2021 Fiscal Year Annual Research Report
水域ネットワークにおける魚類回遊のマルチスケール一貫数理モデル
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19H03073
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤原 正幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (40253322)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
一恩 英二 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (10320912)
泉 智揮 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (40574372)
吉岡 秀和 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (70752161)
長野 峻介 石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (90646978)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 農業水路 / アユ / 魚道 / バイオテレメトリー / 手取川 / 斐伊川 / 数値流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水域(河川・水路)ネットワークについての生態学的な観点からの機能評価では，横断構造物が魚類の遊泳行動に与える影響の定量化が最重要項目のひとつである．従来，魚道における流れと魚類行動の解析などのように魚道に着目した研究と，魚道を明示的に考えないネットワークスケールでの研究が別個になされてきた．本研究では，魚道の内部および近傍における水の流れと魚類の遊泳行動というミクロな情報を，水域ネットワークスケールのマクロな情報と融合する接近手法に基づき，合理的かつ効率的に魚類の回遊をシミュレートできる新しい数理モデルを構築することを目的としている．
2019年度より，水域ネットワークスケールの研究対象地として，石川県の手取川七ヶ用水の一部である山島用水を選定し，魚類の移動に与える起伏ゲートと落差工の影響を明らかにするため，採取した魚にPITタグを取り付け，水路内に設置したタグアンテナと採集調査で捕獲された魚類のPITタグをハンディタグリーダーで調べることによって移動状況を，特に水路内に設置された起伏ゲートの操作との関連について調査した．また，PITタグデータを利用して，水路内でのアユとカマツカの成長速度を求めた．
魚道周辺を対象としたミクロスケールモデルに関しては，格子法及び粒子法の手法を用いて，階段式魚道，バーティカルスロット式魚道，粗石付魚道の3種類の魚道に対して，流れのモデル化および魚類の遊泳行動のモデル化を行った．
水域ネットワーク全体を対象とするマクロスケールモデルについては，島根県斐伊川におけるアユや流況の実測データに基づいて，水量や水質の変動，ならびに魚類成長をあらわす非線形かつ自己励起的な確率微分方程式系を見出すとともに，その数理的性質を確率解析や数値計算の見地から明らかにした．さらに，ネットワーク領域で生じる魚群回遊に対する最適輸送理論を構築した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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