50
• Main Authors: 小島, 紀徳, 堀内, 都雄
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 日本海水学会 1997
• ISSN: 0369-4550; 2185-9213
• DOI: 10.11457/swsj1965.51.43

植物プランクトンによる窒素の取り込み速度と施肥された肥料の海洋表層の水平方向の拡散を考慮した海洋表層の拡散モデルを用いて, 施肥により有効に利用される肥料 (窒素) 分を計算し, さらに船舶による窒素, リン肥料の輸送のエネルギー的評価を行い, 散布方法を検討した. その結果, 船舶からの散布された肥料は施肥1日後には表層中を1km以上まで均一に拡散し, その後徐々に植物プラントンに取り込まれることがわかった. 半径10km程度の海域に, 大気に残留する二酸化炭素の約1/500を全量吸収することができる量の溶存無機態窒索を均一に散布した場合には, 散布後1年の間に表層中の溶存無機態窒素はほぼ全量が有機物として取り込まれた. 有機物は半径100kmから200kmのオーダーまで拡散した. その間一部は有機物となる前に溶存無機態窒素として深海に移動するが, その量は1/104以下と非常に小さいことがわかった. このことから, 施肥された肥料は表層の水平方向の混合によりすばやく拡散しながら植物プランクトンにより取り込まれるため, 散布された肥料のほぼ全量が大気中の二酸化炭素の海洋への吸収に寄与することがわかった. また船舶運行に必要なエネルギーから放出される二酸化炭素量は散布範囲を広げても, 施肥による大気中二酸化炭素の固定量の約0.23%であり, 肥料製造に必要なエネルギーから放出される二酸化炭素量と比べると1/50以下程度で無視できるほど少ないことがわかった. 以上, 本研究では, 光合成速度, 散布法を仮定し, 光合成による二酸化炭素の取り込みの遅れ, あるいは水平方向に広く散布するための船舶運行のためのエネルギーを算出したところ, いずれも無視できるほど小さく, 多少の光合成速度, あるいは散布条件の違いでは, 既報で得た結論には大きな変更をもたらさないことを明らかにした. 本報では表層中の有機物濃度上昇の環境影響についての評価は行ってはいないが, この点についての危惧を考えると, 本報で仮定したよりもさらに広範囲に均一に散布することが望ましいとの結論にいたるものと考えられる.