気候・人間活動の変化に伴う流域圏窒素循環の長期変動の解明
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22K04337
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
丸谷 靖幸 九州大学, 工学研究院, 助教 (50790531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永井 信 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (70452167)
駒井 克昭 北見工業大学, 工学部, 教授 (90314731)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 流域圏環境 / 気候変動 / 人間活動 / 物質循環 / サケ・マス / 人間活動変化 / 窒素循環 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，気候変化や社会変化が問題となっており，これらの問題は短期間で解決出来ず，持続可能な流域環境の保全には，水質汚濁の原因物質，かつ温室効果ガスの1つである一酸化二窒素の源でもある窒素に着目し，流域圏の水・窒素循環機構の理解が必要である．そこで本研究では，「流域圏における陸域－海域間の窒素循環の解明（【ST1】）」，「遡河魚遡上数と窒素還元速度の推定手法の開発（【ST2】）」，「気候変化・人間活動に伴う過去－現在－将来の気候・土地被覆データの長期的変化の推定（【ST3】）」，のサブテーマおよび，「気候・人間活動の変化に伴う流域圏窒素循環の長期変動の解明（【総合研究】）」を実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
流域圏環境は数年，数10年といった長期的な諸要因（気候や人間活動の変化など）の影響の蓄積により形成されるため，現在の流域圏環境が必ずしも健全（最適）とは限らない．つまり，対象流域にとって健全な環境の理解・予測には，過去－現在－将来に亘る検討が重要となる．しかし，既往の多くの研究は，陸域と海域間の循環，さらにその変遷や何が健全な環境であるかなどの検討が行われていない．
また，近年では気候変動だけではなく，人間活動の変化（例えば土地利用土地被覆変化）や生態系（例えば遡河魚）の利用方法の変化に伴い，流域圏の窒素循環が変化している．窒素は，生態系の必須栄養素である一方で，水質汚濁の原因物質，かつ温室効果ガスの1つである一酸化二窒素の源でもあるため，窒素循環機構の長期的な変化傾向の理解・予測が重要であるものの，検討が不十分である．そのため本研究では，流域圏窒素循環の長期的変化予測・解明に取り組む．
初年度である本年度は，気候変動・人間活動の変化（例えば土地利用土地被覆変化）や生態系（例えば遡河魚）の利用方法の変化が流域圏環境に与える影響を評価するため，本研究の主な研究対象流域としている知床周辺を対象に，人間活動の変化として，土地利用土地被覆の長期変化GISデータを基に調査した．また，気候変動の影響を評価するため，北海道全域の気象官署の降水量・気温のデータを集め，気候変動の影響の顕在化時期を推定した．さらに，過去から現在にかけてのオープンデータとして公開されているサケ・マスの捕獲データを集め，サケ・マスによる海域から陸域への栄養（窒素）還元量の推定に資する検討を行った．これらの情報を統合化することで，過去から現在にかけての長期的な流域圏環境の評価が出来る可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，過去-現在-将来において健全な流域圏環境を評価することを目的としている．その中，過去から現在にかけて実際に生じている流域圏環境の把握に重要となる，気候変化（降水量・気温の長期変化），人間活動の変化（土地利用土地被覆の変化），それらの影響を受ける生態系の変化（サケ・マスの漁獲量の長期変化）をオープンデータとして公開されているデータを集め検討を行い，これらを統合化することで過去から現在の流域圏環境の変化を評価できる可能性が示唆された．そのため，本研究の目的を達成するにあたり，概ね順調に研究が進んでいると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度実施した，気候変化（降水量・気温の長期変化），人間活動の変化（土地利用土地被覆の変化），それらの影響を受ける生態系の変化（サケ・マスの漁獲量の長期変化），のそれぞれの検討結果を統合化することで，流域圏環境の長期的変化を再現する．なお，統合化するにあたっては，流域の水・物質流出量を推定する必要があるため，これまで検討を進めてきた分布型水・物質流出モデルの改良にも取り組むこととする．また予測精度の不確実性の検討も実施するため，1つの数値モデルではなく，異なる数値モデル（例えば陸域水循環モデルと河道モデルを統合した数値モデル）を開発するなどにも取り組む．それにより，1つの流域だけではなく複数の流域においても流域圏環境を評価可能な汎用性の高い数値モデルの開発にも取り組む．
また，現在-将来に亘る流域圏環境の変化の予測も実施することを本研究の目的としているため，気候変動に関しては例えばd4PDFなどの大規模アンサンブルデータの活用，人間活動に関しては，人口動態や土地利用土地被覆の将来予測データなどを活用し，将来予測にも取り組む．
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Report
(1 results)
Research Products
(19 results)
