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2017 年度 実績報告書

河川工作物が底生魚類の個体群・群集に及ぼす生態的影響の多面的評価手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H02966
研究機関茨城大学

研究代表者

棗田 孝晴  茨城大学, 教育学部, 准教授 (00468993)

研究分担者 井口 恵一朗  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (00371865)
田原 大輔  福井県立大学, 海洋生物資源学部, 准教授 (20295538)
阿部 信一郎  茨城大学, 教育学部, 教授 (40371869)
松崎 慎一郎  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 主任研究員 (40548773)
武島 弘彦  総合地球環境学研究所, 研究部, 外来研究員 (50573086)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード底生魚類 / 河川工作物 / 移動阻害 / 生息環境改変 / 安定同位体比
研究実績の概要

本年度における研究成果は主に以下の3項である。
1)河川工作物による環境改変が通し回遊魚を中心とした淡水魚類群集に及ぼす影響: 茨城県北の4河川を対象として、各河川の流程最下流部に設置された河川工作物(以下、堰とする)の上下区間で電気ショッカーによる魚類調査と物理環境(水深,流速)の調査を行った。捕獲された16魚種のうち、7種が通し回遊魚、7種が純淡水魚、2種が周縁性淡水魚であった。4河川の堰上区間の全魚種及び通し回遊魚の多様度(H’)は、堰下区間よりも有意に低かった。AICの値に基づくGLMのベストモデルは、堰の存在が全魚種及び通し回遊魚の多様度に有意な負の効果を及ぼすことを示した。水深と流速の2つの物理環境要因の平均値を基に算出された調査地間のユークリッド距離と魚種構成の非類似度指数(Bcd)との間には、全魚種及び通し回遊魚ともに有意な正の相関が認められ、Pearsonの相関係数の正の傾きは、通し回遊魚でより顕著であった。これらの結果から、堰上区間における通し回遊魚の多様度や生息個体数の減少が、堰の落差による魚類の上流への移動阻害だけでなく、堰の存在を介して生じる堰上区間での魚類の生息環境上の改変にも起因することが示唆された。
2)PITタグを用いた底生魚類の移動阻害実態: 昨年度に引き続き藤井川の上流域でPITタグ装着個体の河川工作物(落差40cm+75cm)の上下区間の底生魚類カジカ大卵型の河川内移動を周年にわたって追跡し、工作物の上流区間から下流区間への一方向的な移動の存在を確認した。
3)鰭サンプルによる安定同位体分析の有効性の検討: 安定同位体分析では、底生魚類を中心とした8種について鰭と筋肉の炭素・窒素同位体比の関係について検証し、高い決定係数を伴った回帰式を得ることができた。

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

安定同位体分析では、底生魚類を中心とした8種について鰭と筋肉の炭素・窒素同位体比の関係について検証し、高い決定係数の回帰式を得ることができたため、次年度では鰭サンプルを用いた非破壊的手法を用いて、魚類群集を構成する各魚種の栄養段階や食性の幅を推定することが期待される。
遺伝的分析についても、高感度かつ変異性の高いマイクロサテライトDNAマーカ―が共同研究者によって開発されており、このマーカーに基づいて河川流程に沿った遺伝的集団構造の把握が期待される。

今後の研究の推進方策

次年度が本課題の最終年度であることを踏まえ、以下の方策で本課題を推進する。
1)河川工作物が魚類群集に及ぼす影響評価:河川工作物が連続的に出現する河川流程を対象として、魚類群集の組成および各魚種の食性について、工作物上下区間での比較をおこなう。河川工作物の上下区間の魚類、水生昆虫および藻類の炭素・窒素同位体比に基づいて同位体マップを作成し、魚類群集を構成する各魚種の栄養段階や食性幅を推定し、ダムを含めた河川工作物の上下区間で比較する。
2)河川工作物が底生魚類の遺伝的多様性に及ぼす影響評価:高感度のマイクロサテライトDNAマーカーを用いて、河川流程に沿ったカジカ大卵型個体群の遺伝的集団構造を明らかにする。
3)河川工作物が底生魚類の移動に及ぼす影響評価:前年度に引き続き、PITタグを用いたカジカ大卵型個体の河川内移動および河川工作物間の移動の追跡をおこなう。また本種の死亡個体をふくむサンプルから得られた耳石を基にして、年齢査定および成長解析をおこなう。
4)河川工作物が魚類群集に及ぼす影響の把握と保全の策定:得られた成果を基にして、河川工作物が魚類群集に及ぼす影響を行動、生態、安定同位体比、遺伝子などの複数の側面から多面的に総合評価を行い、それに基づく具体的な保全策の構築・提案をおこなう。またこれまでに得られた知見を、論文等の媒体により積極的に公表していく指針である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 河川工作物による環境改変が淡水魚類群集に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      用田悠介・鹿野雄一・阿部信一郎・井口恵一朗・棗田孝晴
    • 雑誌名

      応用生態工学

      巻: 21(1) ページ: 17-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 飼育環境におけるカジカ大卵型・中卵型・小卵型の卵および仔稚魚の生残状況2018

    • 著者名/発表者名
      藤井亮吏・下村雄志・田原大輔・棗田孝晴・岸大弼
    • 雑誌名

      岐阜県水産研究所研究報告

      巻: 63 ページ: 7-16

  • [雑誌論文] 小学校理科教材「メダカ」の扱いにおける問題提起 : 国内外来種の視点から2018

    • 著者名/発表者名
      棗田孝晴
    • 雑誌名

      茨城大学教育学部紀要(自然科学)

      巻: 67 ページ: 7-16

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 日本の自然水域のコイ: 在来コイの現状と導入コイの脅威2018

    • 著者名/発表者名
      馬渕浩司、松崎慎一郎
    • 雑誌名

      魚類学雑誌

      巻: 64 ページ: 213-218

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Context-dependent interactions and the regulation of species richness in freshwater fish2018

    • 著者名/発表者名
      MacDougall AS, Harvey E, McCune JL, Nilsson KA, Bennett J, Firn J, Bartley T,Grace JB, Kelly J, Tunney TD, McMeans B, Matsuzaki SS, Kadoya T, Esch E, Cazelles K, Lester N, McCann KS
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03419-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cryptic genetic divergence in Scolopsis taenioptera (Perciformes: Nemipteridae) in the western Pacific Ocean.2018

    • 著者名/発表者名
      Kakioka, R, N. Muto, H. Takeshima, AC. Gaje, RS. Cruz, UB. Alama, AMT. Guzman, RFM. Traifalgar, RP. Babaran, O. Muda, WM. Arshaad, S. Arnupapboon, K. Phuttharaksa, QV. Nguyen, TT. Pham, H. Motomura, F. Muto, S. Ishikawa.
    • 雑誌名

      Ichthyological Research

      巻: 65 ページ: 92-100

    • DOI

      10.1007/s10228-017-0596-1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular phylogeny of obligate fish parasites of the family Cymothoidae (Isopoda, Crustacea): evolution of the attachment mode to host fish and the habitat shift from saline water to freshwater2017

    • 著者名/発表者名
      Hata, H., Sogabe, A., Tada, S., Nishimoto, R., Nakano, R., Kohya, N., Takeshima, H., Kawanishi, R.
    • 雑誌名

      Marine Biology

      巻: 164 ページ: 105-105

    • DOI

      10.1007/s00227-017-3138-5

    • 査読あり
  • [学会発表] 個体群を隔てる初期分散と成長パタン. 企画集会「島嶼の希少魚リュウキュウアユの保全を考える:生態学,遺伝学,社会学の包括的視点から2018

    • 著者名/発表者名
      井口恵一朗・村瀬偉紀
    • 学会等名
      第65回日本生態学会大会(札幌コンベンションセンター、札幌)
  • [学会発表] Latitudinal variation of life history traits in an amphidromous fish Plecoglossus altivelis altivelis: how growth before upstream migration affect the performance in rivers?2018

    • 著者名/発表者名
      Murase I, Irie T, Iguchi K.
    • 学会等名
      The 6th International Otolith Symposium 2018, National Museum of Marine Science & Technology (NMMST) (Keelung, Taiwan)
  • [学会発表] 豊葦原の瑞穂の国の環境アイコン シンポジウム、水産生物の生息環境保全と21世紀の内水面 -河川におけるアユ資源の回復-2017

    • 著者名/発表者名
      井口恵一朗
    • 学会等名
      全国湖沼河川養殖研究会第90回大会(ダイワロイネットホテル和歌山、和歌山)
    • 招待講演
  • [学会発表] Monopoly and distribution of primary products in running water ecosystem2017

    • 著者名/発表者名
      Iguchi K.
    • 学会等名
      Invited seminar, Department of Zoology, Faculty of Biology, Hanoi National University of Education (Hanoi, Vietnam).
    • 招待講演
  • [学会発表] 奄美大島役勝川を遡上するリュウキュウアユの成長様式2017

    • 著者名/発表者名
      村瀬偉紀・川上達也・井口恵一朗
    • 学会等名
      2017年度日本魚類学会年会(北海道大学函館キャンパス、函館)
  • [学会発表] ,大規模マイクロサテライトDNA分析によるアユカケの遺伝的集団構造2017

    • 著者名/発表者名
      大橋慎治・武島弘彦・田原大輔
    • 学会等名
      2017年度日本魚類学会(北海道大学函館キャンパス、函館)
  • [学会発表] 琵琶湖ウツセミカジカ仔稚魚の生態的特性と初期生活史2017

    • 著者名/発表者名
      田原大輔・水嶋亨
    • 学会等名
      2017年度日本魚類学会(北海道大学函館キャンパス、函館)
  • [学会発表] 福井県内河川における河川人工構造物が両側回遊性カジカ中卵型の分布・生息密度に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      田原大輔
    • 学会等名
      応用生態工学会 第16回北信越ワークショップin石川(金沢市)

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公開日: 2018-12-17  

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