Transcript N - 益永・中井＆松田 研究室

2008年日本水産学会シンポジウム
水産環境の不確実性に応じた漁場造成のパラダイムシフト
順応的管理の理念と
生態系管理の課題
松田裕之（横浜国大･環境情報・gCOEアジア
視点の国際生態リスク
マネジメントプログラムリーダー）
2006/10/1
1
今日の話題
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•
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国際捕鯨委員会が育てた順応的管理(AM)
生物多様性条約が推奨するAM
AM＝順応学習とフィードバック制御
AMは不確実性と非定常性に頑健
AMは生態系管理に有効か
順応的管理の7つの鉄則
2003/12/12
2
捕鯨史=乱獲と禁漁の歴史
History of whaling = overexploitation & ban
• 1946 Blue Whale Unit
– (シロナガスクジラ換算制)
• 1975 New Management Procedure
– 不確実性への配慮がなく、非現実的
• 1992 Revised Management Procedure
– 改定管理方式（RMP) agreed by IWC/SC
– Revised Management Scheme not yet.
Do we know the exact MSY?
Be conscious uncertainty.
改定管理方式は順応的管理の先取りだった。
RMP is an AM
2
MSY
limit stock level
1
managed
resource
Unused
resource
Catch quota
Fishing rate
Protected
resource
0
0
0.2
0.4
Production
0.6
Relative Stock Size P t /P 0
0.8
1
MSY at 60%,
0 catch at 54%
持続的利用と不確実性は両立できるか?
If we adopt Adaptive Management.
Requiem to MSYへの鎮魂歌
• Ecosystem is uncertain, non-equilibrium and complex
• MSY ignores all the three.
Matsuda H, Abrams PA (2008) Can we say goodbye to the maximum
sustainable yield theory? Reflections on trophic level fishing in reconciling
fisheries with conservation. in Nielsen et al (eds) Reconciling fisheries with
conservation: proceedings of the Fourth World Fisheries Congress. American
Fisheries Society, Symposium 49, Bethesda, Maryland 737-744
不確実
Recovery probability of mackerel
資源回復確率
70-80 年代の漁獲圧なら
90 年代の未成魚乱獲
を続けると
非定常
複雑性
Species replacement
AM makes chaos.
捕
食
者
密
度
被食者密度
今日の話題
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•
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•
国際捕鯨委員会が育てた順応的管理(AM)
生物多様性条約が推奨するAM
AM＝順応学習とフィードバック制御
AMは不確実性と非定常性に頑健
AMは生態系管理に有効か
順応的管理の7つの鉄則
2003/12/12
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順応的管理とは
• Adaptability（順応性）
– 状況を見て政策を変える
– その変え方を決めておく
• Accountability（説明責任）
– 未実証の前提でリスク評価
– 新たな知見を取り込み、過ちを改める
• Falsifiability（反証可能性）
– どんな事態を招いたら失敗か事前に明記
順応学習とフィードバック制御
Adaptive Learning & Feedback Control
継続調査データ
管理の実施、
資源変動
動態模型
状態
管理の意思決定
05/12/16
勝川俊雄T.Katsukawa：博士論文(2002)より
10
「２１世紀『環の国』づくり会議」報告
近年、北米や豪州では、森林や河川の生態系管理に
おいて、自然の長期的持続可能性を最優先し、・・・
自然の不確実性を踏まえた順応的な方法で管理すると
いう「順応的生態系管理」の手法が使われるよう
に・・・
一方、わが国の伝統的な里地・里山の管理の方法は、
生態系の適度なかく乱を通じて、豊かな生物の生息・
生育空間・・・を生み出して・・・
順応的生態系管理の手法を確立して、生物多様性を
確保する生態系管理を推進する・・・
http://www.kantei.go.jp/jp/singi/wanokuni/010710/report.html
今日の話題
•
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•
•
国際捕鯨委員会が育てた順応的管理(AM)
生物多様性条約が推奨するAM
AM＝順応学習とフィードバック制御
AMは不確実性と非定常性に頑健
AMは生態系管理に有効か
順応的管理の7つの鉄則
2003/12/12
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Feedback control in fishing effort is
powerful...
dE U N  N *


dt
dN  f (N) qEN
dt
N*N*
f(N)
A straw man says;
• Even though the MSY level is
unknown, the feedback
control stabilizes a broad
range of target stock level.
N*
Stock size N
2003/12/12
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Harvest of prey
(Matsuda & Abrams 2008)
dN  r(1 N )N  fN P  qEN
dt
K
1 hN










dP  d  P  bfN P
1 hN
dt
Catch of prey will
decrease predator,
rather than prey
dP/dt=0
dN/dt=0
In the case of feedback control,
dE
 U (N  S)
dt
2003/12/12
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二つの制御規則
1. F = f(B) 漁獲係数は資源量の関数
（≒現行のABC決定ルール）
2. dF/dt = f(B) 積分型：資源量が多けれ
ば漁獲係数を上げ、少なければ下げ
る
2003/12/12
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Total Allowable Catch rule
乱獲
BF=0
PP
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If fishing effort is a function of stock abundance,
• １種系な
らある程
度うまく
いく
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Harvest of prey
• 捕食者が絶滅
するまで
Feedback制御
は利かない
Prey
Predator
2003/12/12
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２つの食物網
被食者－捕食者系
Prey-predator system
多種系
multi-species system
9
10
P
8
7
N
5
6
1
2003/12/12
4
2
3
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Feedback control with community
interactions also result in undesired
outcomes. (M & A unpublished)

dNi 
  ri   a ji N j  qei  Ni
dt 
j

9
10
8
r = (0.454,1.059,1.186,0.247,-0.006,-0.028,-0.059,-0.704,-0.308,-0.238)
7
A = (aji) =
1.
0.74
0.19
0.31
0.
0.
0.
0.
0.7
0.46
0.74
1.
0.87
0.08
0.46
0.66
0.48
0.73
0.84
0.
0.19
0.87
1.
0.96
0.08
0.14
0.83
0.
0.
0.68
2003/12/12
0.31
0.08
0.96
1.
0.
0.
0.
0.28
0.
0.88
0.
0.46
0.08
0.
0.1
0.
0.
0.92
0.15
0.84
0.
0.66
0.14
0.
0.
0.1
0.01
0.
0.5
0.69
0.
0.48
0.83
0.
0.
0.01
0.1
0.56
0.
0.
e9 = 0.1, ei = 0
0.
0.73
0.
0.28
0.92
0.
0.56
0.1
0.28
0.
0.7
0.84
0.
0.
0.15
0.5
0.
0.28
0.1
0.
0.46
0.
0.68
0.88
0.84
0.69
0.
0.
0.
0.1
5
6
1
4
2
3
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Feedback control may result in extinction of other
species (sp. 6).
ratio
de9/dt = u(N9-N9*)
2003/12/12
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Notice on feedback control
• Single stock monitoring is dangerous
• Target stock level is much more sensitive
than we have considered in single stock
models.
• We must monitor not only stock level of
target species, but also species that
interacts with the target species.
2003/12/12
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今日の話題
•
•
•
•
•
•
国際捕鯨委員会が育てた順応的管理(AM)
生物多様性条約が推奨するAM
AM＝順応学習とフィードバック制御
AMは不確実性と非定常性に頑健
AMは生態系管理に有効か
順応的管理の7つの鉄則
2003/12/12
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順応的リスク管理
7つの鉄則
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
用いた仮説を明記する
方策の変え方を予め決めておくこと
評価基準を定めること
不確実性を考慮したリスク管理を行うこと
想定内を増やすこと
信頼関係を築くこと
現在の判断が間違いかも知れないと自覚
松田裕之・西川伸吾 (2007) 自然再生事業における十
の助言と八つの戒め. 日本ベントス学会誌. 62:93-97.
2006/10/1
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①用いた仮説を明記する
• 管理計画は未実証の仮説に基づいて立案
されている
• したがって、用いた仮説を明記し、
• それを検証する調査計画を立案
– 道東エゾシカの個体数
– 1998年当時＝12万頭説
– 2000年
＝20万頭説に改めた
2006/9/12
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②方策の変え方を予め決めておく（算法
algorithm）
• 状態変化に応じて方策を変える
• その変え方を予め決めておく
– RMPでは鯨の資源量に応じた捕獲枠決定アルゴリズ
ムCLAを合意（責任ある試行錯誤）
• 似非順応的管理＝単に「状況に応じて臨機応変
に方策を（後から）変える」
←最もしてはならないこと
2006/9/12
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③評価基準を定める
• 管理の成否を判定する具体的な評価の諸基準
（Benchmarks)を定める
• 管理の目的（抽象的理念）と計画の具体的目標を区
別する
ミナミマグロ保存委員会（CCSBT)
– 目的＝持続可能な利用とマグロの保全
– 所期の目標＝2020年迄に1980年の資源量に回復
– 現在の目標＝2022年まで資源量を現状維持する
– 後者は、2022年までに成否を評価可能
2006/9/12
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小清水原生花園の火入れ
火入れ後
小清水町役場HP
http://www.dosanko.co.jp/kosimizu/topics/noyaki/index.html
http://www.abashiri.pref.hokkaido.lg.jp/ts/kks/kokuteikouen.htm
網走国定公園
小清水原生花園風景回復対策事業
•火入れ（堆積した枯れ草を燃やす）
•鱗翅目幼虫の除去（エゾスカシユリ、ハ
マナスなどの食害防止）
•ネナシカズラ、ヨモギの抜き取り（景観
の保全）
2006/10/1
小清水原生花園の火入れ時の温度測定
（‘98.05.07.北海道小清水原生花園）
津田智研究室HP
http://www.green.gifu-u.ac.jp/~tsuda/gallery3.html
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津田智氏提供一部改変
野焼き事業の実績
野焼き実施日 野焼き面積
（中止の年度は予定日）
(ha)
1993/5/11
10.0
1994/5/12
29.5
1995/5/7
25.0
1996/5/9
29.5
1997/5/7
中止
1998/5/7
12.0
1999/5/7
中止
2000/5/11
13.3
2001/5/8
12.2
2002/5/8
23.3
2003/5/8
中止
2004/4/28
9.6
2005/4/28
21.0
18.0
2006/10/1 2006/4/26
1993年度から2004年度までは，未
実施地に対して適当に野焼きを実
施していたが，2005年度からは原
生花園（砂丘側）を4区画にわけ，
大体4年に1度の間隔で野焼きがで
きるようになった
この14年間で3度の中止があった
砂丘部約80ha
29
④不確実性を考慮
（リスク管理）
•
•
•
•
•
さまざまな不確実性を考慮する
計画が絶対に成功するとはいえない
何が起きたら失敗するかを予め想定する
失敗するリスクを評価する
３つの不確実性
– 観測誤差
– 過程誤差：環境変動
– 実行誤差：笛吹けど踊らず
• フィードバック制御によりリスクを減らす
2006/9/12
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⑤想定内を増やす
• リスク管理＝仮想現実モデル
数理モデルを立てなくてもできること
• （一通りではなく）さまざまな事態を予想し
• それぞれに対する対策を立てる（想定内）
• 1年後、3年後、10年後に自分とその後任者が何を言うかを
様々に想定し、準備する
2006/9/12
31
http://www.keishicho.metro.tokyo.jp/1/niijima/kotu/kotu.htm
「だろう運転」と「かもしれない運
転」
危険を予測した運転を
○ 「危険がある」と認識 →
～か
もしれない運転（自分に厳しい予測を
たてて運転）
× 「危険はない」と認識 → ～ だろ
う運転（自分に都合の良い予測をして
運転）
2006/9/12
http://www.hongwanji.or.jp/minna/2003/min030510.htm
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Fishers missed chance of recovery
stock abundance (million tons)
Kawai,…,Matsuda, Fish. Sci. 2002
4 May 2004
actual
F during 1970-80s
33
Probability of stock recovery
Kawai et al. 2002 Fish Sci
Probability of stock recovery
百
百
万
万
ト
ト
ン
ン
資
資
源
源
回
回
復
復
確
確
率
率
The
decade of 1990s was “Japan’s lost 10 years”
4 May 2004
34
⑥信頼関係を築くこと
• 管理計画の前提、検証計画
• 想定されたリスクと方策アルゴリズム
– これらを様々な利害関係者と合意を図り、
– 信頼関係を築き上げる
• Build trust! – Simon Levin
2006/9/12
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⑦現在の我々の判断が間違
いかも知れないという自覚
• 順応的管理は、水産資源や野生動物などの個
体群管理においては明解
• 問題点＝生態系的取組みにおける順応的管理
は、理論的にも未熟
• 順応的生態系管理が未熟であり、管理の実施
において、疑いをもって望む責任と謙虚さが
必要
• 単純さを求めよ、しかし、それを信じるな！
Seek simplicity, but distrust it!
2006/9/12
Alfred N Whitehead
36