藻場の海藻が二酸化炭素を減らす
温暖化対策の切り札、ブルーカーボンとは

今、世界が取り組むべき大きな課題の一つに、気候変動対策があります。気候変動の緩和や脱炭素に向けて、世界中でカーボンニュートラルへの研究が加速しており、注目されているのが「ブルーカーボン」です。

ブルーカーボンとは、マングローブ林や塩性湿地、藻場(もば)などの沿岸および海洋生態系が吸収・蓄積した二酸化炭素のことで、四方を海に囲まれた長い沿岸を持つ島国日本では、特にブルーカーボンとしての藻場に大きな期待が寄せられています。

今回は、ブルーカーボン生態系の一つである藻場の研究をされている、長崎大学海洋未来イノベーション機構 環東シナ海環境資源研究センター 教授 西原 直希(Gregory N Nishihara)氏に、ブルーカーボンについて、またブルーカーボンとして藻場がどのような点で重要なのか、現在の研究や課題、今後の可能性についてお話をお聞きしました。

【インタビュアー】
宮田 拓馬
(株式会社東陽テクニカ　海洋計測部)

ブルーカーボンとしての藻場が炭素を蓄積、隔離することで温暖化対策に

西原先生の研究内容について教えてください。

水圏植物生態学研究室では、海藻の生態学を専門に研究しています。例えば磯焼け¹⁾対策や、藻場造成に関わるような科学的な知識などの研究です。

長崎大学水圏植物生態学研究室のロゴ(西原直希氏 提供)

磯焼け対策は、どのように何をすれば海藻が増えるのか、という研究になります。また、磯焼けの原因となる環境汚染や海洋ゴミ、または海藻を食べる生物の異常発生などが、どのように影響を与えて、なぜ磯焼けが起きるのかというようなことも調べています。さらに今注目されているブルーカーボンに関する研究も行っています。

1)磯焼け：海藻の群落(藻場)が経年変化の範囲を超えて減少または消失していく現象。磯焼けが起きると海藻を餌とするアワビやサザエなどの生物も減少し、沿岸漁業に大きな打撃を与える。

ブルーカーボンというキーワードは最近よく耳にしますが、ブルーカーボンとは何なのでしょう。

欧米では炭素循環における、炭素の供給源と吸収源をカーボンレインボーという言葉で表します。カーボンレインボーには6色あり、温暖化を制御するグリーンカーボン、ブルーカーボン、ティールカーボン、温暖化を進ませるブラックカーボン、ブラウンカーボン、レッドカーボンに分けられます。

カーボンレインボー

参考：長崎大学水圏植物生態学研究室のWebページ
https://nagaremo.jp/ja/bluecarbon/

グリーンカーボン	熱帯雨林や温帯雨林などの森林や草原など、陸上生態系の光合成で吸収される炭素。
ブルーカーボン	海草藻場や海藻藻場、塩性湿地帯、マングローブ林など海洋生態系や沿岸生態系の光合成で吸収される炭素。
ティールカーボン	沼や湿原など、陸上と海洋の間に存在する淡水湿地帯の生態系の光合成で吸収される炭素(ティールはグリーンとブルーを混ぜたような色)。
ブラックカーボン	化石燃料やバイオマスなどの不完全燃焼から発生する炭素を含む物質(黒い煤)。煙やスモッグなど。
ブラウンカーボン	化石燃料やバイオマスなどの燃焼により発生する炭素を含む物質で、大気中に浮遊するブラックカーボン以外のもの。
レッドカーボン	氷河に存在している氷雪藻のはたらき。氷雪藻が増えることで緑色光や青色光を吸収し氷河の融解が進むことで温暖化が加速する。

この中でもよく耳にするグリーンカーボンとブラックカーボンは1990年代後半から使われていた言葉ですが、ブルーカーボンは新しく、2009年頃から国連でも使われるようになった考え方です。

ブルーカーボンは炭素の吸収源で、海洋生態系が吸収し固定する二酸化炭素のことです。この海洋生態系というのは、塩性湿地帯やマングローブ林、海草藻場(アマモ場)、そして最近は、私が研究している海藻藻場も、ブルーカーボンとしての機能を持っているのではと考えられています。二酸化炭素を吸収したブルーカーボン生態系が、枯れて海底に堆積、埋没することで炭素が蓄積、隔離され温暖化対策になるわけです。

長崎県五島列島有川湾のアマモ場(西原直希氏 提供)

先生が研究されている、海藻藻場のブルーカーボンとしての機能が注目される理由は何でしょうか。

なぜ海藻藻場が今注目されているのかというと、海藻の増殖速度は陸上の植物よりも遥かに高いからです。例えば昆布なら1日で数十センチも伸びる。それだけ二酸化炭素の吸収能力も高いと考えられています。だからこそ、ブルーカーボンとしての藻場に期待が高まっているのです。

ただブルーカーボンとしての藻場の研究は、まだスタートしたばかりです。2010年以降、二酸化炭素を吸収する場としての藻場の研究は加速していますが、まだまだ分かっていないことがたくさんあります。

一つは具体的にどの程度藻場が二酸化炭素を吸収できるのかということ。また、吸収した後、どの程度地中に隔離されて、100年、200年といった期間貯蔵ができるのか。その基礎的な知識さえありません。だからこそ、今、その科学を生み出すための研究や活動が世界中で活発に動いています。

長年取り組んできた磯焼け対策がブルーカーボンの研究にうまくつながった

日本でブルーカーボン、藻場が注目されたきっかけは何なのでしょう。

2009年に発表された科学論文²⁾で、ブルーカーボンとしての藻場は面積あたりでいうと熱帯雨林や温帯雨林より遥かに能力が高いと発表されたのです。おそらくそれがきっかけでしょう。そこから日本では一気に注目が高まったと思います。

2) Nellemann, Christian., Emily Corcoran, Carlos M. Duarte, Luis Valdrés, Cassandra D. Young, Luciano Fonseca, and Gabriel Grimsditch. Blue Carbon: The Role of Healthy Oceans in Binding Carbon. UN Environment, GRID-Arendal, 2009.
https://www.grida.no/publications/145

日本は沿岸が長い島国ですし、マングローブ林よりも藻場のほうがブルーカーボンとして現実的です。また、日本人は海藻を食用としても大量に有効に利用しているので、藻場がブルーカーボンになることへの期待が、もともとあったのではないでしょうか。

また、日本では長年、国が磯焼け対策に熱心に取り組んでいました。その取り組みがブルーカーボンという考え方にも、うまくつながっていったのだと思います。磯焼け対策は、私も長年研究していますが、簡単に解決できない非常に困難な問題です。しかし、磯焼け対策がブルーカーボンにつながるなら、それは当然続けたほうがいい、磯焼け対策にさらに注力しようとなりますよね。

海藻が戻れば海藻を食べるアワビやサザエ、ウニなども増える。また、イカやほかの魚の産卵場所も増えていきます。そうなれば沿岸全体の資源量も増え、それは漁師の生活にも、食料の自給にもつながっていきます。藻場の拡大や海藻が増えることには、ブルーカーボン以外にも多くのメリットがある。だから注目されているのでしょう。

海藻が増えれば魚も増えていく(西原直希氏 提供)

先生が藻場やブルーカーボンの研究に進まれたきっかけを教えてください。

元々、海藻の生理学に興味があり、光合成の研究をしていました。10年以上前に長崎に来てから、藻場の磯焼けが深刻であると知り、生態系そのものの代謝の研究に切り替えて、藻場の代謝を中心に研究してきました。ブルーカーボンという話が特によく出てきたのは、この4、5年であって、好きで研究していたものがここまで大きな話になるとは正直驚いています。

ブルーカーボンついて、先生の研究室ではどのような場所で研究されているのでしょうか。

研究拠点はいくつかあるのですが、7年前から五島列島上五島町にある有川湾という小さな湾で、そこに生えている海藻が二酸化炭素をどの程度吸収できるのか、をずっとモニタリングしています。

フィールドワークを行う研究拠点、有川湾(西原直希氏 提供)

また、藻場で吸収された炭素がどのようなところに貯蔵されるのか、大村湾周辺のアマモ場を中心に調査しています。加えて、1月にプレスリリースがありましたが、2024年から理研食品、理化学研究所と一緒に、福島の海藻養殖所のブルーカーボンの吸収能力について研究を開始します。

学生さんとフィールドワークを行うとお聞きしていますが、具体的にどのような方法ですか。

研究では学生と一緒に毎月フィールドワークを行い、ほぼ1週間かけて毎日海に潜ります。そして、海藻を見て、触って、数えて、その水温や酸素などさまざまな要因を計測しています。

具体的には、1平方メートルの方形枠を置いて、その中にどのような海藻が存在しているのか、また枠内の何割が海藻なのか岩なのかなどを調べて評価しています。他にも計測用の機械を水の中に入れて、水温や酸素濃度、塩分、水の流れ、pH(水素イオン指数)などを測り、それらが海藻にどう影響しているのかなども調べていますね。

方形枠を置いて藻場の様子を調べる(西原直希氏 提供)

フィールドワークでは計測器もご使用ということですが、今後どのような計測器があると便利でしょうか。

できたら、海水中の二酸化炭素を測る計測器などがあると、もっと精密に二酸化炭素の変動を観察できるのですが。さらに言うと、海水中に存在する有機物の分離システムがあるとよいですね。海藻は成長するたびにいろいろな多糖類を体から出しますが、多糖類が一体どの程度出ているのか、それを自ら回収するような装置や技術、分析方法が確立されると研究はさらに進むと思います

アマモ場の溶存酸素濃度、水温、水深を観測している(西原直希氏 提供)

藻場の溶存酸素濃度を測定して生態系における光合成活動を調べる(西原直希氏 提供)

カメラロガーは藻場に生息する魚類の評価に使用する(西原直希氏 提供)

藻場調査にはROV(水中ロボット)も使用する(西原直希氏 提供)

藻場の研究の中で難しい点は何ですか。

自然が相手なので、何が起きるのか分からないのが一番難しい点です。例えば2023年の夏は非常に暑かったですよね。本当に想定外の暑さで、海の中も今までとは違う様子になりましたし、温暖化が進んでいるので生える海藻の種類も自然に変わっていきます。その調査も難しい点です。それに長崎は雨で有名なので天候との戦いもありますね。

長崎県大村湾でのフィールドワークの様子(西原直希氏 提供)

藻場が削減した二酸化炭素をカーボンクレジットとして発行するための課題とは

日本での藻場、ブルーカーボン研究はこれからどのように進んでいくと思われますか。

海の中で撮影したひじき(西原直希氏 提供)

我が国では磯焼け対策に関して、なぜ海藻が消えたのか、または何をすれば海藻が戻るのかという研究は結構進んでいますし、ウニや魚の食害、環境汚染に注目した研究なども熱心に行われています。今後、温暖化が進むことによって藻場がどのように変わっていくのか、どんな海藻が南から移動して生えるのか、それがいつ頃から生え、その生え方はどのようなものなのか、といった研究も大きな課題でしょう。

ブルーカーボンに関する研究も進むと思います。どのような海藻が最も二酸化炭素を吸収するのか、海藻の種類によって吸収能力に違いがあるのか、さらに海藻養殖がブルーカーボンとして有効に機能するものなのか、そんな研究をより進めていく、そういったことも研究における大きな課題だと思います。

国連などでも取り上げられ、世界でブルーカーボンは注目されていますが、世界的にはどのような取り組みがなされているのでしょう。

アジアでは、中国、韓国が熱心に研究しています。ブルーカーボンと養殖をうまくつなげようとして動いていますね。オーストラリアはアマモ場の保護や拡大の取り組みを進めていて、隣接している生態系、マングローブ林や塩性湿地帯の保護やブルーカーボンとしての能力の研究も進んでいます。マングローブはインドネシアやマレーシア周辺でも熱心に研究されています。

また、4、5年後にはおそらくシンガポールが中心となって、カーボンクレジット³⁾を国際的に売買できるようなシステムが進められるのではないでしょうか。

3)カーボンクレジット：二酸化炭素など温室効果ガスの排出削減量を、主に企業間で売買可能にする仕組み。削減しきれない温室効果ガスの排出量を、カーボンクレジットを購入し排出量の一部を相殺して穴埋めすることを「カーボン・オフセット」という。温室効果ガスの排出量を削減するのが難しいエネルギー企業などが、カーボンクレジットを購入することで、二酸化炭素排出量削減に貢献していることを社会にアピールできる。また、カーボンクレジットの創出側は、脱炭素の研究や実用化のために必要な資金の確保が期待できる。

日本でもカーボンクレジットでやりとりする仕組みが始まっていますが、今後さらに進めていくにはどんなことが必要だと思われますか。

日本では、JBE(ジャパンブルーエコノミー技術研究組合)が管理する「Ｊブルークレジット」というブルーカーボンのカーボンクレジット認証制度があり、2021年に初めてクレジットが発行されました。藻場の場合、ブルーカーボンクレジットを生み出すためには、まず人間の活動によって藻場が拡大したことを証明しないといけません。

JBEのブルーカーボンクレジット制度を国際基準に展開するとなった場合は、研究や活動によってただ藻場が増えたというだけではなく、その藻場が増えた分、実際100年、200年隔離可能な炭素の量はどの程度なのか、加えてその隔離された炭素が海藻由来だということも証明しないといけません。この二つの証明が非常に重要で、それも私たちチームの大きな研究のテーマとなっています。

Jブルークレジットの取り組みがあるのは良いことだと思います。ここから科学が追いかけて、技術や計測機器を開発し、炭素量を数値で証明できるようになることが重要です。

将来的には海藻養殖とブルーカーボンで漁業そして社会全体に貢献したい

研究者として大事にされている考え方やポリシーは何ですか。

固定観念を持たないことですね。学生がどんなに変わったアイデアを提案してきても、とにかく1回は聞いて検討することが大事だと思っています。学生に対しては、彼らが主体になって研究室を動かしてもらうことも重視しています。

そうすることで、学生も私の研究に協力している、のではなく研究が自分事になり、自分たちの研究を自分自身で今やっている、と思ってくれます。するとフィールドワークにも研究にも積極性が生まれ、何も指示しなくても自分たちでいろいろと調べ、アイデアを出してくれて研究が進むのです。

学生たちには、私から何かを言われても疑問を持ちなさいとも言っています。そして、議論できる場所や機会を作っています。そこではたまに口喧嘩になることもありますが、それでよいのです。互いの意見をぶつけ、議論しあうことでそこからまたアイデアが生まれ、研究も加速していく。こういったことも学生を指導する研究者にとって非常に大事なことだと思います。

もちろん、研究を学生たちに任せていると失敗することもあります。でも失敗しても、時間がかかっても急がずに、ゆっくりコツコツとやっていけばいい。多くの研究を進めてたくさん論文を書くという、今どきの大学のスタイルにはもしかしたら適していないかもしれませんが、私は別にそれでいいと思っています。学生がしっかり学んでくれるなら、それで構いません。

先生が今後挑戦していきたいことは何ですか。

挑戦していきたいことは二つあります。一つは海藻由来の炭素が、海底の砂の中に貯蔵されているということをきちんと証明したい。もう一つは卒業生と一緒に、ブルーカーボンを評価するための技術系の会社を作れたらいいなと思っています。実際、卒業生から声も掛かっていて、現在いろいろと模索中です。

最後に、先生のブルーカーボン、藻場研究の取り組みの展望を聞かせてください。

将来的な展望としては、食べられるブルーカーボンについて考えています。海藻養殖をしながら、それを収穫して食用にしていくということです。海藻がたくさんの有機物を出し、それが周りに蓄積してブルーカーボンになる、ということも証明したいですね。そうなっていけば、漁業、そして社会全体に貢献することにもなり、食の安全にもつながっていきます。

海藻が増えれば食の安全にもつながっていく (西原直希氏 提供)

そして、海藻を研究したいという若い人たちが増えてくれることも期待しています。海藻の研究は地味ですが、ブルーカーボンに関しては今非常に注目が集まっています。ブルーカーボンへの興味がきっかけで構わないので、今後は海藻や藻場の研究に興味をもってくれる若い方が増えてくれるとうれしいですね。