The dynamics of transfer and diffusion of radiocesium from forest areas to living areas through food webs in biological communities
| Project/Area Number |
22KJ1930
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| Project/Area Number (Other) |
22J20113 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
角間 海七渡 京都大学, 情報学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 放射性セシウム / 福島第一原子力発電所事故 / 食物網 / 淡水魚類 / 節足動物群集 / 物質循環 / 安定同位体比分析 / 高濃度放射性セシウム粒子 / DNAメタバーコーディング |
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| Outline of Research at the Start |
2011年に発生した福島第一原子力発電所の事故によって，多量の放射性物質が飛散した．これまで，森林生態系内における放射性セシウムの内部循環と流出についての調査は比較的多くの事例があるものの，水系を通じて森林域と繋がっている下流の生活圏への移行・分散に関しての調査はほとんど行われていない．
本研究では，原子力発電所からの距離が異なる複数の河川流域を対象として生態系内に存在する生物種が持つ放射性セシウム濃度レベルを網羅的に調査する．調査により森林域から生活圏へ食物網を介して移行・分散する放射性セシウムの量と経路を明らかにし，データを広く公開することにより，放射線生態リスク評価への応用を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，福島の生態系において森林域から生活圏に食物網を介して移行・分散する放射性セシウムの量と経路を観測で示し，各生物種が持つ放射性セシウム濃度特性の要因を検証し，放射線生態リスク評価に応用するため，フィールド調査および分析を行なった．
フィールド調査では，2022年6月から2023年10月にかけて，福島県内の各サンプリングサイトでサンプルの採取を行った．水域では，河川水，河床堆積物，一次生産物（藻類，リター），消費者（水生昆虫類，魚類，甲殻類），捕食者（水生昆虫類，魚類）などを採取した．陸域では，土壌，一次生産物（植物，リター），植食者（昆虫類），腐食者（昆虫類，環形動物），捕食者（昆虫類，クモ類，両生類）などを採取した．
サンプルの放射能測定や炭素および窒素安定同位体比分析を行うことにより，淡水魚類体内の放射性セシウム濃度に影響を及ぼす要因として，栄養段階より餌資源の方が有力であることが示唆された．魚類体内の放射性セシウムは主に節足動物から移行していると考えられるが，今後はより多量・多種のサンプルを用いて同様の測定を行ない，詳細な移行経路の把握に繋げることを目指す．
また，本研究の結果から高濃度放射性セシウム粒子が地上徘徊性甲虫に取り込まれる可能性が示唆された. 高濃度放射性セシウム粒子の取り込みは昆虫個体の放射性セシウム濃度に影響を与え, 土壌と同程度に高い濃度をもたらした. 高濃度放射性セシウム粒子は食物網を介して陸上および水生生態系の生物に取り込まれる可能性があるため，このような取り込みと放射性セシウム濃度測定への影響についてはさらなる調査が必要であり, 昆虫の上位捕食者や, 土壌の影響をより受けていると予想されるミミズなど, 対象を拡大しての調査を行う必要がある.
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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
現在まで，当初の予定通り各種のサンプルを福島県内のサイトで毎年採取することができている．複数の調査地では初年度から継続して，淡水魚類，甲殻類，昆虫類を採取しており，各年のデータから生物内の放射性セシウムが環境の変化によって半減するまでの時間である生態学的半減期を予測し，生物種，機能群ごとの放射性セシウム濃度低下傾向を明らかにするためのサンプルセットが概ね順調に整備できている．
また，外部研究施設におけるサンプルの炭素・窒素安定同位体比分析も研究期間を通して進めることができている．今後はこれらの解析結果をまとめることにより，森林域から生活圏へ食物網を介して移行・分散する放射性セシウムの量と経路を明らかにすること，あるいはデータを広く公開することにより放射線生態リスク評価へ応用することができると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
各年にサンプリングや分析を行ってきたデータから生物内の放射性セシウムが環境の変化によって半減するまでの時間である生態学的半減期を予測し，生物種，機能群ごとの放射性セシウム濃度低下傾向を明らかにすることを目指す．
これまでの分析により，淡水魚類体内の放射性セシウム濃度に影響を及ぼす要因として，栄養段階より餌資源の方が有力であることが示唆された．魚類体内の放射性セシウムは主に節足動物から移行していると考えられるが，今後は初年度から継続して蓄積されてきた時間変動データを用いて解析を行ない，詳細な放射性セシウム濃度特性の把握に繋げることを目指す．
また，陸上捕食者や淡水魚類のサンプルについて，DNAメタバーコーディング手法により，被食生物の同定を行い，具体的な餌資源の検出を行う．
さらに，陸上の地表性昆虫からさらに対象を広げ，体内への高濃度放射性セシウム粒子の移行の有無やその影響の大きさについて調査を行う．
得られた成果は学会発表とともに論文として公表する．さらに，これまでに得られたデータは地理情報システム（GIS）を用いて調査の結果を時空間データとしてまとめる．データベースを整理し，放射線生態リスク評価への応用を目指す．
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
