衛星画像データから水田域の水生生物の生息場を評価する手法の開発

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07949
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 渡部 恵司 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門 水利工学研究領域, 主任研究員 (50527017)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: カエル / 生物多様性 / 環境保全型農業 / リモートセンシング / GIS

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、衛星画像データから算出する「湛水指数」を用いた水田域における水生生物の生息環境の評価手法の開発に向けて、5つの研究項目（項目１：湛水指数の推定精度の検討、項目２：カエル類の越冬場や産卵場の特性把握、項目３：カエル類等の生息分布調査、項目４：湛水指数と生物の生息分布の関連解析、項目５：とりまとめ）に取り組んでいる。このうち、28年度は、項目１と２を実施した。
項目１では、水田の湛水面積率および土壌水分量との比較から、ランドサット衛星画像データから計算した湛水指数の推定精度を確認した。茨城県つくば市において20調査水田を選定し、ランドサット衛星の撮影日に合わせて水田の湛水状況を撮影し、水田の湛水面積率を計算するとともに、ポータブル土壌水分計を用いて土壌水分量を計測し、サンプリングした湿土と炉乾土の重量から含水比を求めた。衛星画像データから計算した湛水指数と、湛水面積率、土壌水分量との相関関係を解析した。また、新潟県佐渡市、石川県小松市、岡山県倉敷市、茨城県水戸市・茨城町、千葉県香取市において、湛水指数と現地の湛水状況を比較し、衛星画像から冬期湛水の実施状況を把握できることを確認した。
項目２では、トウキョウダルマガエルおよびニホンアカガエルを屋外実験施設で飼育し、この様子をタイムラプス撮影することにより越冬期の行動を把握した。トウキョウダルマガエルは、12月中旬までは土に潜ったり再び出てきたりを繰り返し、この行動は昼夜・温度・降雨との関連がみられた。飼育個体すべてが土に潜った温度は、日中は10℃以下、夜間は7℃以下であり、日中は夜間より高い温度でも土中にいる個体が多かった。12月下旬から3月中旬にかけては、10℃以上の日にも全個体が土に潜っていた。一方でニホンアカガエルは、12月から3月にかけて日中は水中や土中で過ごし、夜間は陸上を動き回る様子が観察された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、項目１および項目２を実施するとともに、後述の項目３に関するカエル類の生息調査を茨城県つくば市・水戸市・茨城町において開始することができた。このため、全体を通して概ね順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

29年度は、研究計画に従い、項目２を継続するとともに、項目３（カエル類等の生息分布調査）に取り組む。項目３では、現地調査により、各調査水田においてニホンアカガエル、トウキョウダルマガエル、シュレーゲルアオガエル等の生息分布を把握する。調査方法は、ニホンアカガエルについては4～5月に4～5回、水田域の畦畔を歩きながら卵塊の数を調べる。他の3種については、産卵期である4～6月の夜間に鳴き声を聞き取り、種を同定する。また、他の生物への適用可能性を検討するため、ヤゴ等を対象とした調査を行う。
30年度は、項目４（湛水指数とカエル類・ヤゴ類の生息分布の関連解析）および項目５（とりまとめ）に取り組む。項目４では、項目１と項目３で得られたデータから、一般化線形モデル等を用いて湛水指数と各生物種の生息量との関連を解析する。衛星画像データは、項目２の結果をもとに、カエル類に影響が大きい期間に撮影されたものを解析に用いる。特にカエル類の生息には標高や周辺の土地利用等の立地環境も影響することから、解析ではこれらの因子も説明変数に加える。また、研究代表者が過去に実施したカエル類の分布調査データについても同様の解析を行い、調査当時の湛水指数が生息環境の評価に利用できるかどうか検討する。項目５では、項目１～４に基づいて、研究全体をとりまとめる。
研究協力者として、農研機構 農村工学研究部門の小出水規行氏・瑞慶村知佳氏に、現地調査や解析の協力、助言を得て、効率的に研究を進め、国際水田・水環境学会や農業農村工学会等において成果を発表する。

Causes of Carryover

課題担当者のみで現地調査、解析作業を行ったため、旅費を軽減できたことや、解析補助者の人件費を要さなかったことから、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成29年度は、項目３（カエル類等の生息分布調査）に関連する調査、解析を行うため、必要な旅費や観測機器・データ解析用ソフトウェア等の物品費を支出する。次年度使用額については、現地データを増やすため、旅費やデータ解析補助のための人件費に充てる予定である。

Research Products

• [Presentation] Influence of land consolidation projects on oviposition periods of Japanese brown frog in paddy field areas (2016)
  • Author(s): Watabe, K., Mori, A., Koizumi, N., Takemura, T., Mineta, T. and Yamaoka, M.
  • Organizer: 国際水田・水環境学会（International Society of Paddy and Water Environment Engineering ）
  • Place of Presentation: 大田市（大韓民国）
  • Year and Date: 2016-10-20 – 2016-10-21
  • Int'l Joint Research