低周波分析を利用したセミ鳴音による環境分析方法の開発とESDへの活用

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H01174
• Research Institution: 新島村立式根島中学校
• Principal Investigator: 中里 直 新島村立式根島中学校, 主幹教諭
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Keywords: 低周波音分析 / セミの鳴音 / 環境評価

Outline of Annual Research Achievements

近年，西日本の都市部でクマゼミが増加し，分布域が年々北上していることや，都市部等で夜に鳴くセミの事例が報告されている．これらのセミの変化について，地球温暖化やヒートアイランド現象との関係が指摘されているが，解明されていないことが多い．そこで，セミ鳴音と環境要素との関係を分析することで，都市部の環境変化を理解できると考えた．本研究では，主にアブラゼミに注目し，セミが主に発鳴する期間（6～10月）に4つの計測場所（新島村，国分寺市，江戸川区と千葉市）で，セミ鳴音をICレコーダーで記録し，同時に温度，湿度と光強度を記録した．得られたセミ鳴音からスペクトログラムを求め，そこから鳴音のピーク周波数や平均周波数等を求め，セミ鳴音と環境データとの相関関係を調べ，多変量解析を行っている．セミの夜間発鳴の原因を探るため，夜間照明の少ない新島村式根島の３地点で鳴音を測定した結果，アブラゼミとニイニイゼミの夜間鳴音を確認できた．今後測定を続け，他の測定地点と比較することで，夜間鳴音の原因についての新たな知見を得ることが期待できる．セミ鳴音分析の実験系を確立するため，まず，冬期の野外でセミ鳴音試料データを用い，100ｍの空間距離におけるセミ鳴音の距離と音量（dB）の関係を求めた．次に低周波音測定計でセミ鳴音を記録し，FFTにより低波数でのセミの特徴的な鳴音を見つけ，位相差の違いから個体数を求めることを試みた．FFT解析を行ったが，セミ鳴音が小さく，背景音が大きいことから測定が困難であった．そのため，測定方法の改良を試み，試行実験から適切な実験系を考案できた．今後はセミ個体レベルでの低周波音測定結果と比較することで，野外における実験系を確立したい．また，セミ鳴音と環境に関するESDを理科授業で実践した．生徒はセミ鳴音の種類や時期が場所によって違うことや，近年のセミ鳴音の変化について興味をもっていた．