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熱帯メロミクティックな湖沼における無酸素層の上昇に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04475
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 環境動態解析
研究機関茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室)

研究代表者

福島 武彦  茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室), 湖沼環境研究室, センター長 (90124354)

研究分担者 松下 文経  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80361319)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワード湖沼 / インドネシア / 無酸素層 / 水質鉛直分布 / リモートセンシング / 熱帯湖沼 / 溶存酸素 / 温暖化 / 物質動態
研究成果の概要

熱帯湖沼の中には深くて鉛直混合がほとんど生じないメロミクティックな湖沼が存在する。そうした湖沼では、下層の貧酸素化が進み、その深さが年々浅くなるとともに、上層の生物に悪影響をもたらす場合もあり、インドネシア等で研究を行った。スマトラ島の3湖等を対象に水質鉛直分布の測定を実施し、貧酸素となる水深の変化を解析し、低気温による対流の頻度とその水質鉛直混合への影響を明らかにした。また、湖内でのその分布の地点差から、水流動を推測した。さらに、衛星画像データを解析することから、透明度空間分布の長期変化や表面水温変動を推定し、その要因を議論した。また、霞ケ浦を対象に手法の開発、検証を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱帯湖沼はその周辺住民の水、生態系利用にとって極めて重要な存在である。水深の深い熱帯湖沼では、鉛直循環が乏しいことから下層水塊の溶存酸素が枯渇し、そうした貧酸素水塊が表層の水利用、生態系に悪影響を与えることが頻発している。本研究では、貧酸素水塊の上昇の様子をインドネシアの湖沼で明らかにするとともに、対流現象の存在と原因を示した。また、高頻度の現地観測が難しい湖沼にも適用可能な衛星画像解析による水質推定技術を開発し、それをインドネシアやアフリカの湖沼に適用した。これらの手法は簡易であることから、様々な湖沼での水環境管理への利用も期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 8件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] LIPI, Center for Limnology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] LIPI, Center for Limnology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] LIPI, Center for Limnology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] LIPI Center for Limnology(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A Semianalytical Algorithm for Estimating Water Transparency in Different Optical Water Types from MERIS Data2022

    • 著者名/発表者名
      Msusa Anastazia Daniel、Jiang Dalin、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 14 号: 4 ページ: 868-868

    • DOI

      10.3390/rs14040868

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Limiting nutrient and its use efficiency of phytoplankton in a shallow eutrophic lake, Lake Kasumigaura2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 848 号: 15 ページ: 3469-3487

    • DOI

      10.1007/s10750-021-04593-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Convection of waters in Lakes Maninjau and Singkarak, tropical oligomictic lakes2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Setiawan Fajar、Subehi Luki、Fakhrudin Muh、Triwisesa Endra、Dianto Aan、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 23 号: 2 ページ: 375-383

    • DOI

      10.1007/s10201-021-00686-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Remotely estimating total suspended solids concentration in clear to extremely turbid waters using a novel semi-analytical method2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Dalin、Matsushita Bunkei、Pahlevan Nima、Gurlin Daniela、Lehmann Moritz K.、Fichot C?dric G.、Schalles John、Loisel Hubert、Binding Caren、Zhang Yunlin、Alikas Krista、Kangro Kersti、Uus?ue Mirjam、Ondrusek Michael、Greb Steven、Moses Wesley J.、Lohrenz Steven、O'Donnell David
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 258 ページ: 112386-112386

    • DOI

      10.1016/j.rse.2021.112386

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 北浦における貧酸素水塊の詳細分布と貧酸素水域面積の推計2021

    • 著者名/発表者名
      KOMURO Shunsuke、KITAMURA Tatsumi、OOUCHI Takao、MASUNAGA Eiji、ASAOKA Daiki、AYUKAWA Kazuhiro、MIKAMI Yasuhide、SEIKE Yasushi、YUZAWA Miyuki、FUKUSHIMA Takehiko
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 44 号: 5 ページ: 157-164

    • DOI

      10.2965/jswe.44.157

    • NAID

      130008087548

    • ISSN
      0916-8958, 1881-3690
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lake water quality observed after extreme rainfall events: implications for water quality affected by stormy runoff2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Kitamura Tatsumi、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 3 号: 11 ページ: 841-841

    • DOI

      10.1007/s42452-021-04823-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dissolved oxygen profiles and its problems in Lake Maninjau, West Sumatra-Indonesia.2020

    • 著者名/発表者名
      Luki Subehi, Iwan Ridwansyah, Takehiko Fukushima
    • 雑誌名

      Indonesian J. Limnol

      巻: 1 ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term changes in water mineral concentrations and their influence on sediment water content in a shallow lake2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Komuro Shunsuke、Kitamura Tatsumi、Nagahama Yumi、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 2 号: 8 ページ: 1319-1319

    • DOI

      10.1007/s42452-020-3119-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple and effective method for removing residual reflected skylight in above-water remote sensing reflectance measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Dalin、Matsushita Bunkei、Yang Wei
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 165 ページ: 16-27

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2020.05.003

    • NAID

      120007169663

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-Term Change of the Secchi Disk Depth in Lake Maninjau, Indonesia Shown by Landsat TM and ETM+ Data2019

    • 著者名/発表者名
      .F. Setiawan, B. Matsushita, R. Hamzah, D. Jiang & T. Fukushima
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 11, 2875 号: 23 ページ: 1-20

    • DOI

      10.3390/rs11232875

    • NAID

      120007163364

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics of DO decline in Lakes Kasumigaura and Kitaura, shallow polymictic eutrophic lakes in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, T. Kitamura, S. Komuro, K. Nakagawa, Y. Nagahama, S. Matsumoto, B. Matsushita
    • 雑誌名

      Lakes & Reservoirs: Science, Policy and Management for Sustainable Use

      巻: 24 号: 4 ページ: 314-323

    • DOI

      10.1111/lre.12294

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decadal change in tripton concentration in a shallow lake2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, S. Komuro, T. Kitamura, Y. Nagahama, B. Matsushita
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 1 号: 12 ページ: 1637-1637

    • DOI

      10.1007/s42452-019-1668-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Factors explaining the yearly changes in minimum bottom dissolved oxygen concentrations in Lake Biwa, a warm monomictic lake2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, T. Inomata, E. Komatsu & B. Matsushita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9:298 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36533-7

    • NAID

      120007133468

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Overall Evaluation of Water Transparency in Lake Malawi from MERIS Data2019

    • 著者名/発表者名
      A. Vundo, B. Matsushita, D. Jiang, M. Gondwe, R. Hamzah, F. Setiawan & Takehiko Fukushima
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 11 号: 3 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3390/rs11030279

    • NAID

      120007133446

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Shifts of radiocesium vertical profiles in sediments and their modelling in Japanese lakes2018

    • 著者名/発表者名
      Fukushima T., Komatsu E., Arai H., Kamiya K., Onda Y.
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 615 ページ: 741-750

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2017.09.286

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Semi-analytical prediction of Secchi depth transparency in Lake Kasumigaura using MERIS data,2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima., B. Matsushita, W. Yang and L. M. Jaelani,
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 19 号: 1 ページ: 89-100

    • DOI

      10.1007/s10201-017-0521-3

    • NAID

      40021436281

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 北浦における現場観測データを用いた底泥からの PO4-P 溶出量算出の試み.2022

    • 著者名/発表者名
      3.北村立実,福島武彦他
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 霞ヶ浦における貧酸素水塊の分布と酸素消費速度について2021

    • 著者名/発表者名
      北村立実、大内孝雄、湯沢美由紀、福島武彦、佐藤礼二、浅岡大輝、増永英治、鮎川和泰、清家泰
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Integrated modeling and long-term predictability of lakes and watersheds.2019

    • 著者名/発表者名
      E. Komatsu, T. Fukushima, Y. Sato
    • 学会等名
      ISEM Global Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A conceptual model for explaining the decadal change in tripton and its influences on limnological processes in a shallow lake.2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, S. Komuro, T. Kitamura, Y. Nagahama, B. Matsushita
    • 学会等名
      ISEM Global Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北浦における貧酸素水塊と水質の変動について2019

    • 著者名/発表者名
      小室俊輔,中川圭太、北村立実、松本俊一,福島武彦、増永英治、浅岡大輝、小野正人、番場泰彰
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 気候変動による霞ヶ浦水質への影響について2018

    • 著者名/発表者名
      小室俊輔、松本俊一、福島武彦
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dissolved oxygen profiles and its problems at Lake Maninjau, West Sumatera-Indonesia.2018

    • 著者名/発表者名
      luki subehi, I. Ridwansyah, T. Fukushima
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development a model for estimating Secchi disk depth using Landsat TM and ETM+ in Indonesian lakes.2018

    • 著者名/発表者名
      F. Setiawan, B. Matsushita, T. Fukushima, luki subehi
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatio-temporal variability of chlorophyll-a concentration in Lake Malawi using MERIS data.2018

    • 著者名/発表者名
      ANB. Vundo, B. Matsushita, T. Fukushima
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気候変動による霞ヶ浦の水質への影響解析について2018

    • 著者名/発表者名
      小室俊輔,松本俊一,福島武彦
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 汽水湖涸沼の長期水質変動について2018

    • 著者名/発表者名
      松本俊一,中川圭太,福島武彦
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 外浪逆浦の浚渫窪地における水温成層の形成と水質への影響2018

    • 著者名/発表者名
      中川圭太,松本俊一,福島武彦
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 湖沼水環境の将来を考える2018

    • 著者名/発表者名
      福島武彦
    • 学会等名
      第11回つくば3Eフォーラム会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湖沼水環境の将来:レジームシフト、気候変動、新環境基準2017

    • 著者名/発表者名
      福島武彦
    • 学会等名
      水環境学会「将来の水環境変化に適応した水供給システム委員会キックオフワークショップ」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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