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泥炭採掘跡地の再湿潤化による群落、水質、および温室効果気体生成の初期変遷の追跡

研究課題

研究課題/領域番号 19K12420
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関札幌市立大学

研究代表者

矢部 和夫  札幌市立大学, デザイン学部, 専門研究員 (80290683)

研究分担者 山田 浩之  北海道大学, 農学研究院, 講師 (10374620)
吉田 磨  酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (20448830)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードボッグ / 石狩泥炭地 / 湿原復元 / 温暖化気体 / リモートセンシング / メタンフラックス / UAV空撮 / 植生自動分類 / Uリモートセンシング / 幌向7草 / ホロムイイチゴ / オオミズゴケ / 湿原再生 / マルチスペクトルカメラ / 土壌呼吸量 / 温室効果気体
研究開始時の研究の概要

ボッグを泥炭採掘跡地の再湿潤化によって短期間で再生する方法や、広域で迅速評価できる方法を確立するためにモニタリング指標を考案し、検証し、このような再生ボッグの生態系機能を評価する。また、ミズゴケを含むボッグ種の組み合わせを再生初期の段階で導入し、ボッグの群落種組成の再生の可能性を検証する。
再湿潤化後4年~7年の再生地の群落変化の軌跡を水文水質環境との関係で解析し、群落がボッグの再生方向に向かうために必要な条件を明らかにする。また再生に伴い土壌呼吸量の変化や還元環境で生成される温室効果気体であるCH4、N2Oの生成や放出量を測定し、地球化学的解析も含めた初期湿地の生態系機能を評価する。

研究成果の概要

(1)2016年に遮水したのち,再生地の水文化学環境はボッグの成立可能な状態で安定していた.このような環境条件下で初期導入ボッグ優占種の3種は明瞭な増加をしており,今後ボッグに向かう群落変化が期待できる.
(2)温暖化効果気体の動態について,湿生植物を導入している区域は、他の区域に比べて温暖化への寄与が小さいことが示唆された。水環境の違いによる温暖化緩和効果を評価した.
(3)画像上の植物の種同定自動分類モデルを作成し,現地植物データと比較して精度を検証した.オルソ画像上でのセグメンテーションごとのRGBの各平均値と草丈を用いたランダムフォレストモデルの精度が約80%で最も高かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

幌向再生地は現在ほぼ絶滅した幌向湿原(原野)の核心部分であり,泥炭採掘が終了し,泥炭が露出し裸地化していた場所である.本研究は再湿潤化後のボッグ群落再生の初期過程における,群落の分布や変化の軌跡とその動因を明らかにすることと,生態系機能の一部である温室効果気体の放出を評価することを目的としている.
得られた結論は,ボッグ景観を復元する際に活用することができ,石狩平野に点在する残存湿原で生育する湿生動植物の避難や,湿原面積の拡大に貢献をするとともに,今後のグリーンインフラ整備に対して,その方法を提供できる.また,湿地再生に伴う地球化学的な生態系機能の評価は地球温暖化対策に寄与できる可能性がある.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] 地下水経由の栄養素およびミネラル負荷を受けたプアフェンでの 異なる地形空間における環境傾度上の群落傾度の評価2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤 奏衣・矢部 和夫・矢崎 友嗣・木塚 俊和・小林 重人
    • 雑誌名

      湿地研究

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 日本の寒冷地小河川におけるクサヨシ除去による沈水植物復元の検証2023

    • 著者名/発表者名
      櫻井善文,矢部和夫,片桐浩司,椎野亜紀夫
    • 雑誌名

      湿地研究

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 地下水経由の栄養素およびミネラルの人為負荷がプアフェンのワラミズゴケハンモックの分布に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤 奏衣,矢部 和夫,木塚 俊和,矢崎 友 嗣
    • 雑誌名

      応用生態工学

      巻: 24 号: 2 ページ: 153-171

    • DOI

      10.3825/ece.21-00015

    • ISSN
      1344-3755, 1882-5974
    • 年月日
      2022-03-17
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cause of decade’s stagnation of plant communities through16-years successional trajectory toward fens at a created wetland in northern Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Yabe, Nobutake Nakatani, Tomotsugu Yazaki
    • 雑誌名

      Global Ecology and Conservation

      巻: 25 ページ: e01424-e01424

    • DOI

      10.1016/j.gecco.2020.e01424

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 北海道に広がる泥炭地湿原の地理的な変異と気候条件 (特集 北海道の水環境2019

    • 著者名/発表者名
      矢部和夫
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 42 ページ: 240-243

    • NAID

      40021970825

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 湿原再生地におけるUAV空撮画像と機械学習を用いた植物種の自動同定2022

    • 著者名/発表者名
      田中爽太, 山田浩之, 矢部和夫
    • 学会等名
      日本湿地学会第14回釧路大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 幌向再生地における再湿潤化泥炭地の温室効果気体の動態2022

    • 著者名/発表者名
      岡野 臣泰, 吉田 磨, 山田 浩之, 矢部 和夫
    • 学会等名
      日本湿地学会第14回釧路大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外・熱赤外カメラ空撮による湿原再生地の植生・環境モニタリング2021

    • 著者名/発表者名
      田中爽太,山田浩之,矢部和夫
    • 学会等名
      日本湿地学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2015年12月に行ったウトナイ湖水位の堰上げ後の湿原群落の回復2019

    • 著者名/発表者名
      矢部和夫,長塚雄介,中村繁人
    • 学会等名
      日本湿地学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] シリーズ〈水辺に暮らすSDGs〉 3 水辺を守る―湿地の保全管理と再生―(第7章編著)2023

    • 著者名/発表者名
      山田浩之
    • 総ページ数
      134
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254185539
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] シリーズ〈水辺に暮らすSDGs〉 3 水辺を守る―湿地の保全管理と再生― 4.2.6 湿地の水環境2023

    • 著者名/発表者名
      吉田磨
    • 総ページ数
      134
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254185539
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] シリーズ〈水辺に暮らすSDGs〉 3 水辺を守る―湿地の保全管理と再生― 2.2.4 ウトナイ湖における湿原の再生2023

    • 著者名/発表者名
      矢部和夫
    • 総ページ数
      134
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254185539
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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