2020 Fiscal Year Research-status Report
不均質な空間構造下における水産資源種に対する最適な管理政策についての理論的研究
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19K16225
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| Research Institution | Saitama Medical University |
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Principal Investigator |
別所 和博 埼玉医科大学, 医学部, 助教 (00792227)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 数理生物学 / 数理生態学 / 個体群生態学 / 生態学 / 水産学 / 空間生態学 / 資源管理 / メタ個体群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アワビ類を始めとした水産有用種の多くは、生活史の中にプランクトン幼生期を含み、その移動分散によりメタ個体群構造を示すことが知られている。本研究はこのような性質を示す種の個体群動態を記述する数理モデルを開発、解析することを通して、メタ個体群構造を示す水産有用種の資源管理に関する一般則を明らかにすることを目的としている。
２０２０年度は、前年度に開発した局所個体群すべての個体群動態やステージ構造を微分方程式により明示的に考慮したメタ個体群動態モデルの解析を進めた。
解析の結果、まず、この新しい数理モデルにおけるメタ個体群の質を、局所個体群を特徴づけるパラメーターの関数を要素としてもつ非負行列の固有値として求められることが明らかになった。
次に、メタ個体群のネットワーク構造が単純な場合について、メタ個体群の質に相当する固有値を解析的に求めた。具体的には、メタ個体群における移動分散のネットワークが完全に均質な場合、固有値を局所個体群の増殖率に相当する値の算術平均で計算できることがわかった。
最後に、メタ個体群のネットワーク構造が単純な構造から少しだけずれたときに有効となる固有値についての近似式を求め、それらを計算機シミュレーションで評価した。特に、興味深い結論として、ネットワークが均質に近い場合、固有値が増殖率の算術平均で近似されるのに対して、移動分散がほとんど行われないネットワークの場合、固有値が全局所個体群の中で最大の増殖率により近似されることが明らかとなった。
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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
２０２０年度は予定どおり、前年度に開発したメタ個体群動態モデルの解析を進め、メタ個体群のネットワークが単純な場合について、多くの解析的な結果を得ることができた。以上の状況を踏まえて「おおむね順調に進展している」と判断した。今後は、モデル解析を進めて、得られた結果を論文に取りまとめて投稿したいと思う。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、水産有用種のメタ個体群動態モデルの解析を進める。これまで極端なネットワークを仮定することで、固有値を解析的に調べてきたが、一般的なネットワークについては良い近似を得ることが難しくなる。これまでに得られた結果をベースとして、そこでの近似が破綻するパラメータ領域について、計算機シミュレーションを使った解析を進めて行くつもりである。なお、モデルの解析がある程度進んだところで、得られた結果を論文に取りまとめて、投稿したい。
また、これまで考えてきた近似は、かなり極端なネットワークを仮定しており、現実のメタ個体群のネットワーク構造を汲み取るには物足りない。例えば、ある方向に流れがある場合や、一つ重要な局所個体群が存在しており、そこに幼生の多くが集中する場合、といった、より現実的なシナリオについて、新たな近似式を得ることができないか検討したいと思う。
最後に、２０２１年度も新型コロナウィルス感染症の影響を受けることが予想される。研究計画では国内外を訪問し、研究相談を行う予定であったが、それが難しい場合は、ZOOM等を使った研究相談をするなどの対応を検討したい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の影響で、学会発表や研究打ち合わせの多くがオンラインになり、旅費が必要なくなったため、次年度使用額が発生した。これらの研究費は、論文執筆や英文校閲等で必要となる費用として利用予定である。
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