| 研究課題/領域番号 |
23K23721
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02456 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
藤原 正幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (40253322)
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| 研究分担者 |
一恩 英二 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (10320912)
泉 智揮 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (40574372)
吉岡 秀和 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70752161)
長野 峻介 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (90646978)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 通し回遊魚 / 農業水路 / 魚の遡上シミュレーション / 確率最適化モデル / アユ / 魚道 / バイオテレメトリー / 手取川 / 斐伊川 / 数値流体力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農業水利システムでは環境との調和に配慮した操作や管理が求められているが，純淡水魚に配慮したものが多い一方，回遊魚については追跡の困難性が一因で研究が一向に進んでいない．本研究では，バイオテレメトリー手法を用いて追跡の困難性を克服するとともに，回遊の障害となる農業水利システムの構成要素を，どのように管理すれば魚類回遊と調和できるかという課題に取り組む．具体的には，構造物周辺での回遊魚の挙動を数値モデルで再現し，個体群レベルで記述できる確率微分方程式モデルにアップスケーリングする．これにより，農業水利システム全体における魚類の移動や産卵を含むライフサイクル全体を再現できるモデリング手法を確立する．
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| 研究実績の概要 |
手取川七ヶ用水の山島用水4-2号支線の米永分水工下流区間（およそ3.5km)において、2019～2022年の調査で，22種3770個体の魚類を採集し、PITタグを挿入した魚類は14種736個体，7種165個体の移動データを取得した．また，手取川および扇状地水路で採集したアユの肥満度を計算することで，河川と水路の生息環境の違いがアユの成長に与える影響について評価した．
山島用水4-2号支線において流れ場と魚類個体の移動に関する現地調査を実施するとともに，流れ場と魚類個体の移動を粒子法により数値的にシミュレートできる魚類移動モデルを構築した．また，水路と落差部での魚類個体の移動モデルを構築し，等流と仮定した水路流速と落差部での水脈の落下流速（実測値あるいは粒子法による計算値）に対するアユの遡上速度の割合やそのばらつきをパラメータとすることで，山島用水4-2号支線においてPITタグによって得られたアユの遡上時間の再現を試みた．PITタグによる観測データからアユの遡上に関しては，起伏ゲートの状況（起立しているか，倒伏しているか）にかなり制限されていることが示唆された．
島根県斐伊川を研究のサブサイトとして，斐伊川漁業協同組合の協力のもと，養殖水槽ならびに河川のアユに関する体重データを取得できた．また，魚群個体群動態モデルや水利施設制御に関する重要であろう概念「Continuous-state branching bridge」の概念を確立し，実課題への適用を進めることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
石川県手取川と手取川扇状地の農業水路から，アユの体長や湿重量から肥満度を算定することでアユの成長量を把握できた（はみ跡調査の代替になると考えている）．山島用水4-2号支線の魚類移動状況調査は，3～11月の期間に月1回程度のペースで順調にデータを収集している．
階段式魚道の2次元モデルにおいて，堰をジャンプして遡上する魚類の移動モデルを構築した．PITタグによって得られたアユの用水路を遡上する速度の数値シミュレーションモデルでの再現を試みた．
研究サブサイトである島根県斐伊川について，大きな問題なくアユ成長データを取得できている．また，斐伊川漁協との研究協力体制も確立できており，今後ともこの体制を継続することを確認している．魚群回遊の数理モデル化については，生態学や生物学のみならず，社会科学的な方面からの知見を取り入れることで進捗できている．
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| 今後の研究の推進方策 |
長さ8㎜の小型PITタグを用いて，体長50mm前後の幼魚の移動データを収集することが可能かどうか検討する．手取川扇状地の河川・水路に生息するアユの天然・人工の判別，湿重量，体長の計測を数多く行うことで，天然・人工アユの個体数比の時空間分布や成長量を明らかにする．
PITタグにより取得された実測データの更なる蓄積や室内遡上実験等のデータをもとに魚類の移動モデルの検証や改良を行う．
回遊魚のダイナミックスを記述するための自己興奮型確率過程モデルの検討，ならびにそのモデリング基礎となる確率水文モデルを構築する．また，サブサイトである斐伊川でのアユ関連データ取得も継続する．
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