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河川流出・水温モデルを用いた将来の広域遺伝的多様性推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J06493
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 水工学
研究機関東北大学

研究代表者

糠澤 桂  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード気候変動 / 遺伝的多様性 / 環境適応 / 水生昆虫 / 分布型水文モデル / 種分布モデル / 適応進化予測 / 生息場適性指数 / 種多様性 / Maxent / 分布型流出モデル / 底生動物 / 遺伝的変動 / 環境選択
研究実績の概要

平成27年度は,26年度において取得した気候変動下の水文データを用いて将来における水生昆虫の種分布や遺伝的多様性の予測に向けたモデル開発を中心として研究活動を行った.26年度において分布型水文モデルを用いて再現した気候変動下の河川における流速,水深,水温指標を適応的遺伝モデル(Nukazawa et al., 2015)における説明変数として用いて,水生昆虫4種(トビケラ3種,カゲロウ1種)の流域内における対立遺伝子頻度パターンを予測した.対立遺伝子頻度を用いて,各シナリオ(IPCC第5次評価報告書におけるRCP2.6, RCP4.5, RCP8.5),各将来期間(2031~2050, 2081~2100)における遺伝的多様性を予測し,シナリオ・期間毎の遺伝的多様性の変動を評価する枠組みを構築した.また,いくつかのシナリオ・期間における対立遺伝子頻度パターンの差異から遺伝集団(類似した頻度パターンを有する個体群グループ)を定義し,その気候変動条件下における変遷を示した.既往研究では,気候変動に伴い対象種の分布範囲の減少(Range reduction)により個体群が移動せず絶滅すると仮定し,その結果ハプロタイプが消失することにより広域の遺伝的多様性の劣化を表現していた.これは,遺伝子座のほとんどが変異に対して中立であり環境変化による変異を説明できなかったからである.しかし本研究では,環境選択により変異すると定義された遺伝子座(Watanabe et al., 2014)を用いることにより,世界で初めて気候変動による直接的な遺伝子変異を推定する研究となる.本成果はオーストラリアにおける国際学会(11th International Symposium on Ecohydraulics)において発表した.現在,本成果をまとめて国際科学雑誌への投稿準備中である.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 水文モデルと底生動物の生息場モデルを用いた河川健全度パターンの評価2016

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 72

    • NAID

      130005312010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Variation of benthic invertebrate abundance along thermal gradients within headwater streams of a temperate basin in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Arai R., Nukazawa K., Kazama S., Takemon Y.
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 762 号: 1 ページ: 103-113

    • DOI

      10.1007/s10750-015-2336-8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A hydrothermal simulation approach to modelling spatial patterns of adaptive genetic variation in four stream insects2015

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K., Kazama S., Watanabe K.
    • 雑誌名

      Journal of Biogeography

      巻: 42 号: 1 ページ: 103-113

    • DOI

      10.1111/jbi.12392

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A hydrological approach to revealing relationship between physical habitat and genetic diversity of stream invertebrates2014

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K., Kazama S., Takase A., Watanabe K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th IAHR-APD Congress

      巻: 19

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal effects on benthic invertebrates within the headstreams2014

    • 著者名/発表者名
      Arai R, Nukazawa K, Kazama S, Takemon Y
    • 雑誌名

      Proceedings of the 19th IAHR-APD Congress

      巻: 19

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 複数の全球気候モデルを用いた源流域における底生動物個体数密度の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂,新井涼允,風間聡,竹門康弘
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 70

    • NAID

      130004707620

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 水生生物の生息場適性度と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 高瀬陽彦, 渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol. 70

    • NAID

      130005070289

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水温環境の変化に伴う源流域における底生動物群集の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允, 糠澤桂, 風間聡, 竹門康弘
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol. 70

    • NAID

      130005070323

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分布型水文モデルと確率密度関数を用いた底生動物の生息環境および種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦, 糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol. 70

    • NAID

      130005070322

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water temperature effects of benthic invertebrates in the Natori River Basin.2014

    • 著者名/発表者名
      Arai R., Nukazawa K., Kazama S.,Takemon Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2013 IAHR World Congress

      巻: Vol. 4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationsip between aquatic insects habitats and environmental factors using hydrological simulation model2014

    • 著者名/発表者名
      Takase A., Nukazawa K, Kazama S., Watanabe K.
    • 雑誌名

      Proceedings of 2013 IAHR World Congress

      巻: Vol. 4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水文モデルと底生動物の生息場モデルを用いた河川健全度パターンの評価2016

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第60回水工学講演会
    • 発表場所
      東北工業大学八木山キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分布型水文モデルと生息場モデルを用いた河川健全度評価2016

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多自然型護岸が水生昆虫群集相に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      会田俊介,萩原照通,風間聡,糠澤桂
    • 学会等名
      平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 河川水中におけるミトコンドリアDNA量の定量方法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      内田典子, 糠澤桂,風間聡, 久保田健吾
    • 学会等名
      平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 砂防堰堤のスリット化に伴う底生動物群集の時系列変化2016

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,会田俊介,高橋真司,風間聡
    • 学会等名
      平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分布型栄養塩流出モデルを用いた名取川流域の付着藻類量推定2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,糠澤桂,会田俊介,風間聡
    • 学会等名
      平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Projected adaptive genetic degradation in a caddisfly species under changing climates2016

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K
    • 学会等名
      11th International Symposium on Ecohydraulics
    • 発表場所
      Melbourne(オーストラリア)
    • 年月日
      2016-02-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 根固め用袋材を用いたコンクリート塊と礫における水生昆虫群集の評価2015

    • 著者名/発表者名
      会田俊介,糠澤桂, 風間聡
    • 学会等名
      土木学会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 透過型砂防ダム上下流の河川の底生動物群集の種多様性2015

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,会田俊介
    • 学会等名
      土木学会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分布型流出モデルを用いた名取川水系の付着藻類量推定2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,糠澤桂,会田俊介,風間聡
    • 学会等名
      土木学会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 水文モデルを用いた気候変動下の水生昆虫の適応的遺伝変動予測2015

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      応用生態工学会第19回郡山大会
    • 発表場所
      日本大学工学部キャンパス(福島県・郡山市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 透過型砂防ダム上下流の河川の底生動物群集の種多様性2015

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,風間聡
    • 学会等名
      第23回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学工学部(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Projecting adaptive genetic variation and species distribution of stream insects under changing climates2015

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K.
    • 学会等名
      2015 Joint Meeting of JSMB and CJK Colloquium on Mathematical Biology
    • 発表場所
      同志社大学今出川キャンパス(京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 分布型流出モデルを用いた名取川水系の付着藻類量推定2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,糠澤桂,会田俊介,風間聡
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学工学部多賀城キャンパス(多賀城市)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 根固め用袋材を用いたコンクリート塊と礫における水生昆虫群集の評価2015

    • 著者名/発表者名
      会田俊介,糠澤桂,風間聡
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学工学部多賀城キャンパス(多賀城市)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 透過型砂防ダム上下流の河川の底生動物群集の種多様性2015

    • 著者名/発表者名
      林達也,糠澤桂,会田俊介
    • 学会等名
      平成26年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学工学部多賀城キャンパス(多賀城市)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A hydrological approach to revealing relationship between physical habitat and genetic diversity of stream invertebrates2014

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Takase A., Watanabe K.
    • 学会等名
      19th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR-APD)
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Thermal effects on benthic invertebrates within the headstreams2014

    • 著者名/発表者名
      Arai R, Nukazawa K, Kazama S, Takemon Y
    • 学会等名
      19th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR-APD)
    • 発表場所
      Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 分布型流出・水温モデルを用いた水生昆虫の遺伝的多様性の推定2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      応用生態工学会第18回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複数の全球気候モデルを用いた源流域における底生動物個体数密度の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 新井涼允, 風間聡, 竹門康弘
    • 学会等名
      第22回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館(東京都)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 地球温暖化に伴う源流域の底生動物群集の変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允,糠澤桂,風間聡,竹門康弘
    • 学会等名
      第22回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      中央大学駿河台記念館(東京都)
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Estimating habitat suitability of stream insects based on hydrological simulation and its connection to genetic diversity2014

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Takase A., Watanabe K.
    • 学会等名
      Joint Aquatic Sciences Meeting (JASM)
    • 発表場所
      Portland, Oregon
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 生活型と摂食機能群の観点による河川底生動物の生息場と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 高瀬陽彦, 渡辺幸三
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      2014-03-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 地球温暖化に伴う源流域の底生動物群集の変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允, 糠澤桂, 風間聡, 竹門康弘
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      2014-03-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 分布型水文モデルと統計的手法を用いた底生動物の種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦, 糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      平成25年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      八戸市
    • 年月日
      2014-03-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水生生物の生息場適性度と遺伝的多様性の関係2014

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 高瀬陽彦, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水温環境の変化に伴う源流域における底生動物群集の将来変化2014

    • 著者名/発表者名
      新井涼允, 糠澤桂, 風間聡, 竹門康弘
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 分布型水文モデルと確率密度関数を用いた底生動物の生息環境および種多様性評価2014

    • 著者名/発表者名
      高瀬陽彦, 糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第58回水工学講演会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 河川流出モデルを用いた流域スケールの底生動物遺伝的変動の推定2013

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三
    • 学会等名
      第21回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水温環境の変化が水生昆虫番集に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      新井涼允, 糠澤桂, 風間聡, 竹門康弘
    • 学会等名
      第21回地球環境シンポジウム
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between aquatic insects habitats and environmental factors using hydrological simulation model2013

    • 著者名/発表者名
      Takase A, Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K
    • 学会等名
      35th IAHR World Congress
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Water temperature effects of benthic invertebrates in the Natori River basin2013

    • 著者名/発表者名
      Arai R, Nukazawa K, Kazama S, Takemon Y
    • 学会等名
      35th IAHR World Congress
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2013-09-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Spatial prediction of adaptive genetic variation in stream caddisfly based on basin-scale hydraulic and thermal simulations2013

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa K, Kazama S, Watanabe K
    • 学会等名
      HydroEco2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 年月日
      2013-05-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 水文生態学を専門とする研究者 糠澤桂のウェブサイト

    • URL

      http://keinukazawa.webcrow.jp/home.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東北大学大学院工学研究科土木工学専攻ホームページ

    • URL

      http://www.civi1.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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