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2022 年度 実績報告書

地球化学的生態指標とモデル解析を融合した高時間・高空間解像度回遊履歴復元

計画研究

研究領域生物地球化学タグによる回遊履歴復元学の創成
研究課題/領域番号 22H05030
研究機関東京大学

研究代表者

伊藤 進一  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (00371790)

研究分担者 橋岡 豪人  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 研究員 (00463092)
瀬藤 聡  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), コーディネーター (10463100)
中村 政裕  国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 研究員 (00781832)
柴野 良太  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (80786880)
研究期間 (年度) 2022-05-20 – 2025-03-31
キーワード成長ー回遊モデル / 生物地球化学タグ / 同位体 / 耳石 / 眼球水晶体
研究実績の概要

マサバを対象魚に選定し、A01水産生態班と協力して、マサバのサンプルを定期的に収集し、保存した。また、マサバについて、これまで幼魚までの生活史段階のみをモデル化していた生物エネルギーモデルを成魚まで拡張し、再生産過程をモデル化した。成熟期に産卵、成長、維持にエネルギーを振り分けることで、産卵量を計算できるようにし、産卵された卵は水温に依存して孵化までの時間が決定されると仮定した。高温なほど孵化までの時間が短くなり卵期の死亡が減少することになる。このモデルをさらに個体群動態モデルと結合させることで、長期間の資源変動を表現できる生物エネルギー・個体群動態結合モデルを構築した。個体群動態モデルの中で、体長/成長率に依存する死亡率を導入し、1998年から2018年にかけての21年間の資源変動の再現性が良い死亡率パラメータを調べたところ、体長のみに依存する死亡率での再現性が良いことがわかった。この死亡率を用いた実験結果を解析し、餌料密度の経年変動がマサバの資源変動に強く影響していること、2010年以降は水温の影響も強くなっていること、適切な漁獲圧制限がなければ2010年以降の資源の回復は実現できなかったことが示唆された。
加えて、環境DNAを用いた小型浮魚類の分布特性に関する研究、サワラの分布モデルを用いた餌料魚とサワラの分布関係に関する解析を進めるとともに、低次栄養段階生態系モデルの開発を進めた。また、飼育実験の準備を進めた。

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

飼育実験施設の移転に伴う困難は伴っているが、魚類回遊-成長-個体群動態結合モデルに向けたモデル開発は順調に進んでいる。この部分については、論文投稿も進めることができた。また、モデルの検証データとなる魚類の部分については、環境DNAを用いた観測を精力的に展開し、広域のデータを整備することができた。
当初から問題となっていた魚体サンプルの調達についても他の計画班と連携を取り進めることができ、今後の研究進展が期待できる。

今後の研究の推進方策

開発した生物エネルギー・個体群動態結合モデルと、以前から開発していた成長-回遊モデルを融合することで、魚類回遊-成長-個体群動態結合モデルの開発を進める。これらのモデルから得られる回遊履歴と、他計画班が分析を進める生物地球化学タグデータを合わせることで、魚類の回遊ルートを精緻に求める方法を開発する。
モデルの精度を高度化するため、低次栄養段階生態系モデルの高度化を図り、そのモデル出力環境下での数値実験を実施する。また、生物地球化学タグデータの信頼性向上のために、飼育実験による検証を進める。これらの結果を総合して、回遊ルートの推定を精緻化し、何故回遊するのかという科学的問いを追求する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NOAA(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NOAA
  • [国際共同研究] Marine Laboratory(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Marine Laboratory
  • [国際共同研究] The University of Melbourne(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      The University of Melbourne
  • [国際共同研究] Ocean University of China/Shandong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Ocean University of China/Shandong University
  • [雑誌論文] Development of a prey-predator species distribution model for a large piscivorous fish: A case study for Japanese Spanish mackerel Scomberomorus niphonius and Japanese anchovy Engraulis japonicus2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Shuhao、Tian Yongjun、Liu Yang、Alabia Irene D.、Cheng Jiahua、Ito Shin-ichi
    • 雑誌名

      Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography

      巻: 207 ページ: 105227~105227

    • DOI

      10.1016/j.dsr2.2022.105227

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mesoscale eddies modulate the dynamics of human fishing activities in the global midlatitude ocean2023

    • 著者名/発表者名
      Xing Qinwang、Yu Haiqing、Wang Hui、Ito Shin‐ichi、Chai Fei
    • 雑誌名

      Fish and Fisheries

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1111/faf.12742

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of species-specific qPCR and metabarcoding methods to detect small pelagic fish distribution from open ocean environmental DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Zeshu、Ito Shin-ichi、Wong Marty Kwok-Shing、Yoshizawa Susumu、Inoue Jun、Itoh Sachihiko、Yukami Ryuji、Ishikawa Kazuo、Guo Chenying、Ijichi Minoru、Hyodo Susumu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 ページ: 0273670~0273670

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0273670

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vertical habitat shifts of juvenile jack mackerel estimated using otolith oxygen stable isotope2022

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Megumi、Ito Shin-ichi、Takahashi Motomitsu、Sassa Chiyuki、Higuchi Tomihiko、Shirai Kotaro
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 208 ページ: 102897~102897

    • DOI

      10.1016/j.pocean.2022.102897

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>Fisheries Oceanography</i> : The first 30?years and new challenges in the 21st century2022

    • 著者名/発表者名
      Bograd Steven J.、Edwards Martin、Ito Shin‐ichi、Nye Janet、Chappell Emily
    • 雑誌名

      Fisheries Oceanography

      巻: 32 ページ: 3~9

    • DOI

      10.1111/fog.12623

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Global climate change and fisheries resources2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      JpGU 2022
    • 招待講演
  • [学会発表] Future direction to elucidatefish response to climate change2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      Future Ocean Forum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emerging technologies and tools formonitoring fish physiology and energetics2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      The Basin-scale Events to Coastal Impacts (BECI) workshop"Technology and tools for monitoring and synthesis"
    • 国際学会
  • [学会発表] Marine ecosystem responses to global climate change2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      CAFS/FRA/EDF Fisheries and Climate Science Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How do fish navigate in the ocean? What do we know about fish migration?2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      NPOCE (Northwestern Pacific Ocean Circulation & Climate Experiment) webinar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A way forward to elucidate small pelagic fish response to climate change2022

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      Small Pelagic Fish Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] プロジェクト

    • URL

      http://lmr.aori.u-tokyo.ac.jp/feog/project/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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