| 研究概要 |
本研究では、魚類にとって良好な生息環境とはどのようなものかを,水理学的側面から検討することを目的としている.初年度の今年度は,水理環境に対するメダカの選好特性を室内実験で把握した.また,メダカの環境応答の特徴抽出にカオス工学的手法の適用可能性を検討した.さらに現地観測によって,室内実験で得られた知見の検証を試みた.
まず,農業用水路の水理環境に対するメダカの選好性を評価するため,室内実験を行った.流速因子および水深因子,遮蔽因子を変化させ,これらの因子に対するヒメダカの選好強度をファジィ推論によって定量化する一方で,これらの因子を多様に変化させた水槽内でのメダカの定位パターンや現地観測結果から,得られた選好強度式の検証を行った.
次に,個体ベースモデルによる水環境評価を視座においた魚群行動モデル構築のため,水槽実験と数値実験を行った.水槽内でメダカを自由に遊泳させ,この軌跡から,個体の特徴パラメータとして遊泳速度とNearest Neighbor Distance(NND),魚群の結合性のパラメータとして拡がり度,魚群の並行定位性のパラメータとして偏向度を選択し,水槽実験で得られた知見を基に,群行動の数理モデルを検討した.モデリングには行動パターンモデルと多層パーセプトロンモデルを採用した.数値実験によって両モデルの特徴を明らかにするとともに,水槽実験で得られた遊泳速度,NND,拡がり度,偏向度の再現には両モデルとも有効であるとの結論を得た.
さらに,魚類の遊泳行動の特徴抽出を目的として,ウェーブレット解析やカオス工学のリターンマップ,フラクタル次元,相関次元,リアプノフ数を上記水槽実験で得られた遊泳軌跡に適用し,これらによって遊泳行動の定量的な特徴抽出が可能であること,魚類の安息度の評価やバイオモニタリングなどへの応用が可能であることを示した.
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