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水生昆虫羽化による河川からの栄養塩除去効果の評価と羽化量決定要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0004
補助金の研究課題番号 21J00860 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分40030:水圏生産科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

宇野 裕美  北海道大学, 地球環境科学研究院, 研究員

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード河川 / 地形 / 栄養塩循環 / 底生生物 / 氾濫原 / 物質循環 / 動物 / 移動 / 生活史 / 食物網
研究開始時の研究の概要

河川はただ物質を陸から海へ水や栄養塩を流すわけでなく、河川内での生物物理化学的作用によってその物質の形態やフラックスを変化させる。従って、河川での物質循環を理解することは全球的な物質循環解明という観点からも非常に重要である。この研究では特に水生昆虫が餌を食べて排泄すること、そして川で成長後羽化して栄養塩を川から陸へ運ぶことによって物質循環にどのように影響しているのかについて調べる。

研究実績の概要

本年度はアメリカのコロラド州立大学を拠点にEllen Wohl教授らとともに河川地形と河川生態系の関連に関する共同研究を推進するとともに、夏季にはアメリカのモンタナ州のFlat Head Lake Bio Stationを拠点としてBob Hall教授らとともに、水生昆虫が河川の栄養塩循環に果たす役割について研究を行った。
天然の氾濫原においては同じ河道内においても洪水時の水の流れの強さが異なることから攪乱の受けたに差異があり、それに応じて場所による水生昆虫密度などが異なり、場所により異なった生物群集の発達が見られることが分かった。また、天然河川での栄養塩の添加実験により河川での窒素・リンのUptake Rate(吸着率)を推定するとともに、水生昆虫による窒素やリンの無機加速度を排泄速度として測定し、その密度と掛け合わせて算出した水生昆虫全体による栄養塩無機加速度を比較することで、河川水中の栄養塩動態に対する水生昆虫の寄与率を算出した。
今回これらの測定を行った比較的貧栄養な河川においては水生昆虫による栄養塩の無機加速度は測定された窒素リンの吸着率よりも高い、つまり水生昆虫の栄養塩動態への寄与が非常に高いことが分かった。世界の河川での先行研究データと比較してもこれは非常に水生昆虫の寄与の高い例となっており、貧栄養河川における動物の栄養塩循への寄与の大きさが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本年度予定していたデータの取得はすべて行い、仮説を支持する結果が得られた。また、来年度以降に予定していた世界的な水生昆虫による物質循環への寄与に関するデータの取得に関しても、過去の論文のメタ解析などを進めることができ、データの解釈がすすんだ。これらの進捗は当初予定した以上の進捗であり、今後はこれらのデータを解釈して論文化執筆していくことに注力したい。

今後の研究の推進方策

これまでのデータ取得に関しては予想以上の進展があった。今後はこれらの成果を国際雑誌に出版することに注力したい。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Montana/Colorado State University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] コロラド州立大学/モンタナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] インドネシア国立科学院 BRIN(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] コロラド州立大学/モンタナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Geomorphic context in process-based river restoration2024

    • 著者名/発表者名
      Ellen Wohl, Sara Rathburn, Sarah Dunn, Emily Iskin, Aaron Katz, Anna Marshall, Mickey Means-Brous, Julianne Scamardo, Shayla Triantafillou, Hiromi Uno
    • 雑誌名

      River Research and Application

      巻: 40 号: 3 ページ: 322-340

    • DOI

      10.1002/rra.4236

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multipath ecological influence of an iteroparous fish migration from Lake Biwa to an alluvial stream2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Kurasawa, Yuji Onishi, Keisuke Koba, Keitaro Fukushima, Hiromi Uno
    • 雑誌名

      Freshwater Biology

      巻: 68 号: 8 ページ: 1400-1412

    • DOI

      10.1111/fwb.14112

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Why wood should move in rivers2023

    • 著者名/発表者名
      Ellen Wohl, Hiromi Uno, Sarah B. Dunn, John T. Kemper, Anna Marshall, Mickey Means-Brous, Julianne E. Scamardo, Shayla P. Triantafillou
    • 雑誌名

      River Research and Applications

      巻: - 号: 6 ページ: 976-987

    • DOI

      10.1002/rra.4114

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Ecological Heterogeneity of Oxbow and Floodplain Lakes Along the Kapuas Riverine System2022

    • 著者名/発表者名
      L Subehi, Hiromi Uno, , Imroatushshoolikhah1, Imroatushshoolikhah, Sulastri, Yustiawati, R L Toruan1, GS Ajie, T Jasalesmana, A Dianto, A Y Afandi, F Sulawesty, A Julzarika, YRamadhan, Triwati, S Nakano
    • 雑誌名

      IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci

      巻: 1062 号: 1 ページ: 012019-012019

    • DOI

      10.1088/1755-1315/1062/1/012019

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Three years in the dark: life-history traits of amphibiotic stonefly, Alloperla Ishikariana (Plecoptera, Chloloperlidae)2022

    • 著者名/発表者名
      Junjiro Negishi, MK Alam, MATMT Rahman, R Kawanishi, Hiromi Uno, G Yoshinari, K Tojo
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 849 号: 19 ページ: 4203-4219

    • DOI

      10.1007/s10750-022-04976-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct and indirect effects of amphidromous shrimps on nutrient mineralization in streams in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Uno Hiromi、Fukushima Keitaro、Kawamura Mariko、Kurasawa Akira、Sato Takuya
    • 雑誌名

      Oecologia

      巻: 198 号: 2 ページ: 493-505

    • DOI

      10.1007/s00442-022-05119-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatially variable hydrological and biological processes shape diverse post‐flood aquatic communities2021

    • 著者名/発表者名
      Uno Hiromi、Yokoi Mizushi、Fukushima Keitaro、Kanno Yoichiro、Kishida Osamu、Mamiya Wataru、Sakai Rei、Utsumi Shunsuke
    • 雑誌名

      Freshwater Biology

      巻: 67 号: 3 ページ: 549-563

    • DOI

      10.1111/fwb.13862

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Floodplain geomorphology shaped by riparian trees support diverse aquatic biota2024

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Large wood supports hydrologically variable floodplain environments and aquatic biodiversity2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno, Ellen Wohl
    • 学会等名
      Society for Freshwater Sciences (SFS)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aquatic and Riparian Biodiversity in Natural Multithread River Supported by Channel Dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno, Anna Marshall, Robert Hall, Ellen Wohl
    • 学会等名
      American Geological Union (AGU)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遡上魚が排泄するアンモニウムと河川生物の窒素同位体比2023

    • 著者名/発表者名
      大西雄二、倉澤央 、宇野裕美 、福島慶太郎、木庭啓介
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal re-assembly of post-flood aquatic communities driven by landscape and local environment2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno, Shunsuke Utsumi, Kentaro Morita, Osamu Kishida, Korshed Alam, Junjiro Negishi
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Sequential seasonal migration of diverse fishes as a major source of nutrients in a stream ecosystem2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno, Akira Kurasawa, Yuji Onishi, Keitaro Fukushima, Keisuke Koba
    • 学会等名
      INTECOL
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial heterogeneity buffers the impacts of various floods on floodplain aquatic communities2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Uno, Kentaro Morita, Osamu Kishida, Shunsuke Utsumi, Junjiro Negishi
    • 学会等名
      JASM Joint Aquatic Science Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct and indirect effects of amphidromous shrimps on nutrient mineralization in streams in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi UNO(Hokkaido University), Keitaro FUKUSHIMA(Kyoto University), Mariko KAWAMURA(Kyoto University), Akira KURASAWA(Kyoto University), Takuya SATO(Kyoto University)
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of migratory fishes from Lake Biwa on stream communities2022

    • 著者名/発表者名
      Akira KURASAWA(Kyoto University), Yuji ONISHI(Kyoto University), Keitaro FUKUSHIMA(Kyoto University), Keisuke KOBA(Kyoto University), Hiromi UNO(Hokkaido University)
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Stable nitrogen isotopic signatures of ammonium in fish excretion and stream waters.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuji ONISHI(Kyoto University), Hiromi UNO(Hokkaido University), Akira KURASAWA(Kyoto University), Keitaro FUKUSHIMA(Kyoto University), Keisuke KOBA(Kyoto University)
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 海産無脊椎動物多様性学 : 100年の歴史とフロンティア2022

    • 著者名/発表者名
      朝倉彰,下村通誉ほか
    • 総ページ数
      697
    • 出版者
      京都大学学術出版会
    • ISBN
      9784814004492
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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