Development of a model estimating river biomass using hydrological and periphyton models to control ecological resources

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H02363
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Hydraulic engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kazama So 東北大学, 工学研究科, 教授 (50272018)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅田 信 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10447138) ; 糠澤 桂 宮崎大学, 工学部, 助教 (20725642) ; 竹門 康弘 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104) ; 小森 大輔 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50622627) ; 坂巻 隆史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60542074) ; 藤林 恵 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70552397) ; 西村 修 東北大学, 工学研究科, 教授 (80208214) ; 横尾 善之 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (90398503)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: バイオマス / 栄養塩 / 食物連鎖 / 純一次生産量 / 水生昆虫

Outline of Final Research Achievements

Distributed model of periphyton was developed using a nutrient transport model and a water temperature model based on a distributed hydrological model. The model accuracy is RMSE=11.5mg/m2 monthly. Positive correlations were observed between the population densities and eDNA concentrations for orders Ephemeroptera, Plecoptera, and Dipetra. Field observations showed significant and positive correlation between periphyton and stream insect biomass. The variation of periphyton biomass as producer influenced consumer biomass in the higher energy position of ecological pyramid.

Free Research Field

水文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

河川生物量の推定が可能になったことは，河川工学のみならず流域圏の生物資源学・水産学の諸分野の時空間定量評価に貢献でき，学術的意義は大きい．魚と河川環境の関係に基づいて，持続可能な内水面漁業，無秩序な放流の抑止に貢献できる．また，流域開発による生物量の変化も予想できるようになった．環境アセスメントや流域計画において社会的意義は大きいと考える．