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2019 年度 実績報告書

熱帯メロミクティックな湖沼における無酸素層の上昇に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H04475
研究機関茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室)

研究代表者

福島 武彦  茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室), 湖沼環境研究室, センター長 (90124354)

研究分担者 松下 文経  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (80361319)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード湖沼 / インドネシア / 無酸素層 / 水質鉛直分布 / リモートセンシング
研究実績の概要

台風による飛行機の運航中止や新型コロナ感染症による海外渡航禁止のため、海外調査を断念した。このため、インドネシアの研究協力機関の研究者と協議し、下記の研究を実施した。1)インドネシア側から提供されたLake Maninjauの水質鉛直分布測定結果を解析し、その地点変化、日周変化、季節変化を明らかにした。溶存酸素がゼロとなる水深が低下する現象を見つけるとともに、その時、水温、電気伝導度が湖底まで混ざることを確認した。すなわち、低気温時に自然対流が発生したことを明らかにした。また、そのような低気温がどの程度の頻度で発生するかを、近接する気象観測地点の気温長期データや衛星画像による湖面表層水温推定結果などをもとに解析した。2) Lake Tobaでの水質鉛直分布の測定結果を解析することから、北部水域と南部水域では溶存酸素の鉛直分布がかなり異なること、また水域間に水流動がある可能性を示した。3) インドネシア9湖沼での実測データをもとに、Landsat衛星画像から透明度を推定する手法を開発した。その手法をLake Maninjauを対象に1988-2018年間のLandsat衛星画像に適用し、透明度の長期変化を明らかにするとともに、その変化の原因を考察した。4)インドネシア湖沼ではトリプトンによる濁度の影響が大きな湖沼が存在する。このため、同様にトリプトンの影響が大きい霞ケ浦を対象に、その長期変動と原因を解析した。また、底層DOの変動特性と要因を明らかにした。
なお、繰越した補助金を使用して、2021年に研究協力機関の研究者がスマトラ島の湖沼調査を実施した。

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

海外調査を実施できない状況であるものの、インドネシア側から提供された水質データを解析することで、インドネシア湖沼での無酸素層の動態に関する知見を整理し、論文化することができた。また、衛星画像データを解析することで、インドネシアなど水質計測の実施が困難な湖沼を対象に、長期的な水質変化を推定しうることを示した。

今後の研究の推進方策

現地調査の可能性をインドネシア側と協議するとともに、提供されたデータの解析を進め、さらにリモートセンシング手法の活用結果をあわせて、今後の熱帯湖沼管理のあり方を考える。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 その他

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

  • [国際共同研究] LIPI, Center for Limnology(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      LIPI, Center for Limnology
  • [雑誌論文] Long-term changes in water mineral concentrations and their influence on sediment water content in a shallow lake2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Komuro Shunsuke、Kitamura Tatsumi、Nagahama Yumi、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s42452-020-3119-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A simple and effective method for removing residual reflected skylight in above-water remote sensing reflectance measurements2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Dalin、Matsushita Bunkei、Yang Wei
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 165 ページ: 16~27

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2020.05.003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-Term Change of the Secchi Disk Depth in Lake Maninjau, Indonesia Shown by Landsat TM and ETM+ Data2019

    • 著者名/発表者名
      Setiawan Fajar、Matsushita Bunkei、Hamzah Rossi、Jiang Dalin、Fukushima Takehiko
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 11 ページ: 2875~2875

    • DOI

      10.3390/rs11232875

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristics of declining dissolved oxygen concentrations in Lakes Kasumigaura and Kitaura, two shallow polymictic eutrophic lakes in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Kitamura Tatsumi、Komuro Syunsuke、Nakagawa Keita、Nagahama Yumi、Matsumoto Syunichi、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      Lakes & Reservoirs: Science, Policy and Management for Sustainable Use

      巻: 24 ページ: 314~323

    • DOI

      10.1111/lre.12294

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decadal change in tripton concentration in a shallow lake2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Takehiko、Komuro Shunsuke、Kitamura Tatsumi、Nagahama Yumi、Matsushita Bunkei
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 1 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s42452-019-1668-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 霞ヶ浦における貧酸素水塊の分布と酸素消費速度について2021

    • 著者名/発表者名
      北村立実、大内孝雄、湯沢美由紀、福島武彦、佐藤礼二、浅岡大輝、増永英治、鮎川和泰、清家泰
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
  • [学会発表] Integrated modeling and long-term predictability of lakes and watersheds.2019

    • 著者名/発表者名
      E. Komatsu, T. Fukushima, Y. Sato
    • 学会等名
      ISEM Global Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A conceptual model for explaining the decadal change in tripton and its influences on limnological processes in a shallow lake.2019

    • 著者名/発表者名
      T. Fukushima, S. Komuro, T. Kitamura, Y. Nagahama, B. Matsushita
    • 学会等名
      ISEM Global Conference
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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