Control of Water Exchange and its Effect on Material Budget and Estuarine Ecosystem in a Salt Marsh Formed by Tsunami Disaster
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18H03799
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
横山 勝英 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (10347271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 晋 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (00385501)
杉本 亮 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (00533316)
板川 暢 鹿島建設株式会社(技術研究所), 地球環境・バイオグループ, 研究員 (00773566)
山本 光夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30361512)
佐藤 克文 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (50300695)
中山 耕至 京都大学, 農学研究科, 助教 (50324661)
劉 丹 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (60390530)
一ノ瀬 友博 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 教授 (90316042)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥44,200,000 (Direct Cost: ¥34,000,000、Indirect Cost: ¥10,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Fiscal Year 2019: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2018: ¥13,390,000 (Direct Cost: ¥10,300,000、Indirect Cost: ¥3,090,000)
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| Keywords | 環境水理 / 塩性湿地 / 地下水流動 / 底質 / 生態系 / 河口汽水域 / 溶存酸素 / 地下水 / 鉄・重金属 / ベントス / 仔稚魚 / 陸域生物相 / 工事影響 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
湿地と舞根湾内において，季節ごとに小潮期の地下水湧出（SGD）を調査し，222Rn収支からSGD量を評価したところ，6月と11月では湿地で1～3cm/day、舞根湾で20～25cm/dayであった．塩分・Ra同位体による混合モデルにて水塊への各端成分の寄与率を推定したところ，湿地では6割，舞根湾では2割が淡水性地下水であった．
塩性湿地における鉄供給メカニズムを明らかにするための準備段階として，気仙沼・舞根湾における底質の鉄・重金属の含有量を評価した．鉄は測点によって含有量に差があり，重金属は測点ごとに含有量の差がみられたが，全元素で基準値を大きく下回った．
ベントス（貝類・甲殻類）に関して，多様性のモニタリング調査と十脚類（エビ・カニ類）相の記載を行った．ベントス多様性は2014～2015年調査と比べて低下した．十脚類は23種が記録され，主に北方種と広域種が占め，南方種が4種，新種種も確認された．
溶存酸素量の空間分布を調査したところ，夏期の夜明けに浅場および深場の低層で貧酸素状態となった．ハゼ科魚類チチブ仔稚魚の分布を調べたところ，深場で個体密度が高く，平均体長が大きいことが示され，湿地内の深場は仔稚魚の生育と生残に重要であると考えられた．マアナゴの胃内容物から食性解析を行った結果，テッポウエビなどの居穴性甲殻類が頻出した．カメラ撮影により居穴性甲殻類の巣穴分布密度を計数したところ，秋季に高くなった．マアナゴは餌の現存量が多い場所に長く滞在し，餌が多くなる秋に積極的に摂餌し，冬季に産卵回遊に参加していくものと考えられた．
2012年から継続している陸域生物相のモニタリングデータを整理した結果，小規模な湿性生息地が農地復旧により消滅し，トウホクサンショウウオ，トンボ類，鱗翅目，直翅目、水生昆虫などが壊滅的な影響を受けたことが分かった．
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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
湿地・河川護岸工事の方法や時期について，気仙沼市役所・工事業者と３回にわたって打ち合わせを行い，塩性湿地の環境改変の準備を進めた．塩性湿地の工事前の状態を知るために，湿地と舞根湾を対象に５回にわたる全域調査を実施することができた。また、舞根湾と湿地の間にある淡水性井戸に水位・塩分・水温の記録計を設置し、地下水のモニタリングを開始した。
鉄・重金属について，塩性湿地における表流水や地下水からの鉄供給メカニズムを明らかにするために底質環境調査を行うことが研究の中心である．今年度，気仙沼・舞根湾の4測点の底質調査を実施し，新たに浸とう機（シェーカー）を購入して鉄含有量測定の方法を確立することができた．塩性湿地の本格的な底質環境調査（鉄含有量分析）では，底質分析結果と湿地における表層水中の鉄濃度との比較を行うことで，鉄供給メカニズムについての有用な知見が得ることができると考えている．
ベントス（貝類・甲殻類）分布調査に関しては，当初の計画通り進行している．特に，多様性に関して2014～2015年の調査を再現した結果，この3年間で想定以上に低下しており，本研究の主要課題である河川護岸の開削の影響をより検出しやすい状況になった．十脚類（エビ・カニ類）の中には海と川を行き来する通し回遊を行うことが予想される種が含まれていた．また，未記載種（新種）の記載論文の投稿を行った．
舞根湿地において，仔稚魚の生残に重要な要因である溶存酸素量の時間・空間変化および減少要因を一部解明することができ，湿地の環境改善にむけての方向性を明らかにすることができた．ほぼ当初の予定通り順調に進捗している．
生物相のモニタリングは継続して実施しており，ドローンを用いた空撮も実施した．加えて，DNAバーコーディングを用いてアカハライモリとトンボ類の胃内容物を明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
地下水の222Rn収支モデルの検討を行い，物質フラックス（栄養塩および溶存態無機炭素）までの評価を行う．工事期間および終了後に湿地と舞根湾の定点モニタリングを季節ごとに実施し，工事前後の比較を行う．
鉄・重金属について，2019年度は2回の調査を予定している．湿地の21測点における底質鉄含有量，および間隙水中の鉄濃度分析を実施するとともに，代表的な表層水中の鉄濃度も分析する．比較のために，間隙水や表層水の栄養塩分析も行う．塩性湿地の測点ごとの鉄濃度の違いとその要因について考察してゆく．
仔稚魚の生息環境に関して，これまでの溶存酸素に関する研究において，底泥および水生植物による酸素消費や降雨の影響が大きいことが推定された．今年度は，底泥の酸化還元電位や強熱減量の測定，水生植物の現存量調査，降雨イベント時の溶存酸素量の高頻度調査によって確認を進める．また，水交換量の変化による溶存酸素量への影響についても分析を進める．
ベントス（貝類・甲殻類）に関しては引き続きモニタリングを継続する．特に，河川開削後のベントス多様性の漸次的な変化を1年を通して追跡する．また，通し回遊性が予想された十脚類（エビ・カニ類）に関しては，季節的な分布や生活史を湿地流入河川を含めて調査し，湿地利用状況から当該塩性湿地の保全価値との関連付けを試みる．舞根湾及び塩性湿地においてアナゴとウナギを捕獲し，飼育実験により酸素消費速度の測定を行う．遊泳速度に対応した酸素消費速度を調べると共に，休息中の酸素消費速度を測定し，１日に必要最低限の餌量を見積もる．
熱赤外線センサーを用いたドローンによる空撮を行う．また，ミサゴに着目し，ペレット，フンを収集し，DNAバーコーディングによる食性解析を行う予定である．
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Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
