JP2018500931A - 海洋水における海産物生産量の持続的改善のプロセス及び方法 - Google Patents
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Abstract
海洋水における漁業生産性の持続可能な改善をもたらすための方法及びプロセスが開示される。この方法及びプロセスは、（１）高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）と考えられる海洋の場所を選択し、かつ（２）この場所が、漁業の給餌場もしくは回遊ルートの近傍内であるか、または魚の索餌域と考えられる水域内にあること、（３）この場所内で、衛星による海面高度（ｓ．ｓ．ｈ．）データを用いて海洋海面高度偏差（海洋渦）が定義され、（４）この海洋渦内で鉄化合物を含有する肥料を適用すること、を含む。
Description
本発明は、海洋水における海産物の生産及び持続可能な生産、環境科学ならびに海洋生態系の再生に関する。
世界中の商業的及び職業的（民間の）漁業は衰退しており、場合によっては完全な崩壊状態にある。この衰退を引き起こした最も一般的な原因は、大規模な商業規模の漁業による過剰漁獲、及び生息地の喪失である。
淡水種の生息地再生と漁獲枠の実施にもかかわらず、漁業の減少は続いている。
漁業の衰退を引き起こす原因において無視されることが多い１つの要因は、多数の生存に必要な十分な餌の入手可能性である。明らかに、魚がそれらの回遊ルートまたは主要な索餌場に沿って十分な餌源を有していない場合、それらの健康及び数は悪影響を受ける。
大部分の海洋魚は、動物プランクトンを消費するか、または動物プランクトンを主な餌源として消費した他の魚及び生物を消費する。動物プランクトンは次いで、海洋生態系全体の基盤を形成する主に単細胞の光合成生物である植物プランクトンを餌にする。したがって、魚の生産量及び植物プランクトンの豊富さは、直接的及び因果的に関連していることが示され得る（Ｓｈｅｌｄｏｎ，Ｒ．Ｗ．，Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ，Ｗ．Ｈ．Ｊｒ．，Ｐａｒａｎｊａｐｅ，Ｍ．Ａ．（１９７７））。
残念なことに、研究によると、植物プランクトンの豊富さは今世紀にかけて衰退しており、海洋の「砂漠」が成長している（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｍａｂ．ｃａ／ｌｉｂ／ｅｘｅ／ｆｅｔｃｈ．ｐｈｐ？ｍｅｄｉａ＝ｐｕｂｓ：ｉｒｗｉｎ−２００９−ｇｒｌ−ｄｅｓｅｒｔｓ．ｐｄｆ）。この衰退は、１年あたりの世界の中央値の平均１％と測定されている（Ｂｏｙｃｅ，Ｄ．Ｇ．，Ｌｅｗｉｓ，Ｍ．Ｒ．，Ｗｏｒｍ，Ｂ．（２０１０））。
先行技術の説明
海産物の生産分野では、主に栄養素が水に取り込まれる方式に焦点を当てた生産量を改善する方法が記載されている。
海産物の生産分野では、主に栄養素が水に取り込まれる方式に焦点を当てた生産量を改善する方法が記載されている。
１９９４年４月２８日の優先日を有する「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅａｆｏｏｄ」と題された特許文献ＵＳ５４３３１７３Ａ号（Ｍａｒｋｌｅｓ Ｉ）は、改善された海産物生産方法を開示している。Ｍａｒｋｅｌｓは、海洋にゆっくりと溶解する肥料に結合されたフロート材料で構成された肥料を特定している。
２００２年１１月１８日の優先日を有する「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｉｓｈ ｃａｔｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ」と題する特許文献ＵＳ６７２９０６３Ｂ１（Ｍａｒｋｅｌｓ ＩＩ）は、Ｍａｒｋｅｌｓ（Ｍａｒｋｅｌｓ Ｉ）によって以前に記載された特許と同様のプロセスを記載している。Ｍａｒｋｅｌｓ ＩＩは、１つ以上の栄養素が少ない海洋条件を特定し、魚を惹きつける装置（ＦＡＤ）ならびに鉄キレート及び他の特定の肥料配合物を含む肥料を使用する。
本発明は、外洋の魚の生産性を改善することに関する。具体的には、本発明は、海洋魚が消費する餌源の増加を生じさせ、その結果死亡率を減少させ、その健康及びサイズを改善するプロセス及び方法を記載する。
世界的な漁業は、過剰漁獲を含む多くの要因のために生産性が変化する。しかしながら、特定の明確な海洋条件下で、ある特定の海域で鉄系肥料を使用することによって、歴史的な植物プランクトンの状態を再生させ、これが次いで動物プランクトンバイオマス−海洋魚にとって最も重要な餌源の堅固な成長を支える結果をもたらし、これらの要因の１つ、すなわち漁業用の海洋餌供給を改善することができる。
１９８８年に海洋学者のＪｏｈｎ ＭａｒｔｉｎとＳｔｅｖｅ Ｆｉｔｚｗａｔｅｒは、ある海域で海水中の鉄が不十分で植物プランクトンの生育が制限されているという説得力のある証拠を提供した（Ｍａｒｔｉｎ，Ｊ．，Ｆｉｔｚｗａｔｅｒ，Ｓ．（１９８８））。Ｇｅｉｄｅｒ＆Ｌａ Ｒｏｃｈｅ（Ｇｅｉｄｅｒ，Ｒ．Ｌａ Ｒｏｃｈｅ，Ｊ．（１９９４））のようなさらなる研究は、鉄の制限が植物プランクトンの豊富な主要要因であるという概念を確認している。
鉄が海洋に導入されると、植物プランクトンの豊富さは非常に迅速に回復する。２００８年８月、北太平洋の亜寒帯地方で発生したカサトウ火山噴火は、北東太平洋の多くに鉄が豊富な火山灰を輸送し、これまでに観測された最大の植物プランクトンの花を急速に開始した（Ｈａｍｍｅ，Ｒ．Ｃ．ｅｔ ａｌ．（２０１０））。このプランクトンの花は、よく知られているサケの回遊ルート内にあった。この事象についてのさらなる研究は、紅鮭の前例のない増加をこのプランクトンの豊富なＰａｒｓｏｎｓ Ｔ，Ｗｈｉｔｎｅｙ Ｆ（２０１２）に結び付ける。
そのため、人工の鉄が天然鉄輸送を模擬して海洋に沈着すると、大型のプランクトンの花が現れ、次々と豊富な魚の餌源となる。鉄の施肥によって魚の索餌域や回遊ルート内でプランクトン大増殖が発生し得る場合、魚はより豊富な餌源にさらされ、このことが次いでそれらの死亡率を低下させ、それらのサイズと体重を増加させる。
このプロセスが効果的であるためには、一連の重要な基準を満たす海洋の特定の部分で鉄の施肥を行わなければならないことに注意しなければならない。海洋の化学は選択基準を満たさなければならず、施肥化合物を明確に定義しなければならない。
海洋魚の索餌域または回遊ルート内でのプランクトン生産性の改善は、海洋魚の死亡率の低下をもたらし、それらのサイズを増大させ、商業及び職人漁業における持続可能な改善を提供する。
本発明の方法は、高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）であると考えられる領域において、鉄の水溶性で生体利用可能な配合物が海洋に分散することを必要とする。ＨＮＬＣ海洋状態は、リン酸塩、硝酸塩、及び珪酸などのマクロ栄養塩濃度が高いにもかかわらず、植物プランクトンの数が少なく、かなり一定である海洋を表す。これらの地域は、生物利用可能な鉄の濃度が低いことにより植物プランクトンの生育に制限があるので、鉄限界として定義されている。
ＨＮＬＣ海洋条件における生物利用可能な鉄濃度の増加は、漁業の主な餌源である動物プランクトンに続く、植物プランクトンの対応する増加をもたらすであろう。
しかし、鉄が海洋に加えられる地域は、他の基準も満たす必要がある。鉄添加のために選択された地域は、既知の漁業索餌域内、または漁業回遊ルート内でなければならない。これは、漁業が、それらの生存と成長のための改善された条件が明らかとなった区域に移動することができる場合にのみ餌源の増加に反応し得るためである。
もう一つの基準は、鉄の添加区域が海洋渦と呼ばれる海面高度偏差の範囲内にあることである。これは、海洋渦が、増加した鉄濃度の含有する能力を併せ持った大量栄養湧き出し特性を持っているからである。海洋渦は、鉄の拡散を減少させて、鉄が外洋に置かれるよりも長期間の濃度を維持することができる。この鉄の拡散の減少は、鉄の添加を長く持続させる効果を可能にし、魚の誘引物質として機能する。
このプロセスが定期的に繰り返されれば、漁業生産性の長期的な持続可能な改善が現れ得る。したがって、本発明は、持続可能な漁業の実施として定義することができる。
本発明のいくつかの利点は以下のとおりである：
●鉄化合物が、浮遊または補助の肥料化合物または装置を必要としないので、海産物の生産性を改善させる方法により要求される該肥料を製造するのが安価である。
●本発明は、ゆっくりと溶解し、肥料によるより迅速な作用を可能にする肥料を特定または必要としない。
●海洋渦は、鉄の拡散を減少させて、鉄が外洋に置かれるよりも長期間の濃度を維持することができる。
●この鉄の拡散の減少は、鉄の添加を長く持続させ、魚の誘引物質として機能する。
●鉄化合物が、浮遊または補助の肥料化合物または装置を必要としないので、海産物の生産性を改善させる方法により要求される該肥料を製造するのが安価である。
●本発明は、ゆっくりと溶解し、肥料によるより迅速な作用を可能にする肥料を特定または必要としない。
●海洋渦は、鉄の拡散を減少させて、鉄が外洋に置かれるよりも長期間の濃度を維持することができる。
●この鉄の拡散の減少は、鉄の添加を長く持続させ、魚の誘引物質として機能する。
本発明は、要求される海洋条件が高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）であり、決定された栄養素が低いだけでなく、海洋も低クロロフィルでなければならないと特定する。この重要な区別は、本発明が海産物生産量の改善をもたらす上でより費用効果的にすることを可能にする。ＨＮＬＣ領域は、海洋学的共同体によって特定されている。鉄化合物を海洋渦として知られる海面高度偏差に配置することにより、本方法の効率性と漁業の生産性が改善される。本発明による海洋中の漁業生産性を改善するプロセスは、
ａ）海洋生態学の定義に基づいて高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）と定義される海洋領域を選択するステップと、
ｂ）魚の回遊の既知の領域内もしくはその近郊の海洋領域、または魚の索餌域であると考えられる海域内である海洋領域へ該選択を絞り込むステップと、
ｃ）代謝可能で水溶性の鉄化合物を定められた海洋領域に添加し、植物プランクトンの成長を増加させ、海産物の集団の増加を決定するステップと、
ｄ）施肥から生じる海産物の増加した生産物を収穫するステップと、を含む。
ａ）海洋生態学の定義に基づいて高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）と定義される海洋領域を選択するステップと、
ｂ）魚の回遊の既知の領域内もしくはその近郊の海洋領域、または魚の索餌域であると考えられる海域内である海洋領域へ該選択を絞り込むステップと、
ｃ）代謝可能で水溶性の鉄化合物を定められた海洋領域に添加し、植物プランクトンの成長を増加させ、海産物の集団の増加を決定するステップと、
ｄ）施肥から生じる海産物の増加した生産物を収穫するステップと、を含む。
本発明の一実施形態では、鉄化合物は、硫酸鉄、高度に霧化された形態の酸化鉄、炭酸鉄、硫化鉄、鉄ビトリオール、フミン酸鉄、多糖類−鉄錯体、鉄塩配合物などからなる群から選択され得る。
鉄化合物は、好ましくは投入手段を用いて海水の表面に配置され、ここで、投入手段は、航空機、水上船舶、平底荷船、または任意の浮遊車両もしくは装置からなる群から選択される。
本発明の好ましい実施形態では、鉄化合物は、海洋渦として知られる海洋海面高度偏差に配置される。
実例
以下の例は、請求されたプロセス及び方法を説明する。実例は、本発明の有用性を試験するための実験からのものである。
以下の例は、請求されたプロセス及び方法を説明する。実例は、本発明の有用性を試験するための実験からのものである。
開示された情報は例示であり、他の実施形態が存在し、本発明の範囲内である。
実験のために海洋領域を選択した。この海域は、高栄養分低クロロフィル（ＨＮＬＣ）であり、その位置は太平洋ピンクサーモンの回遊ルート内にあるという条件の１つを満たしていた。
この領域の図１に示すように、実験領域は１１００ｋｍ四方である。この図では、紫色、青色、緑色及び黄色は、低クロロフィルの領域であり、オレンジ及び赤は、高クロロフィルの領域である。「Ｂ」は鉄の添加前の実験の位置を示し、「Ａ」は鉄が添加された後の同じ位置を示す。「Ａ」は、硫酸鉄及び酸化鉄の配置領域内のクロロフィルレベルのその後の増加を示す。クロロフィルレベルは、植物プランクトンの成長と生産性の増加の指標であり、したがって漁業の餌源の増加である。
本発明の第２の条件は、鉄化合物は、海洋渦内に配置されることである。図２の赤い丸は、実験で使用された海洋渦を示す。
１００トンの硫酸鉄（ＦｅＳＯ４）と２０トンの酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を、図２に示すおおよその領域に投入手段として船を使用して配置した。これらの化合物は浮遊材料と混合されず、改変されずに「そのまま」使用された。
クロロフィル濃度は、１９９７年から２０１４年までの実験区域で測定した。
図３は、クロロフィルレベルのグラフを示しており、２００８年半ばに、クロロフィルが、火山噴火による実験の領域への鉄の堆積から作られ、この実験に関係しなかった。
しかし、翌年のサケの返還は著しく上昇した。２０１２年半ばに示された偏差は、実験によるものであった。実験によるクロロフィル濃度は、１９９７年以来の最高値であることに注意されたい。
２０１３年には、フレイザーリバーピンクサーモンの操業が、カナダの漁業・海洋局によって８９０万匹であると予測された。実際の操業は、４１００万魚匹を超えていた。表１は、この例によるＢｒｉｔｉｓｈ Ｃｏｌｕｍｂｉａ Ｃａｎａｄａの漁業の改善を示している。このデータは、予測操業より４６６％の漁業改善を表している。
最後に、図４は、２０１３年のアラスカにおける漁業の改善の例を示す。このグラフは、予測操業に対して約１００％の改善を示している。
非特許引用文献
１．Ｓｈｅｌｄｏｎ，Ｒ．Ｗ．，Ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ，Ｗ．Ｈ．Ｊｒ．，Ｐａｒａｎｊａｐｅ，Ｍ．Ａ．（１９７７）Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｐｅｌａｇｉｃ ｆｏｏｄ ｃｈａｉｎ ａｎｄ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｌａｎｋｔｏｎ ａｎｄ ｆｉｓｈ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｏａｒｄ ｏｆ Ｃａｎａｄａ，３４：２３４４−２３５３．
２．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｍａｂ．ｃａ／ｌｉｂ／ｅｘｅ／ｆｅｔｃｈ．ｐｈｐ？ｍｅｄｉａ＝ｐｕｂｓ：ｉｒｗｉｎ−２００９−ｇｒｌ−ｄｅｓｅｒｔｓ．ｐｄｆ
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Claims (13)
- ａ）海洋生態学の定義に基づいて高栄養塩低クロロフィル（ＨＮＬＣ）と定義される海洋領域を選択するステップと、
ｂ）魚の回遊の既知の領域内もしくはその近郊の海洋領域、または魚の索餌域であると考えられる海域内である海洋領域へ前記選択を絞り込むステップと、
ｃ）先の選択を、海洋渦として知られている海洋の海面高度偏差に絞り込むステップと、
ｄ）生体利用可能で水溶性の鉄化合物を所定の海洋領域に添加して、植物プランクトンの成長を増加させるステップと、
ｅ）海産物の増加を決定するステップと、
ｆ）施肥から生じる海産物の増加した生産量を収穫するステップと、を含む、高栄養塩低クロロフィル海洋水における漁業生産性を改善するプロセス。 - 前記鉄化合物は、硫酸鉄である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、高度に霧化された形態の酸化鉄である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、炭酸鉄である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 鉄化合物は、硫化鉄である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、鉄ビトリオールである、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、フミン酸鉄である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、多糖類−鉄錯体である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、鉄塩配合物である、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、前記海水の表面に置かれる、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、投入手段を用いて前記表面に置かれる、請求項１０に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記投入手段は、航空機、水上船舶、平底荷船、または任意の浮遊車両もしくは装置からなる群から選択される、請求項１１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
- 前記鉄化合物は、海洋渦として知られる海洋海面高度偏差に配置される、請求項１に記載の海産物生産量を改善するプロセス。
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