2021 Fiscal Year Research-status Report
Ecosystem functions of spring-fed streams in maintaining biodiversity in river networks
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19K20491
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
境 優 国立研究開発法人国立環境研究所, 福島地域協働研究拠点, 主任研究員 (10636343)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 湧水 / 河川生態系 / 生物多様性 / 流況 / 底生無脊椎動物 / 魚類 / 水温 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
流量・水温ともに安定した湧水河川の生息環境が、(1)特異な生物群集をもたらすかどうか、(2)洪水時や夏・冬期の温度ストレスに対する避難場所としてどう機能するのかを明らかにするため、野外調査を実施した。 (1)では、洪水による土砂流亡が少ない湧水支流で非湧水河川と比べ河床の細粒土砂被度が3.8-11.4倍高く、堆積有機物量も多いことが判明した。さらに、湧水支流では細粒土砂に潜って生活する掘潜型や堆積有機物を摂食する採集食者が多く、非湧水河川と比べ底生無脊椎動物の生息密度は3.8-12.2倍だった。また、冷涼な湧水環境を選好するイズミコエグリトビケラ属は、湧水支流でのみ確認された。以上より、湧水河川の砂泥に富んだ河床や安定した水温は特異な生物群集の成立させることがわかった。 (2)では、湧水帯に選好して産卵するサケが洪水時に湧水支流へ遡上し、湧水支流におけるサケの生息密度は降雨強度に対応したピークを形成していた。一方、湧水支流における未成熟ヤマメの生息密度は、降雨強度ピークから3日遅れたタイミングでピークを形成した。未成熟ヤマメの胃内容物に注目すると、湧水支流ではサケの卵が多く占められていたのに対し、サケがほとんど遡上しない隣接する非湧水支流では昆虫類に占められ、総胃内容物量は湧水支流で多かった。以上より、降雨時のサケの選択的な湧水支流への産卵遡上は、続けて河川内の未成熟ヤマメの湧水支流への遡上とサケの卵の消費を招いていると考えられた。また、季節的な野外調査により底生無脊椎動物のバイオマス量は常に湧水支流で周辺の非湧水河川より高く、それらが未成熟ヤマメの餌資源として機能していることが明らかになった。それに加え湧水支流の夏に冷たく冬に温かい温度環境が、夏と冬における湧水支流での未成熟ヤマメの集中分布を招いていることを示すデータが得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
湧水支流における底生無脊椎動物群集、洪水時のサケとヤマメの種間相互作用について国際誌にて成果を発表できた点と、米国のSprings Stewardship Instituteから発刊予定の電子書籍にて日本の湧水生態系に関するチャプターを発表する点から成果発信面では概ね順調に進捗している。一方、野外調査についてはコロナ禍の影響もあり当初予定通りの調査が実施できていない。このことを踏まえ、「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで野外調査を実施してきた低地帯における湧水河川から山地における湧水河川へと対象を広げることにより、より一般性の高い湧水河川の生態系機能の解明に取り組む。例えば、様々な河床勾配の湧水河川における底生無脊椎動物群集を比較することにより低地帯でみられた細粒土砂堆積の影響が河床勾配に応じてどのように異なるかを検証する。また、野外調査によって魚類が湧水支流を温度ストレスや洪水攪乱を回避するための避難場所として利用していることを示すためのデータ・サンプル収集を進める。これまでの本研究での成果と国内外の湧水帯における先行研究を統合することにより、湧水河川が有する生態系機能が河川ネットワークの生物多様性にどのように寄与し、河川生態系保全でどのように活用されうるのかを検討する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響により計画通りの野外調査が実行できなかったため。
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