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生態系生態学と数理最適化の融合による複合型内湾養殖漁業の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 19KT0006
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 次世代の農資源利用
研究機関東北大学

研究代表者

坂巻 隆史  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60542074)

研究分担者 林 俊介  法政大学, 理工学部, 教授 (20444482)
藤林 恵  九州大学, 工学研究院, 助教 (70552397)
研究期間 (年度) 2019-07-17 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード生態学的環境容量 / 無給餌養殖 / マガキ / 温湯処理 / 付着物除去 / 志津川湾 / カキ養殖 / 付着生物対策 / 養殖サイクル / 脂肪酸組成分析 / 内湾環境 / 複合型養殖 / 有機物動態 / 内湾生態系
研究開始時の研究の概要

1) 志津川湾内の複数ゾーンにおける栄養塩・有機物動態パターンの調査,2) 物質動態の違いが養殖生物各種の成長や生残に及ぼす影響および各種養殖生物の栄養・餌料要求の調査,3)世帯レベルで漁業者が複合型養殖の施業形態を決める社会的・経済的要因(世帯労働力,求める収入,技能等)の調査を実施する.これらの情報をもとに,持続的な施業の観点から同一の内湾域において複数生物種を適正に養殖する条件を明らかにする.

研究成果の概要

1) 志津川湾の粒状有機物の化学組成の季節サイクルや湾奥から湾口部にかけての空間的な分布特性,湾内海域や養殖場内で底層へと沈降する有機物の量や化学組成を明らかにした.2) 同湾のカキ養殖において付着生物除去のために行われている温湯処理のカキ生育促進と有機物沈降による底層環境への影響軽減の効果を現場実験により定量化した.さらに,養殖カキの個体成長モデルのパラメータを同湾での調査・実験結果に基づいて決定し,それを用いて海域の餌料濃度や付着生物量に応じた付着物除去効果の変化を明らかにした.3) 数理最適化アルゴリズムを構築し,環境容量の中でカキ養殖の生産を最大化するための施業サイクルを探索した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

無給餌養殖漁業における付着物対策や生産サイクルの修正などの取り組みが,海域・養殖場内の有機物フローに有意に作用し,養殖生産性の改善や底層環境へのインパクト軽減につながることが定量的に示された.また,志津川湾での調査に基づき本研究が提示する環境容量の中での養殖漁業の生産効率最大化へのアプローチは,他海域にも適用可能と考えられる.さらに本成果は,海域における物質動態の調査,養殖生物と付着生物の関係についての生態学的な調査・実験・モデル化,数理最適化など幅広い研究アプローチを組み合わせて生み出された.多くの研究分野が,一次生産業の持続性・生産性向上に貢献可能であることを示している.

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Effects of spatial scale on assessments of suspension bivalve aquaculture for productivity and environmental impacts2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamaki Takashi、Zheng Yizhe、Hatakeyama Yuji、Fujibayashi Megumu、Nishimura Osamu
    • 雑誌名

      Aquaculture

      巻: 553 ページ: 738082-738082

    • DOI

      10.1016/j.aquaculture.2022.738082

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 沿岸海域における環境保全と養殖漁業の調和に向けた物質動態研究2022

    • 著者名/発表者名
      坂巻隆史
    • 雑誌名

      用水と廃水

      巻: 64 ページ: 52-57

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 沿岸海域における養殖漁業と環境保全の調和に向けた物質動態研究2022

    • 著者名/発表者名
      坂巻 隆史
    • 雑誌名

      用水と廃水

      巻: 64 ページ: 52-57

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sources and oxygen consumption of particulate organic matter settling in oyster aquaculture farms: insights from analysis of fatty acid composition2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Hatakeyama, Tatsuya Kawahata, Megumu Fujibayashi, Osamu Nishimura, Takashi Sakamaki
    • 雑誌名

      Estuarine, Coastal and Shelf Science

      巻: 254 ページ: 107328-107328

    • DOI

      10.1016/j.ecss.2021.107328

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Negative Relationship between Fouling Organisms and the Content of Eicosapentaenoic Acid and Docosahexaenoic Acid in Cultivated Pacific Oysters, Crassostrea gigas2021

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Megumu、Nishimura Osamu、Sakamaki Takashi
    • 雑誌名

      Marine Drugs

      巻: 19 号: 7 ページ: 369-369

    • DOI

      10.3390/md19070369

    • 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] 下水道・環境保全・漁業が調和する未来にむけて2021

    • 著者名/発表者名
      坂巻 隆史
    • 雑誌名

      再生と利用

      巻: 45 ページ: 57-62

    • NAID

      40022658981

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effects of oyster age on the selective suspension-feeding and chemical composition of biodeposits: insights from fatty acid analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sakamaki, Kyohei Hayashi, Yizhe Zheng, Megumu Fujibayashi, Osamu Nishimura
    • 雑誌名

      Marine Ecology Progress Series

      巻: 644 ページ: 75-89

    • DOI

      10.3354/meps13359

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 内湾のカキ養殖場における沈降有機物の起源と酸素消費速度2019

    • 著者名/発表者名
      畠山勇二,川畑達矢,西村修,坂巻隆史
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 75 ページ: 289-298

    • NAID

      130007814619

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 志津川湾の一次生産過程に及ぼす流域からの栄養塩供給の影響2022

    • 著者名/発表者名
      坂巻 隆史,畠山 勇二,藤林 恵,丸尾 知佳子,西村 修
    • 学会等名
      25 回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 浅海域の沈降過程における粒状有機物の分解と酸素消費2022

    • 著者名/発表者名
      畠山勇二,丸尾知佳子,西村 修,坂巻隆史
    • 学会等名
      25 回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 内湾カキ養殖における温湯処理の育成促進と有機物負荷削減の効果2021

    • 著者名/発表者名
      畠山勇二,西村修,坂巻隆史
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 内湾の粒状有機物の沈降過程における酸素消費と化学組成の変化2021

    • 著者名/発表者名
      小笠原央輔,畠山勇二,西村修,坂巻隆史
    • 学会等名
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-22   更新日: 2025-01-30  

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