サンゴ礁の保護

サンゴ礁保護とは、健全なサンゴ礁へのダメージを避け、ダメージを受けたサンゴ礁の回復を助けるために人間の活動を修正するプロセスです。サンゴ礁保護に使用される主要な戦略には、測定可能な目標の定義、サンゴ礁の健康を損なうストレス要因を軽減するための積極的な管理とコミュニティの関与の導入などがあります。管理手法の1つは、漁業などの人間の活動を直接制限する海洋保護区（MPA）を作成することです。^[1]

レクリエーション目的のスキューバダイビングは、もろくて壊れやすい枝分かれした石サンゴとの接触による損傷が主な原因で、熱帯のサンゴ礁に測定可能な悪影響を及ぼす可能性があります。ダイビング中にサンゴに最もよく起こる損傷は、ひれがサンゴにぶつかること、手、膝、機器のゲージがぶつかることです。^[2]これは、ダイバーの浮力とトリムのスキルを向上させ、不器用な行動がサンゴ礁の生態系に与える影響についてダイバーを教育することで軽減できます。 ^{[3] [4]}サンゴの生物学と保護地域に関する45分間のプレゼンテーションと簡単な水中デモンストレーションを受けたダイバーは、ダイビング中にサンゴに与える損傷が少ないことが示されています。^[5]

サンゴポリプがサンゴ礁を形成するには約1万年かかり、完全に成熟したサンゴ礁が形成されるには10万年から3000万年かかります。^[6]

サンゴ礁は、地球上で最も生産的で生物学的に多様な生態系の一つです。^[7]波のパターンへの露出の違いにより、多様な生息地タイプが生まれます。^[8]サンゴがサンゴ礁を形成するには、褐虫藻との共生 関係が必要です。単細胞藻は光合成によって栄養分を獲得し、サンゴは栄養素の一部と引き換えに藻類に隠れ家を提供します。^[6] 褐虫藻の個体群は環境条件の変化によって死滅することがあり、サンゴの色を失う原因となります。これをサンゴの白化といいます。 ^[9]水温の上昇などの環境条件はサンゴにストレスを与え、共生している褐虫藻が追い出されます。褐虫藻が失われると、褐虫藻が供給していた糖分の食料源がなくなるため、サンゴは餓死します。^[10]共生藻類を必要とするサンゴは、そこに生息するさまざまな種類の褐虫藻から鮮やかな色を受け取ります。

サンゴは、漁業、医療、観光、レクリエーション、沿岸保護、美観、文化的な恩恵など、生態系サービスを何百万人もの人々に提供していますが^[7]、世界の海洋生態系のわずか0.2％を占めるにすぎません。^[11]

「海の熱帯雨林」としても知られるサンゴ礁は、海洋の10％未満を占めるに過ぎませんが、海洋生物の約4分の1にあたる900万種以上の生物の生息地となっており、捕食動物の餌や隠れ家、さらには狩猟場としても利用されています。^{[12] [13]}サンゴ礁で見られる種には、魚、無脊椎動物、鳥、サメ、ウミガメ、海洋哺乳類などの大型動物が含まれます。^[12]最後に、サンゴ礁は数多くの生物にとって産卵、育児、繁殖に欠かせない場所となっています。^[14]

サンゴ礁は複雑な構造をしており、海の波を緩衝し、強い海流や恐ろしい嵐から海岸線を守っています。約5億人がサンゴ礁から100km以内に住んでおり、この保護をサンゴ礁に頼っています。サンゴ礁は人命の損失、財産の損害、浸食を防ぐのに不可欠であるだけでなく、経済的にサンゴ礁に依存する港湾の障壁としても機能しています。^[12]

世界中で10億人以上の人々が、サンゴ礁に生息する魚を主要な食料源として頼っています。^[15]米国の商業漁業とレクリエーション漁業の半分は、サンゴ礁に依存しており、年間1億ドル以上の収益をもたらしていると推定されています。 ^[12]世界的に、サンゴ礁がもたらす純収入の57億ドルを漁業が占めています。^[15]

サンゴの生態系に生息する種は、がん、関節炎、喘息、心臓病、潰瘍、細菌感染症、ウイルスなどの治療に用いられる新薬の開発に用いられる化合物を生産している。^[16] 14世紀には早くも、サンゴ礁に生息する種の薬効成分が利用されていた。抗ウイルスエキスや強壮剤の研究が続けられており、サンゴ礁で発見された神経毒などの有毒化合物は鎮痛剤として効果があることが証明されている。サンゴから単離されたジテルペンは、抗炎症作用と抗菌作用を示すことが示されており、医療治療に有用である。^{[17]サンゴの}石灰岩骨格は、その多孔質な性質と人工骨移植材料よりも拒絶反応率が低いことから、人間の骨移植に試験され、使用されている。^[18]

毎年、何百万人ものスキューバダイバーやシュノーケラーがサンゴ礁を訪れ、その驚くべき美しさを観察するとともに、サンゴ礁に守られている海水浴客も訪れます。地元経済はサンゴ礁に大きく依存しており、ダイビングツアー、釣り旅行、ホテル、レストランなどを通じて約96億ドルの収入を得ています。^[15]

サンゴ礁の保護に関して一般の人々が関心を持つべき主な分野は 4 つあります。自然の美しさと価値の保護、地域経済の促進、新たな生物製品の潜在的な供給源、そしてサンゴ礁が属する世界の生態系の保護です。

海洋生物の3分の1以上がサンゴ礁生態系に生息しています。これらはシュノーケリングやダイビングをする人に美しい水中体験を提供し、大きな観光価値を持っています。^{[19] [4]}この優れた遺伝的生物多様性は、製薬、生化学、化粧品などの産業に大きな可能性を秘めています。この生物多様性は、海洋観光や商業漁業の増加を通じて経済を活性化させます。長期的には、サンゴ礁は二酸化炭素排出の吸収に大きく貢献していることが認識されており、気候変動の緩和に重要な役割を果たしてきました。^[20]

サンゴ礁システムには、自然と人為的の 2 種類のストレス要因が関連しています。これらのストレス要因の影響は、無視できる程度から壊滅的なものまでさまざまです。

気候変動に伴う海水温の上昇、海洋pHの変化、海面上昇は地球規模で発生しています。^{[21] [22]}

局所的な例としては、住宅、開発、農業、産業からの流出水、土地開拓による堆積物、人間の下水、有毒物質の排出などが挙げられる。^[23]

急性のストレス要因は、持続不可能な漁業慣行、船の錨、または偶発的な座礁を通じて、他の損害を引き起こす可能性があります。底引き網漁、ダイナマイト漁、シアン化物漁など、一部の漁業慣行はサンゴ礁の生息地を破壊します。ゴーストフィッシング（放棄された漁具による意図しない損害）は多くのサンゴ礁に害を及ぼします。草食動物が除去され、藻類による侵食からサンゴ礁を保護できなくなった場合、小規模漁業であってもサンゴ礁に損害を与える可能性があります。 ^[24]船乗りは、砂ではなくサンゴ礁に錨を落とすことでサンゴに損害を与える可能性があります。 ^[25]船の偶発的な座礁は、サンゴ礁の一部を消滅させる可能性があります。レタスサンゴや、エルクホーンやフィンガーコーラルなどの枝分かれしたサンゴは壊れやすいですが、巨大なボルダーサンゴでさえ、帆船のキールによって押しつぶされたり、壊れたり、ひっくり返されて死んだりする可能性があります。砂地への座礁やプロペラの撹拌作用によっても、局所的に大規模な沈泥が発生し、間接的に隣接するサンゴを死滅させる可能性がある。^[26]

20 世紀には、レクリエーション目的のスキューバダイビングは一般的に環境への影響が低いと考えられ、ほとんどの海洋保護区で許可されているアクティビティの 1 つでした。基本的なダイバー トレーニングは、ダイバーにとって許容できるリスクに集中しており、環境への配慮はそれほど重視されていませんでした。ダイビングの人気が高まり、観光客が敏感な生態系にアクセスしやすくなったことで、ダイビングが環境に重大な影響を及ぼす可能性があるという認識が広まりました。^[3]

スキューバダイビングは21世紀に人気が高まっており、世界中で発行された認定の数からもそれが分かります。^[27]スキューバダイビング観光は成長産業であり、環境の持続可能性を考慮する必要があります。ダイバーの影響の拡大はさまざまな方法で海洋環境に悪影響を及ぼす可能性があり、その影響は特定の環境にも依存します。熱帯のサンゴ礁は、環境がより堅牢なサンゴ礁よりも、ダイビングのスキルが低いと簡単に損傷を受けます。比較的繊細で多様性に富んだ生態系の発達を可能にする快適な海の条件は、休暇中のみで、まれにしかダイビングをせず、環境に優しい方法でダイビングするスキルを完全に習得したことのないダイバーを含む、最も多くの観光客を魅了します。^[28]

陸からの堆積物による汚染はサンゴ礁の生態系に深刻な影響を及ぼす。しかし、同じ海岸線沿いであっても、別々のサンゴ礁では水流条件が異なり、堆積物の分布に影響を与えることがある。2015年の研究では、ハワイのラナイ島にある1マイル未満の距離にある2つの川床の堆積物を評価した。一方の場所では流れが速く、堆積物を効率的に洗い流してサンゴ礁を保護したが、もう一方の場所では流れと波の状態により堆積物が継続的に水中に再浮遊し、サンゴ礁が光を失うことになった。^[29]

サンゴ礁の生物多様性は、結果として地元住民にとって豊かな漁場を生み出します。これはサンゴ礁の草食生物の乱獲につながり、サンゴ礁をより脆弱にし、大きな環境の乱れから回復できなくなります。 ^[30]残念ながら、ほとんどの海洋生態学者は、将来の海は現在よりも乱獲されると予想しています。^[31]

サンゴ礁の環境問題#問題を参照

UV フィルター UV 放射は、日焼けのリスクや皮膚がんの点で公衆衛生に対する脅威です。そのため、人々は余分な UV 放射を吸収するために UV フィルターが入った日焼け止めを使用しています。肌を保護し、各 UV フィルターには、肌の敏感さに対する SPF 値に基づいて独自の吸収率があります。日焼け止めの UV フィルターは、有機または無機のいずれかです。無機 UV フィルターは、UV 光を反射して吸収します。酸化亜鉛は広く使用されている無機 UV フィルターで、主に日焼け止めに組み込まれています。これは、粒子が大きいため、通常、肌に不快な白い跡が残るためです。一部のミネラル UV フィルターには、フリーラジカルの形成を最小限に抑えるために、アルミナやマンガンなどの追加コーティングが施されています。テストされたすべての日焼け止めにさらされ、UV フィルターがサンゴの白化につながる溶解性ウイルスサイクルを誘発するという結論に至りました。ただし、この研究は、分析データの欠如と実験設定の欠陥によって制限されています。^[32]

サンゴ礁の健康状態を継続的に評価することは重要な課題です。浅瀬のサンゴ礁の状態と白化に関する大規模な研究を行うには、通常、衛星画像または航空画像が使用されます。^[33]サンゴ礁の状態をより正確に記録するために、最近では、民生用ドローン^[34]を使用するか、スキューバダイバーで写真を撮影して、関心のあるエリアの正射写真を生成する写真測量技術が導入されています。^{[35]これらの技術で生成された大きな}正射画像を分析および注釈付けするために、 TagLabなどのオープンソースツールを使用して半自動セグメンテーション技術が適用されます。^[36]

サンゴ礁は外洋に位置しているため、保護のための実質的な計画を立てることは困難です。海洋の特定の部分には明確な所有権がないため、責任を委譲することが困難です。^[31]しかし、環境保護を目的とする民間団体や政府団体は、サンゴ礁の修復に向けて前進しています。

サンゴの修復の目的は、サンゴがストレスや変化する環境に適応できるようにすることです。NOAAのサンゴ礁保全プログラムと被害評価、修復、修復プログラムは、物理的に損傷したサンゴ礁への対応と修復、生息地の喪失の防止、サンゴ保全プロジェクトの実施、絶滅危惧種のサンゴの修復と 外来種の制御に重点を置くことで修復に取り組んでいます。^[37]サンゴ修復財団は、サンゴの苗床を使用して100を超える遺伝子型のイシサンゴ（Acropora cervicornis）を修復しており、生態学的成功、理想的な修復場所、周囲の生物が修復にどのように影響するかを判断することを研究目標としています。^[38 ]フロリダキーズに43,000を超えるサンゴを植えたエリザベスムーア国際サンゴ礁研究修復センターなど、サンゴ礁の近くにある研究室は、これらの苗床の維持に重要な役割を果たしています。^[39]

サンゴ礁は、陸上または海洋の養殖場で、無性生殖または有性生殖で育てることができます。サンゴ礁を復元するために最初に行う最も重要なステップの 1 つは、音響技術を使用して陸地を評価することです。生きたサンゴとサンゴの破片を集めることは不可欠です。サンゴが養殖場で一定の大きさに達すると、植え付けられ、修復プロセスのためにサンゴ礁に運ばれます。養殖場で育ったサンゴをサンゴ礁に植え直すのは面倒な作業です。しかし、生息地が自然なサンゴの成長に適していることを確認することが最も重要です。気候変動などの脅威に耐性のあるサンゴを作るのが最善です。さらに、各サンゴは手作業で処理され、手作業でサンゴ礁に移植する必要があります。^[40]研究者と海洋生物学者は、サンゴの成長を刺激し、水中の生態系を保護するように設計されたサンゴ構造を 3D プリントで作成しました。^{[41] [42]}

ハワイ諸島の山岳熱帯島の急峻な流域では、植生を回復し、外来種を制御することで堆積物の流入を減らすことができます。地元コミュニティグループが通常侵入するキアヴェの木を植えて作った蛇籠（チェックダム）は、サンゴ礁から洗い流すのに約5週間かかるであろう77トンの堆積物の海への流入を阻止しました。^{[29] [説明が必要]}

サンゴ養殖は、サンゴの苗床を使用して世界のサンゴ礁を修復するプロセスであり、生物多様性、構造的完全性、サンゴの被覆率を改善できるプロジェクトです。^[43]サンゴの苗床は、サンゴ礁の衰退または物理的損傷のある領域を修復するための移植用の若いサンゴを提供することができます。直接移植は、サンゴの苗床からのサンゴまたは移動した救助されたサンゴを新しい領域に移植して取り付ける一般的なプロセスです。^[44]このプロセスでは、サンゴの配偶子を産卵場から収穫して実験室環境で育て、大きくなったときに植え直します。これにより、サンゴは実験室条件下で制御された量を安全に成長させることができます。^[45]苗床は、救助されたサンゴのコロニーの小さなパッチから始まり、移植前に救助および修復される場合があります。^[46] 2009年、ネイチャー・コンサーバンシーは、フロリダとカリブ海の水中苗床で移植用に30,000を超える若いサンゴを育て始めました。^[47]

侵入種とは、意図的な導入、偶発的な放出、津波などの自然現象など、さまざまな経路を通じて生態系に導入される非在来種のことです。 ^[48]研究者によると、最も一般的な経路は、外洋船舶のバラスト水交換と海洋観賞用植物の取引です。^[48]非在来地域に導入された種の多くは、新しい環境に十分に早く適応できないために絶滅するか、生き残っても生態系に損害を与えるほどには変化させないかのどちらかです。^{[49] [50]}しかし、侵入種は非在来生態系に適応して繁栄し、新しい生態系、食物連鎖、環境自体に重大な損害を与えることができるため、そのように呼ばれています。そのため、侵入種を制御するための管理戦略を開発する必要があります。^[50]

外来種はサンゴ礁に直接的にも間接的にも影響を与え、オニヒトデのようなサンゴ食性動物はサンゴを直接消費し、一方、サンゴ礁生態系内の在来種を過剰に消費することで脅威となる。^{[51] [50]}外来種の種類によって管理戦略は異なる場合がある。^[50] これらの外来種の発生は過去1世紀にわたってより頻繁に発生しており、サンゴの被覆が失われる頻度を高めている。^[52]

インド太平洋原産のこれらの海洋無脊椎動物はサンゴを餌とし、サンゴの多様性を調整し、サンゴ礁内のバランスを維持するなど、サンゴ礁の生態系において重要な役割を果たしている。^[53]しかし、オニヒトデ（Acanthaster sp .、COTS）は、自然界では急増と急減を繰り返す種でもあり、その個体群動態は、成体の個体数が極端に変動し、その後、サンゴの餌レベルが下がると個体数が激減し、死んだサンゴの帯が残るという特徴がある。^[54] COTSの発生は、1960年代にGBRで初めて発見され 、自然条件下では50～80年ごとに発生している。しかし、不自然に発生頻度が15年ごとに増加しており、さらなる研究が進められているが、まだ答えは出ていない。^[54]

手動制御

手動制御は、経験豊富なオニヒトデ制御ダイバーが致死量の注射または手作業による収集と陸上での廃棄によって、サンゴ礁からオニヒトデを除去するプロセスです。 ^[55]この方法は1960年代から存在しており、それ以来、84の手動制御プログラムにより1,700万匹のヒトデが集団で殺されるか除去され、推定コストは1,500万～4,400万米ドルです。^{[54] [55]}コストが高く、オニヒトデの発生とサンゴの損失を防ぐ効果が限られているため、科学者はこの方法の有効性に疑問を抱いています。^{[54] [55]}場所は、サンゴとオニヒトデの幼生拡散の全体的なパターンにおける潜在的な重要性に基づいて、海岸を持つ個々の国の政府によって選択されます。たとえば、観光業にとって経済的に重要であるか、海洋学モデルにより他のサンゴ礁と密接に関連していることが示唆されたサンゴ礁に位置しています。^{[54] [55] [56 [54]}

海洋保護区の区分

海洋保護区は、海洋国立公園または国の他の管理運営者によって設定された地域です。海洋保護区には、ゾーン分けと各ゾーンの保護レベルの2つの要素があります。^{[54] [57]}海洋ゾーン分けは、以前の研究で、手動制御と組み合わせた場合、COTSの発生を最小限に抑えるのに非常に効果的であることがわかっています。^{[54] [57]} COTSの数とサンゴの被覆率に関する3つの異なるタイプのゾーン分け、「採取禁止」、「採取制限」、「採取」ゾーンがあります。^[57]

水質管理

水質の向上は、COTSの発生を増減させる可能性があります。^{[54] [56]}以前の研究によると、水質を管理することである程度は発生を防ぐことができますが、これは必ずしも具体的ではありません。^[54]洪水プルーム変数への曝露とCOTSの存在は、低レベルで正の閾値型反応を示しており、COTS個体群の確立における幼生栄養の利用可能性の重要性を強調しています。^{[58] [56]}農業用地（放牧、穀物、サトウキビ、園芸）からの過剰な栄養素の流出は、サンゴ礁の水に植物プランクトンブルームを引き起こし、COTS個体群に運ばれる可能性があります。^{[54] [56]}水質は、集水域からの排水を制御することで管理できますが、これには最善の管理方法を採用した集中的な土地管理が必要です。^{[54] [56]}

海洋保護区（MPA）は、サンゴ礁管理のためのますます重要なツールとなっている。MPAは、責任ある漁業管理と生息地の保護を促進する。国立公園や野生生物保護区と同様に、程度の差はあるものの、MPAは潜在的に損害を与える活動を制限している。MPAは、サンゴ礁の修復、美観、生物多様性、経済活動など、社会的目的と生物学的目的の両方を包含している。MPAは普遍的に受け入れられているわけではない。紛争は、参加の欠如、意見の衝突、有効性、資金に関連している。^[要出典]多くのMPAはサンゴ礁を適切に保護していない。世界中のサンゴ礁のわずか27％がMPA内にある。MPAサイトのうち、わずか15％が有効であると考えられ、38％は部分的に有効、47％は無効であった。これにより、効果的に管理されたMPA内にあるサンゴ礁はわずか6％となる。^[59]キリバスのフェニックス諸島保護区のように、状況によっては、MPAは、規制がなければ生み出されていたであろう収入に匹敵する収益をもたらす可能性がある。^[60]

生物圏保護区、海洋公園、国定記念物、世界遺産の地位はサンゴ礁を保護することができる。例えば、ベリーズのバリアリーフ、チャゴス諸島、シアン・カアン、ガラパゴス諸島、グレート・バリア・リーフ、ヘンダーソン島、パラオ、パパハナウモクアケア海洋国定公園は世界遺産である。^[要出典] パーセル・デ・マヌエル・ルイス海洋州立公園は南大西洋最大のサンゴ礁を保護している。^[61] ここは2000年2月にラムサール条約湿地となった。^[62]

オーストラリアでは、グレートバリアリーフはグレートバリアリーフ海洋公園によって保護されており、生物多様性行動計画を含む多くの法律の対象となっている。^[要出典]

パプアニューギニアのマヌス州アフス島の住民は、何世代にもわたって、礁湖の6つの地域で漁業を制限する慣習を守ってきた。彼らの文化的伝統では、釣り糸を使った漁業は許可されているが、網漁や銛を使った漁業は許可されていない。その結果、漁業が制限されていない場所よりも、魚のバイオマスと個々のサイズの両方が大幅に大きくなっている。^{[63] [64]}

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• サンゴ礁の持続性と回復力を高めるための介入に関する研究レビュー。ワシントン DC: 全米アカデミー出版局、全米科学・工学・医学アカデミー。2019 年。doi : 10.17226/ 25279。ISBN 978-0-309-48535-7. S2CID  134877358。

• マウイ島サンゴ礁回復チーム (2012)。「マウイ島サンゴ礁回復計画」(PDF)。mnmrc.org 。マウイヌイ海洋資源協議会。2016年 2 月 21 日閲覧。