2021 Fiscal Year Research-status Report
音響手法を用いたダム湖の水質悪化要因となるアオコの分布推定手法の開発
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20K06207
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
南 憲吏 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (50793915)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮下 和士 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (70301877)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アオコ / 藍藻類 / 体積後方散乱強度 / 音響計測手法 / 計量魚群探知機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
藍藻類が異常繁殖した状態であるアオコは、ダム湖の水質悪化の原因となる。本研究は、アオコの分布を空間的かつ定量的に評価することを目指した、音響計測手法を用いたアオコの分布推定手法の開発を目的とする。本年度は、2020年度に取得した音響反射強度および藍藻類の細胞数に関する情報の解析を進めた。これにより、藍藻類の細胞数と音響反射強度の間に関係性が示され、藍藻類以外の植物プランクトンや動物プランクトンと音響反射強度の間には関係性がみられないことが明らかとなった。このことから、音響反射強度を定量的に計測可能な計量魚群探知機によるアオコの分布推定が有効であることが示された。また、本年度も昨年度に引き続き、アオコの音響反射強度および細胞数に関する調査の実施を予定していた。調査は、福島県田村郡三春町の三春ダムにおいてアオコが一年のうちで最も多くなる夏季（8月）に実施する計画で進めた。本計画では、中程度のアオコが発生している地点において周波数38kHzおよび120kHzの計量魚群探知機を用いた音響計測、バンドン式採水器（植物プランクトン用サンプル採集）とシンドラープランクトントラップ（動物プランクトン用サンプル採集）によるサンプリングをおこない、2020年度と同様に藍藻類の細胞数と音響反射強度に関係性があるかについて明らかにする予定であった。しかし、新型コロナウイルス感染症の拡大時期と重なり、調査の中止を余儀なくされ、2022年度の調査に持ち越すこととなった。
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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
本年度は、2020年度のデータ解析を進めることで藍藻類の細胞数と音響反射強度の間に関係性があることが示された。加えて、藍藻類以外の植物プランクトンや動物プランクトンと音響反射強度との間には関係性がみられないことも示された。これにより、本研究の目的とする音響計測手法を用いたアオコの分布推定手法において、音響反射強度を定量的に計測することのできる計量魚群探知機によるアオコの計測が有効であることが示された。この点において、本年度は研究目的に対して順調な進捗がみられたといえる。ただし、解析を行った2020年度はアオコが例年よりも大量発生した特徴的な年度であったため、そのデータのみでは中程度のアオコの発生状況でのデータ数が少ない。藍藻類の細胞数と音響反射強度の関係をより明確にするためには追加のデータを取得する必要があった。そこで、本年度も昨年度に引き続き同様の調査を実施することで追加データを取得し、その関係性をより明確にする予定であった。しかし、アオコの発生時期にあたる夏季に調査を予定したものの新型コロナウイルス感染症の拡大時期と重なり、調査の中止を余儀なくされた。従って、中程度のアオコの発生状況におけるデータ不足という点において進捗がやや遅れているといる。研究計画の時点では次年度（2022年度）での藍藻類の細胞数と音響反射強度の計測を予定していなかったが、次年度も引き続き調査を計画し実施を検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度（2021年度）で、2020年度のデータ解析を進めることで藍藻類の細胞数と音響反射強度の間に関係性があることが示された。これを加味し、本研究課題の最終年度である2022年度の研究では音響反射強度の計測を空間的に実施し、空間的かつ定量的なアオコの分布評価を試みる。調査時期および調査地は夏季の福島県三春ダム湖とし、用いる音響計測機器は周波数120kHzの計量魚群探知機とする。調査では、三春ダム湖全域を対象に音響情報を取得し、それらを解析することでアオコの分布を評価する。これにより、実証試験も含め音響計測手法を用いたアオコの分布推定手法の開発という目的を達成する。また、藍藻類の細胞数と音響反射強度に関するデータの追加に関しても2022年度の調査に合わせて実施を検討する。加えて、共同研究者や研究協力者との打ち合わせを随時実施し、研究をとりまとめる。ただし、2022年度においても本年度と同様に新型コロナウイルス感染症の影響によるフィールド調査の実施や研究打ち合わせの制限が懸念される。適宜、状況に臨機応変に対応しつつ研究を遂行することとする。なお、これまでに得られた結果をとりまとめ、学会発表や論文として研究成果を公表する。
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| Causes of Carryover |
夏季に福島県三春ダム湖において調査実施を予定しており、そこで調査旅費、調査消耗品費、採水サンプル分析費を使用する計画でいた。しかし、新型コロナウイルス感染症の第５波の影響により、三春ダム湖における調査そのものの受け入れが中止となった。第５波がおさまったのは秋季であったため、その時点で既にアオコの発生時期である夏季を過ぎていた。秋季は調査実施の条件であるアオコの発生時期から大きく外れることから、本年度の計画していた調査を実施することができなかった。加えて、研究協力者や研究協力者との研究打ち合わせを予定していたがそれも新型コロナウイルス感染症の影響で中止とした。こうした予定していた調査や打ち合わせを実施することが出来なかったため、次年度使用額が生じた。次年度、改めて本年度に実施することが出来なかった夏季の調査および研究打ち合わせを実施する。なお、調査内容は本年度の研究で得られた成果を加味し、研究目的の達成に向け再検討したものとする。
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Research Products
(1 results)
