低周波分析を利用したセミ鳴音による環境分析方法の開発とESDへの活用

• Project/Area Number: 20H01174
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 4120:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields and related fields
• Research Institution: 新島村立式根島中学校
• Principal Investigator: Tadashi Nakazato 新島村立式根島中学校, 主幹教諭
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
• Keywords: 低周波音分析 / セミ鳴音 / 環境評価 / アブラゼミ / FFT解析 / 都市環境 / 多変量解析 / ESD / セミの鳴音

Outline of Research at the Start

近年, 西日本の都市部でクマゼミが増加し, 分布域が年々北上していることや, 都市部等で夜に鳴くセミの事例が報告されている. これらのセミの分布, 生態や行動の変化について, 地球温暖化や都市のヒートアイランド現象との関係が指摘されているが, 解明されていないことが多い. セミの鳴音を記録し, 環境要素との関係を分析することで, 都市部の環境変化を理解できると考えた. 本研究では, 主にアブラゼミに注目し, 鳴音のスペクトログラムと生育環境要素から多変量解析を行い, 日変化, 季節変化や地域差を調査する. さらに, 鳴音の低周波数分析を行い, 鳴音から正確な個体数や空間的な配置を求め, 新たな知見を得ることを試みる.

Outline of Final Research Achievements

セミ鳴音と環境要素との関係を分析することで，都市部の環境変化を理解できると考えた．主にアブラゼミに注目し，発鳴期間に4つの測定地（新島村，国分寺市，江戸川区と千葉市）で鳴音，温度，湿度と光強度を測定し，鳴音と環境要素との相関関係を調べ，多変量解析を行った．セミの夜間発鳴原因を探るため，新島村式根島の3地点で鳴音を測定した結果，アブラゼミとニイニイゼミの夜間鳴音を確認でき，FFT分析等により夜間鳴音の原因解明を試みた．また，セミ鳴音分析の実験系を確立するため，鳴音の距離と音量の関係を求め，鳴音の低周波音を測定し，FFTにより低周波数で特徴的な鳴音を見つけて個体数を得ることを試みた．

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年のセミの分布，生態や行動の変化について，地球温暖化やヒートアイランド現象との関係が指摘されているが，不明なことが多い．セミ鳴音と環境要素との関係を分析することで，都市部の環境変化を理解できると考え，鳴音のスペクトログラムと環境要素から多変量解析を行い，日変化，季節変化や地域差を調べている．本研究の測定地の式根島は，自然が豊かで4種のセミ鳴音を測定でき，島の特徴的な気候を都市環境と比較できる．さらに鳴音から正確な個体数や空間的な配置を知るため，低周波騒音測定技術を応用して鳴音の低周波数分析を試みている．成果を活用して，セミ鳴音と環境の関係から地球環境変化について考えるESDを実践している．