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気候変動緩和と適応の推進に向けた成層水域における水生植物による炭素貯留機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H01545
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

中山 恵介  神戸大学, 工学研究科, 教授 (60271649)

研究分担者 矢島 啓  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (10283970)
矢野 真一郎  九州大学, 工学研究院, 教授 (80274489)
駒井 克昭  北見工業大学, 工学部, 教授 (90314731)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードCO2 / DIC / TA / stratification / global warming / 成層 / 光合成 / 水草 / 内部波 / アマモ
研究成果の概要

植物等の光合成を利用したCO2の吸収を促進し,気候変動を緩和しようというブルーカーボン研究が世界的になされている.現在,利用されているCO2吸収量の推定方法については,水域にどの程度の水草が存在するかを推定することで,炭素の吸収量を見積もるという簡易的なものにとどまっている.そこで本研究では,波・流れと水生植物との相互干渉による複雑なCO2の輸送機構を解明するだけでなく,閉鎖性水域において水生植物によるCO2の放出と吸収に関する現地計測を行い,水草と流動を錬成させた実スケールでの数値モデルを構築した.その結果,これまでに評価できなかった水草の効果まで含めた炭素吸収量を推定できるようになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブルーカーボンの増強による気候変動の緩和を目指した研究において,水草等が存在する水域は,日射や海水への淡水の流入により,成層が形成されるだけでなく,植生の存在による流れとの相互干渉により,流況が複雑になり,CO2の吸収に重要なスカラー量の鉛直フラックスが大きく影響を受ける.本研究において,水生植物を利用した植生スケールの室内実験に基づいて数値計算モデルの開発を行い,波・流れと水生植物との相互干渉による複雑なCO2の輸送機構を解明することが出来た.研究成果は,実スケールでの数値モデルを通じてブルーカーボンの最適な評価につながり,効率の良い炭素吸収方法を提案することが可能となった.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   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
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (14件) 雑誌論文 (31件) (うち国際共著 15件、 査読あり 31件、 オープンアクセス 23件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] The University of Western Australia(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] China Medical University/Academia SINICA(中国)

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      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo/Queen's University(カナダ)

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      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wester Australia(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Queen's University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Academia SINICA(中国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] China Medical University(中国)

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Western Australia/Queensland University(オーストラリア)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] China Medical University/Academia Sinica(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo/Queen's University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Western Australia/Queensland University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] China Medical University/Academia Sinica(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Waterloo/Queen's University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of dissolved oxygen on methane production from bottom sediment in a eutrophic stratified lake2023

    • 著者名/発表者名
      Maruya Yasuyuki、Nakayama Keisuke、Sasaki Masafumi、Komai Katsuaki
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Sciences

      巻: 125 ページ: 61-72

    • DOI

      10.1016/j.jes.2022.01.025

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The impacts of the hydraulic retention effect and typhoon disturbance on the carbon flux in shallow subtropical mountain lakes2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Hao-Chi、Tsai Jeng-Wei、Tada Kazufumi、Matsumoto Hiroki、Chiu Chih-Yu、Nakayama Keisuke
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 803 ページ: 150044-150044

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.150044

    • NAID

      120007162587

    • 関連する報告書
      2021 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] 斜面上における内部ソリトン波の砕波指標と躍層厚さの影響2021

    • 著者名/発表者名
      IWATA Ryo、NAKAYAMA Keisuke、SATO Takahiro、SHINTANI Tetsuya
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 1 ページ: 59-73

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.1_59

    • NAID

      130008054604

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 室内実験を用いたSAV modelの再現性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      SASAKI Daisuke、MATSUMOTO Hiroki、NAKAYAMA Keisuke、TADA Kazufumi、LIN Hao-Chi、HAMADA Takuya、SHINTANI Tetsuya
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_205-I_210

    • DOI

      10.2208/jscejoe.77.2_I_205

    • NAID

      130008094143

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] アマモの呼吸と光合成を考慮したコムケ湖における溶存無機炭素水平分布の再現2021

    • 著者名/発表者名
      MATSUMOTO Hiroki、NAKAYAMA Keisuke、KOMAI Katsuaki、TADA Kazufumi、LIN Hao-Chi、SHINTANI Tetsuya
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_613-I_618

    • DOI

      10.2208/jscejoe.77.2_I_613

    • NAID

      130008094211

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] アマモによる溶存無機炭素の吸収・放出に及ぼす光合成活性の影響2021

    • 著者名/発表者名
      KOMAI Katsuaki、SATO Tatsuya、CHIBA Toshiyuki、NAKAYAMA Keisuke
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_565-I_570

    • DOI

      10.2208/jscejoe.77.2_I_565

    • NAID

      130008094217

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3成層におけるbreatherの斜面上での砕波分類2021

    • 著者名/発表者名
      TASHITA Kento、NAKAYAMA Keisuke、SHINTANI Tetsuya
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_343-I_348

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_343

    • NAID

      130008113334

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cigu LagoonにおけるCO<sub>2</sub>フラックスへの要因解析2021

    • 著者名/発表者名
      KAWAHARA Yuki、TSAI Jeng-Wei、LIN Hiroyuki、MATSUMOTO Hiroki、HUNG Meng-chi、HSUEH Mei Li、NAKAYAMA Keisuke
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_841-I_846

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_841

    • NAID

      130008113448

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 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] 八代海における淡水流入の影響を考慮した海水中CO<sub>2</sub>動態の数値モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      KOMORI Hiroto、XIONG Bing、SAITO Naoki、HAO Lin、CHI Baixin、YANO Shinichiro、KOMAI Katsuaki、NAKAYAMA Keisuke
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_847-I_852

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_847

    • NAID

      130008113449

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EFFECTS OF A TYPHOON ON CARBON FLUX IN A SHALLOW STRATIFIED LAKE2021

    • 著者名/発表者名
      LIN Hao Chi、NAKAYAMA Keisuke、TADA Kazufumi、CHIU Chih Yu、TSAI Jeng Wei
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_1051-I_1056

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_1051

    • NAID

      130008160070

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 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] Influence of thermal stratification on seasonal net ecosystem production and dissolved inorganic carbon in a shallow subtropical lake2021

    • 著者名/発表者名
      H.C. Lin, C.Y. Chiu, J.W. Tsai, W.C. Liu, K. Tada, K. Nakayama
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: online 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1029/2020jg005907

    • NAID

      120007124117

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 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] 成層を考慮したアマモ場における溶存無機炭素鉛直分布の推定モデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      松本大輝, 中山恵介, 駒井克明, 田多一史, 佐々木大輔, 渡辺謙太, 久保篤史, 丸谷靖幸, 駒井克昭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_869-I_874

    • DOI

      10.2208/jscejoe.76.2_I_869

    • NAID

      130007910356

    • ISSN
      2185-4688
    • 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] 分岐を有するSubmerged Aquatic Vegetationモデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木大輔, 中山恵介, 新谷哲也, 田多一史, 松本大輝, 駒井克昭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_1075-I_1080

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_1075

    • NAID

      130007935653

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] 八代海におけるブルーカーボン動態把握のための海水中CO<sub>2</sub>に関する現地調査2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤直輝, 熊柄, 小森博仁, 矢野 真一郎, 中山恵介, 駒井克昭, 矢島啓
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_901-I_906

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_901

    • NAID

      130007935927

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] Terrestrial loads of colored dissolved organic matter drive inter-annual carbon flux in contrasting lakes: Influence of decreased monsoon and typhoon rainfall2020

    • 著者名/発表者名
      C. Chiu, H. Lin, J. Jones, J. Rusak, K. Nakayama, T. Kratz, W. Liu, S. Tang, J. Tsai
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 717 ページ: 137052-137052

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.137052

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Integration of submerged aquatic vegetation motion within hydrodynamic models2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, Y. Nakagawa, Y. Nakanishi, T. Kuwae, K. Watanabe, H. Moki, K. Komai, K. Tada, J.W. Tsai, M.R. Hipsey
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 56 号: 8

    • DOI

      10.1029/2020wr027369

    • 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] Modelling dissolved inorganic carbon considering submerged aquatic vegetation2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, K. Komai, K. Tada, H. Lin, K. Yajima, S. Yano, K. Watanabe, M.R. Hipsey, J.W. Tsai
    • 雑誌名

      Ecological Modelling

      巻: 431 ページ: 109188-109188

    • DOI

      10.1016/j.ecolmodel.2020.109188

    • 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] Breathers in a three-layer fluid2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, K. Lamb
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 903

    • DOI

      10.1017/jfm.2020.653

    • 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] Breaking of internal Kelvin wave shoaling on a slope2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, Takahiro Sato, Kojiro Tani, Leon Boegman and Ichiro Fujita
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 125 号: 10

    • DOI

      10.1029/2020jc016120

    • 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] Nonlinear wave equations for free surface flow over a bump2020

    • 著者名/発表者名
      S. Sakaguchi, K. Nakayama, Thuy Thi Thu Vu, K. Komai, Peter Nielsen
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 62 ページ: 1712837-1712837

    • NAID

      120006894033

    • 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] 八代海において有明海との海水交換が成層流動場に与える影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤航, 中山恵介, 矢野真一郎,熊柄,齋藤直輝,駒井克昭,矢島啓
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_977-I_982

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_977

    • NAID

      130007725095

    • ISSN
      2185-4688
    • 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] 水深葉長比を考慮した有効水草高さに関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木大輔, 中山恵介, 中西佑太郎,中川康之,田多一史,駒井克昭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_504-I_509

    • DOI

      10.2208/jscejoe.75.I_504

    • NAID

      130007725065

    • ISSN
      2185-4688
    • 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] 振動流場におけるアマモ場内の流動解析2019

    • 著者名/発表者名
      田多一史, 中山恵介, 中西佑太郎, 佐々木大輔, 駒井克昭
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_25-I_30

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_25

    • NAID

      130007730201

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] 人工衛星データを用いたアマモ場分布計測と汽水域での溶存無機炭素量を用いた検討2019

    • 著者名/発表者名
      駒井克昭, 早川博, 佐藤辰哉, 中山恵介
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 ページ: 397-402

    • NAID

      130007940123

    • 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] 密度躍層の厚さ変化に伴った内部波の砕波形態に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩田遼, 佐藤啓央, 中山恵介
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75 ページ: 769-774

    • NAID

      130007940239

    • 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] Classification of internal solitary wave breaking over a slope2019

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, T. Sato, K. Shimizu, L. Boegman
    • 雑誌名

      Physical Review Fluids

      巻: 4 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1103/physrevfluids.4.014801

    • NAID

      120006777077

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 成層を考慮したアマモ場における溶存無機炭素の変動解析2018

    • 著者名/発表者名
      田多一史, 中山恵介, 駒井克昭, Jeng-Wei Tsai, 佐藤之信, 桑江朝比呂
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_444-I_449

    • DOI

      10.2208/jscejoe.74.I_444

    • NAID

      130007482514

    • ISSN
      2185-4688
    • 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] アマモ場における海水中CO<sub>2</sub>分圧モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      田多一史, 中山恵介, 桑江朝比呂
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_1237-I_1242

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_1237

    • NAID

      130007503966

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] 波・流れ場とアマモ場の相互干渉解析2018

    • 著者名/発表者名
      中西佑太郎, 中山恵介, 中川康之, 茂木博匡, 田多一史, Matthew HIPSEY, 桑江朝比呂
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_31-I_36

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_31

    • NAID

      130007504043

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] 二層システムにおける内部ソリトン波の斜面上での砕波形態と物質輸送2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤啓央, 中山恵介, 清水健司, Leon BOEGMAN
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_655-I_660

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_655

    • NAID

      130007504145

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 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] 強非線形強分散波動方程式の改良とbumpを有する波動場への適用2018

    • 著者名/発表者名
      阪口詩乃, 中山恵介, Thuy Thi Thu VU, 駒井克昭, Peter NIELSEN
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_1-I_6

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_1

    • NAID

      130007503918

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] EVALUATION OF HYDRODYNAMIC EFFECTS ON BLUE CARBON DYNAMICS IN THE YATSUSHIRO SEA2020

    • 著者名/発表者名
      Bing Xiong, Naoki Saito, Hiroto Komori, Shinichiro Yano, Keisuke Nakayama, Katsuaki Komai, Kei Yajima
    • 学会等名
      Proc. 22ndInt. Conf. on IAHR-APD
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FIELD OBSERVATION ON BLUE CARBON DYNAMICS IN THE YATSUSHIRO SEA CONSIDERING INFLUENCE OF STRATIFICATION2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Saito, Xion Bing, Hiroto Komori, Shinichiro Yano, Keisuke Nakayama, Katsuaki Komai, Kei Yajima
    • 学会等名
      Proc. 22ndInt. Conf. on IAHR-APD
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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