Contribution of aquatic insects in nutrient cycling in rivers
| Project/Area Number |
22KJ0004
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| Project/Area Number (Other) |
21J00860 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宇野 裕美 北海道大学, 地球環境科学研究院, 研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 河川 / 地形 / 栄養塩循環 / 底生生物 / 氾濫原 / 物質循環 / 動物 / 移動 / 生活史 / 食物網 |
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| Outline of Research at the Start |
河川はただ物質を陸から海へ水や栄養塩を流すわけでなく、河川内での生物物理化学的作用によってその物質の形態やフラックスを変化させる。従って、河川での物質循環を理解することは全球的な物質循環解明という観点からも非常に重要である。この研究では特に水生昆虫が餌を食べて排泄すること、そして川で成長後羽化して栄養塩を川から陸へ運ぶことによって物質循環にどのように影響しているのかについて調べる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度からアメリカに渡航し、モンタナのFlat Head Lake Biological Stationを拠点にモンタナの河川（Nyack floodplain）での研究を始めた。同じ河川の中で氾濫履歴などの異なる二か所において、溶存酸素濃度動態による河川メタボリズム（河川の一次生産と呼吸量）の推定と河川の底生生物の現存量評価、さらに河川における窒素固定速度と底生生物による窒素の無機加速度を計測し、河川水中の物質循環における底生動物の寄与について定性的な評価を行った。これらの研究から、同じ河川でも自然の複雑な氾濫原地形がある中では場所によって攪乱履歴が異なり、それによって河川水中の栄養塩循環とそれに対する底生生物の寄与も異なっていることが分かった。
河川の氾濫時の攪乱動態の異質性をもたらす氾濫原地形の形成および河川流量の変動についてよりよく調べるため、現在はコロラド州立大学の地学部に滞在し、地形学者と共同で河川の地形と生物応答を包括する文献のレビューを進めている。特に、自然河川地形の形成要因として土砂・倒木・水の変化の動態が重要であるという点に着目し、それらがどのように河川及び渓畔林の生物相に影響するのかについて取りまとめている。その成果として、共著論文一本が国際誌に掲載され、さらに２本の共著論文が準備中である。
次年度はさらに河川地形と氾濫動態がどのように生物の分布を形作り、底生生物などの消費者の栄養塩循環への寄与に影響するのかを、より大規模な調査で検証する予定である。
アメリカ渡航前に日本の琵琶湖流入河川で行った消費者が河川の栄養塩循環に果たす役割に関する研究についても成果をとりまとめ国際誌として論文投稿中である。
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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
COVIDにより延期していたアメリカでの研究について、ようやく実現することができた。当初予定していた溶存酸素動態による河川メタボリズムの推定、および河川底生生物が栄養塩循環に果たす役割についての推定を行うことができた。さらに、当初の計画に加えて、これらの数値が同じ河川でも地形によって大きく異なることを突き止め、その要因として氾濫時の攪乱履歴が栄養しているらしいこともわかってきた。河川攪乱と氾濫原地形の形成に関して、地形学者と共に文献のとりまとめを行うこともできた。
一方で調査時期の関係で、当初予定していた水生昆虫の羽化量の推定は行うことができなかったので、これらは2023年度以降に追加での計測を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
河川地形と氾濫動態がどのように生物の分布を形作り、底生生物などの消費者の栄養塩循環への寄与に影響するのかを、より大規模な調査で検証する予定である。自然の氾濫原地形の残存するモンタナのSwan Riverにおいて、河川地形と生物の分布・栄養塩循環を合わせて調べることで、自然の河川地形がどのように生物相およびその河川栄養塩循環における働きを形成しているのかについて調べる。さらに、過去数十年の航空写真を解析することにより着目する河川の地形がどのように変化してきたのかについて調べることで、河川地形のダイナミックな変化がどのように現在の河川地形を形作り、現状の生態系を形作っているのかを明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Why wood should move in rivers2023
Author(s)
Ellen Wohl, Hiromi Uno, Sarah B. Dunn, John T. Kemper, Anna Marshall, Mickey Means-Brous, Julianne E. Scamardo, Shayla P. Triantafillou
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Journal Title
River Research and Applications
Volume: -
Issue: 6
Pages: 976-987
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ecological Heterogeneity of Oxbow and Floodplain Lakes Along the Kapuas Riverine System2022
Author(s)
L Subehi, Hiromi Uno, , Imroatushshoolikhah1, Imroatushshoolikhah, Sulastri, Yustiawati, R L Toruan1, GS Ajie, T Jasalesmana, A Dianto, A Y Afandi, F Sulawesty, A Julzarika, YRamadhan, Triwati, S Nakano
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Journal Title
IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci
Volume: 1062
Issue: 1
Pages: 012019-012019
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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