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2016 年度 実績報告書

流域資源管理に向けた水文・藻類モデルを利用した河川総生物量推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02363
研究機関東北大学

研究代表者

風間 聡  東北大学, 工学研究科, 教授 (50272018)

研究分担者 梅田 信  東北大学, 工学研究科, 准教授 (10447138)
糠澤 桂  宮崎大学, 工学部, 助教 (20725642)
竹門 康弘  京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104)
小森 大輔  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50622627)
坂巻 隆史  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60542074)
藤林 恵  秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (70552397)
西村 修  東北大学, 工学研究科, 教授 (80208214)
横尾 善之  福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (90398503)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードバイオマス / 栄養塩 / 食物連鎖 / 純一次生産量 / 水生昆虫
研究実績の概要

土地利用データを使用し,栄養塩流出モデルを付着藻類量推定モデルに組み込むことで時空間分布推定を実施した.TP 濃度シミュレーションのRMSE は0.0061mg/Lとなった.分布型栄養塩流出モデルを組み込んだ付着藻類量推定モデルの精度は,調査期間を通した全調査地点の実測値と計算値の比較より,RMSE=11.5mg/m2 と求められた.また,以下の個別成果を得た.1)総生物生産量推定モデルを構築するための基礎データとなる植生指標,純一次生産力,葉面積指数のデータを収集した.データはArcGISを用いて,地図データとして整理した.2)樹冠率の異なる秋田県内3河川,宮城県河川の上流域を対象に高次捕食者であるイワナの炭素源を脂肪酸の炭素安定同位体比を用いて調べた.樹冠率が高く陸上植物の供給が多いと想定される河川を含め,全調査河川においてイワナの炭素起源は付着藻類に由来することが明らかとなった.3)岩木川水系の下流端である十三湖を対象に,汽水域における代表的な生物の一つであるヤマトシジミについての生息および成長に関する現地調査と,ヤマトシジミの個体群モデル構築について検討した。4)河口・沿岸域を流域圏の末端と位置づけ,一次消費に及ぼす河川から流入する一次生産物の寄与を室内実験により評価した.リター起源の有機物については流下過程での質的改変(バクテリアによる窒素の付加等)により河口・沿岸域の一次消費者による利用が促進されることが分かった.5)河川からの亜酸化窒素の間接発生の抑制には,下水処理場で高度処理を行うことが有効であることが示された.明条件下では藻類の栄養塩吸収が卓越し,暗条件下では細菌による摂取が卓越することで,夜間の亜酸化窒素の発生量が高くなる可能性が示された.

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

栄養塩モデルから藻類量を推定するモデルを構築した.また,衛星画像から流域の純一次生産量を推定することも可能となった.

今後の研究の推進方策

純一次生産量と栄養塩の関係を求めるとともに,藻類量から水生昆虫量を求める関係式を導く.また,魚類の生物量の推定を試みる.

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 汽水湖のヤマトシジミ生息に関する現地実験と数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      梅田信,西村亜紀
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 73 ページ: I_961-I_966

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分布型栄養塩流出モデルを用いた名取川流域の付着藻類量推定2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾,風間聡
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 73 ページ: I_1153-I_1158

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] メコン河下流域における洪水氾濫と純一次生産力の関係2017

    • 著者名/発表者名
      平賀優介,風間聡,峠嘉哉
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 73 ページ: I_307-I_312

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 室内融雪実験による地温勾配の一次元解析2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤優人,風間聡,会田俊介
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 73 ページ: I_25-I_30

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 砂防堰堤のスリット化に伴う生息場と底生動物群集の時系列変化2017

    • 著者名/発表者名
      糠澤桂,林達也,風間聡,高橋真司
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 73 ページ: III_553-III_558

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Catchment-scale modeling of riverine species diversity using hydrological simulation: application to tests of species-genetic diversity correlation2017

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa, K., Kazama, S., Watanabe
    • 雑誌名

      Ecohydrology

      巻: 10 ページ: e1778

    • DOI

      10.1002/eco.1778

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of watershed land-cover on the biogeochemical properties of estuarine tidal flat sediments: a test in a densely-populated subtropical island2017

    • 著者名/発表者名
      A. Morita, S. Touyama, T. Kuwae, O. Nishimura, T. Sakamaki
    • 雑誌名

      Estuarine, Coastal and Shelf Science

      巻: 184 ページ: 207-213

    • DOI

      10.1016/j.ecss.2016.11.019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dietary utilization of cyanobacteria in fish community in shallow eutrophic lake, Lake Hachiro: Fatty acid and stable isotope analyses2017

    • 著者名/発表者名
      Megumu Fujibayashi
    • 学会等名
      ISRLE2017
    • 発表場所
      立命館大学,草津
    • 年月日
      2017-03-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 十三湖のヤマトシジミ生息環境に関する現地実験と数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      西村亜紀
    • 学会等名
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北工業大学,仙台
    • 年月日
      2017-03-04
  • [学会発表] 付着藻類量の時空間変動推定を目的とした名取川流域の栄養塩濃度推定2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊健吾
    • 学会等名
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北工業大学,仙台
    • 年月日
      2017-03-04
  • [学会発表] 名取川流域における河川水中のミトコンドリアDNA濃度の時系列解析2017

    • 著者名/発表者名
      内田典子
    • 学会等名
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北工業大学,仙台
    • 年月日
      2017-03-04
  • [学会発表] カンボジアkandal州における地表水ヒ素汚染の実態調査2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤郁
    • 学会等名
      土木学会全国大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-15
  • [学会発表] Adaptive genetic consequences of climate change for stream insects: a hydrothermal simulation approach2016

    • 著者名/発表者名
      Nukazawa, K.
    • 学会等名
      APD-IAHR
    • 発表場所
      コロンボ,スリランカ
    • 年月日
      2016-08-30
    • 国際学会
  • [学会発表] The Distribution and Characteristics on Frequent Flooded Area of Inland Inundation in Metropolitan Areas in Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Kota NAKAGUCHI
    • 学会等名
      AOGS
    • 発表場所
      北京,中国
    • 年月日
      2016-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between probabilistic precipitation and flood discharge by DAD (depth, area, duration)2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Sugawara
    • 学会等名
      AOGS
    • 発表場所
      北京,中国
    • 年月日
      2016-08-04
    • 国際学会
  • [備考] 水環境システム学研究室

    • URL

      http://kaigan.civil.tohoku.ac.jp

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公開日: 2018-01-16  

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