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Effects of timing of irrigation on community structure and biodiversity in rice fields

Research Project

Project/Area Number 20K20009
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionCenter for Environmental Science in Saitama

Principal Investigator

Yasuno Natsuru  埼玉県環境科学国際センター, 自然環境担当, 主任 (80850007)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords水田 / 群集 / 水生動物 / 底生動物 / サギ / カエル / 水生昆虫 / 田植え時期 / トウキョウダルマガエル / アキアカネ / タイムラプス撮影 / 食物網 / 安定同位体比
Outline of Research at the Start

田植え時期の違いに起因する水田間の環境異質性が、水田地帯の生物多様性に与える影響を解明するために、以下の研究を実施する。
①田植え時期が田面水中の水生動物群集に及ぼす影響を解明する。
②田植え時期の異なる水田間において、田面水中の食物網構造を比較する。
③サギ類による採餌場としての水田利用の経時的変化を明らかにする。
④田植え時期の異なる水田が混在することで生物多様性に及ぼす影響を評価する。
サブテーマ①の結果を基に、田植え時期の異なる水田が混在することで、地域レベルの 種多様性向上に及ぶ効果を評価する。サブテーマ③の結果を基に、サギ類の潜在的な採餌可能エリアとその経時的な変化をマッピングする。

Outline of Final Research Achievements

I compared aquatic communities in rice paddies cultivated under three management regimes [early-planting culture (transplanting rice seedlings in early May), normal season culture (transplanting in early June), and a wheat-rice double cropping system (transplanting in late June)]. Significant differences in the aquatic community structure among the three agricultural management regimes were observed. Loach (Misgurnus anguillicaudatus) and larvae of Tokyo daruma frog (Pelophylax porosus porosus) and dragonfly (Sympetrum spp.) characterized the aquatic community in early-planting culture, whereas chironomid larvae and carnivorous aquatic insects characterized the community in wheat and rice double cropping. Additionally, I monitored use of paddies by herons with time-lapse photography. Herons often visited paddies within 40 days after transplanting, but they did not visit the paddies after 50 days. Thus, irrigated paddies functioned as their foraging sites for short periods.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、有機農法等の環境保全型農業が水田生態系に与える効果が注目されてきたが、田植え時期や輪作の有無といった耕作条件が生物多様性に及ぼす影響については不明な点が多かった。本研究では、田植え時期によって特定の水生動物が生息することを明らかにした。つまり、田植え時期をコントロールすることで、特定の分類群を保全できる可能性がある。また、サギ類が水田内で採餌可能なのは田植えから概ね40~50日程度であることが明らかとなり、田植え時期の異なる水田が混在すればより長期に亘って水田での採餌が可能になると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Potential risk maps for invasive aquatic plants in Kanto region, Japan2022

    • Author(s)
      Yasuno Natsuru
    • Journal Title

      Landscape and Ecological Engineering

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 299-305

    • DOI

      10.1007/s11355-022-00499-6

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Semiaquatic spiders Alopecosa cinnameopilosa rely on prey derived from macrophyte‐based food web: evidence from Lake Izunuma, Japan2021

    • Author(s)
      Yasuno Natsuru、Shimada Tetsuo、Fujimoto Yasufumi、Shikano Shuichi、Kikuchi Eisuke
    • Journal Title

      Wetlands Ecology and Management

      Volume: in press Issue: 4 Pages: 507-517

    • DOI

      10.1007/s11273-021-09797-6

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Benthic microalgae are more 13C-depleted than phytoplankton in temperate flooded rice fields2020

    • Author(s)
      Yasuno Natsuru、Kanaya Gen、Takagi Yuya、Shikano Shuichi、Kikuchi Eisuke
    • Journal Title

      Paddy and Water Environment

      Volume: 19 Issue: 1 Pages: 249-254

    • DOI

      10.1007/s10333-020-00830-7

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unbalanced population structure and reliance on intraspecific predation by largemouth bass in an agricultural pond with no available prey fish2020

    • Author(s)
      Yasuno Natsuru、Fujimoto Yasufumi、Shimada Tetsuo、Shikano Shuichi、Kikuchi Eisuke
    • Journal Title

      Journal of Freshwater Ecology

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 523-534

    • DOI

      10.1080/02705060.2020.1853621

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 湖沼におけるメタン食物連鎖:特にユスリカ幼虫が介する底生食物連鎖経路について2020

    • Author(s)
      安野 翔
    • Journal Title

      陸水学雑誌

      Volume: 81 Pages: 33-44

    • NAID

      130008043707

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 田植え時期および輪作の有無による水生動物群集への影響と指標種の抽出2023

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      日本生態学会第70回全国大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Time of starting irrigation and cropping systems affect the aquatic animal communities in rice fields2022

    • Author(s)
      Natsuru Yasuno
    • Organizer
      Joint Aquatic Sciences Meeting in Grand Rapids, Michigan
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 田植え時期および輪作の有無に対する生物の応答:水生動物とサギ類を例に (自由集会 田んぼのいきものをどうやって守っていくか?その6)2022

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      ELR2022つくば
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 田植え時期と輪作の有無が田面水中の水生動物群集に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      ELR2022つくば
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ⽥植え時期‧輪作体系の異なる⽔⽥間での⽔⽣動物群集の⽐較2022

    • Author(s)
      安野 翔, 木下 今日子, 王 効挙
    • Organizer
      第69回日本生態学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 田植え時期・輪作体系が 水田の水生動物群集に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      日本陸水学会第85回大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 農法の異なる水田間での水生動物群集の比較:田植え時期と輪作体系に着目して2021

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      第24回自然系調査研究機関連絡会議(NORNAC24)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 田植え時期および輪作体系の異なる水田間での水生動物群集の比較2021

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      第12回琵琶湖地域の水田生物研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 異なる作付体系(早植え栽培、普通期栽培、二毛作)の水田間での水生動物群集の比較2021

    • Author(s)
      安野 翔
    • Organizer
      第68回日本生態学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 餌生物の少ない溜池におけるオオクチバスの食性解析事例:共食いとアメリカザリガニの餌としての重要性2020

    • Author(s)
      安野 翔, 藤本泰文, 嶋田哲郎, 鹿野秀一, 菊地永祐
    • Organizer
      第14回伊豆沼・内沼研究集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 浅い湖沼におけるハス群落内の水上食物網:クモ類の食性解析を中心に2020

    • Author(s)
      安野 翔, 藤本泰文, 倉谷禎忠, 嶋田哲郎, 鹿野秀一, 菊地永祐
    • Organizer
      第67回日本生態学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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