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Study to predict how distribution and biomass of fish species in rivers change with climate change

Research Project

Project/Area Number 19K12416
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionFukuoka Institute of Technology

Principal Investigator

Inui Ryutei  福岡工業大学, 社会環境学部, 准教授 (20723844)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤松 良久  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30448584)
栗田 喜久  九州大学, 農学研究院, 准教授 (40725058)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords環境DNA / 河川水温 / 地球温暖化 / 魚類 / GIS / 分布予測 / 定量メタバーコーディング / 冷水性魚類
Outline of Research at the Start

本研究では,河川に生息する魚類を対象とし,河川水温が上昇することによって分布域が拡大および縮小することが予想される種をモデル生物に,環境DNA分析によって得られた広域・高頻度の魚類の分布・生物量データ,設置型水温ロガーによって得られた水温の連続モニタリングデータ,および数値地図システム(GIS)によって算出した地形・水文学的データを用いて,河川水温変動が,各種の分布・生物量に与える影響を予測することを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

We attempted to predict the effects of climate change on the distribution and biomass of various fish species by creating a fish distribution prediction model using the results of environmental DNA analysis and water temperature data. A distribution prediction model for Oncorhynchus masou was developed using the results of quantitative PCR analysis and water temperature data. The results showed that a 1°C increase in water temperature was expected to reduce the habitat to approximately 50%, and a 3°C increase in water temperature was expected to reduce the habitat to less than 10% in both the Saba and Oze Rivers .
Quantitative metabarcoding analysis was conducted for all fish species in the Gono and Ota rivers. The results show that some species, such as Opsariichthys platypus, are expected to increase their habitat and biomass with increasing water temperature, while others, such as Phoxinus oxycephalus, are expected to decrease their habitat and biomass.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

河川水温は,河川生態系の生物群集構造や,生物生産力を左右する重要な要素であるが,今後の気候変動に伴う河川水温の変化が河川生態系に与える影響についての詳細は明らかになっているとは言いづらいのが現状である.よって本研究,河川水温変動が,魚類各種の分布・生物量に与える影響を予測することを目的に研究をおこなった.環境DNA分析の結果および現状の水温データを用いた分布予測モデルを作成した結果,今後の水温上昇に伴い,分布域や生物量が増加すると予想される種,あまり変わらないと予想される種,減少すると予想される種の存在が明らかになり,中国地方の河川魚類群集は大幅に変化する可能性が示された.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Spatiotemporal Changes of the Environmental DNA Concentrations of Amphidromous Fish Plecoglossus altivelis altivelis in the Spawning Grounds in the Takatsu River, Western Japan2021

    • Author(s)
      Inui Ryutei、Akamatsu Yoshihisa、Kono Takanori、Saito Minoru、Miyazono Seiji、Nakao Ryohei
    • Journal Title

      Frontiers in Ecology and Evolution

      Volume: 9

    • DOI

      10.3389/fevo.2021.622149

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of biodiversity metrics by environmental DNA metabarcoding compared with visual and capture surveys of river fish communities2021

    • Author(s)
      Doi Hideyuki、Inui Ryutei、Matsuoka Shunsuke、Akamatsu Yoshihisa、Goto Masuji、Kono Takanori
    • Journal Title

      Freshwater Biology

      Volume: ‐ Issue: 7 Pages: 1257-1266

    • DOI

      10.1111/fwb.13714

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 異なる粒子保持径のガラスフィルターから得られた魚類の環境DNAメタバーコーディングと採集調査の比較2020

    • Author(s)
      乾 隆帝、中尾遼平、宮園誠二、齋藤 稔、赤松良久、河野誉仁、小林勘太
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 76

    • NAID

      130008122559

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 環境DNA分析を用いた高知県四万十川と島根県高津川のアユの降下・産卵期の比較~河川水温との関係性を中心に2020

    • Author(s)
      乾 隆帝・赤松 良久・岡田 将治・河野 誉仁・中尾 遼平
    • Journal Title

      河川技術論文集

      Volume: 26

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 環境DNAを用いた佐波川および小瀬川における河川水温変化に伴うアマゴ分布域の変化予測2019

    • Author(s)
      乾 隆帝,河野誉仁,赤松良久,栗田喜久,後藤益滋
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75

    • NAID

      130007940184

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 流域網羅的な水温連続観測および環境DNA調査に基づく魚類の好適水温に関する基礎的検討2021

    • Author(s)
      小林勘太,赤松良久,乾隆帝,中尾遼平,齋藤稔,宮園誠二
    • Organizer
      応用生態工学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 気候変動に対する流域におけるアユ分布域の応答予測~中国地方の一級河川を対象として~2021

    • Author(s)
      小林勘太,宮園誠二,乾 隆帝,中尾遼平,赤松良久
    • Organizer
      環境DNA学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる粒子保持径のガラスフィルターから得られた魚類の環境DNAメタバーコーディングと採集調査の比較2020

    • Author(s)
      乾 隆帝、中尾遼平、宮園誠二、齋藤 稔、赤松良久、河野誉仁、小林勘太
    • Organizer
      第65回水工学講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 環境DNAを用いた佐波川および小瀬川における河川水温変化に伴うアマゴ分布域の変化予測2019

    • Author(s)
      乾 隆帝,河野誉仁,赤松良久,栗田喜久,後藤益滋
    • Organizer
      第64回水工学講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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