乾燥環境下における外来植種の排他的侵入特性と地下水文系のヘテロ性との関連

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23404014
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 安田 裕 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 准教授 (60136538)
• 研究分担者: 細川 土佐男 九州産業大学, 工学部, 教授 (00122606) ; 石山 俊 総合地球環境学研究所, 研究部, プロジェクト研究員 (10508865) ; 西山 浩司 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20264070) ; 河合 隆行 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 特任助教 (20437536) ; 依田 清胤 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (30254832) ; 縄田 浩志 秋田大学, 国際資源学部, 教授 (30397848) ; 井上 知恵 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 研究員 (30403380) ; 辻 渉 鳥取大学, 農学部, 助教 (60423258) ; 齊藤 忠臣 鳥取大学, 農学部, 講師 (70515824) ; 星野 仏方 酪農学園大学, 農学生命科学部, 教授 (80438366) ; 中川 啓 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科, 教授 (90315135)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 乾燥地 / 外来侵入種 / 地下水文

研究実績の概要

現地調査：2014年12月現地出張し、Al Rawakeeb, Al Kadaruでデータ回収。2015年3月現地出張し、Al Kadaruのメスキート群落内に新たに観測井を掘削した。

研究経緯：メスキートの地下水吸水：外来種メスキートの地下水吸水の観察結果は昨年度、国際学術誌により刊行されたものであるが、日変動、日中低下現象（Midday depression)などの変動をフーリエ近似とニューラル・ネットワークによりシミュレーションを行った。今年度の観測結果と併せて国際学術誌に投稿したい。メスキートの発芽に対する水分条件：メスキートの発芽に対し、土壌水分が極めて有意であることが解明されている。ある特定の水分域での発芽が確認され、正規分布の形状である。必ずしも土壌水分が多いほど発芽が促進されるものではないことが判明した。リモセンによるメスキート拡散解析：リモセンにより、メスキートの分布域を判別し降雨量・土壌水分などの水環境との関連を解析した。ある土壌水分域でメスキートの分布が高密度になっていた。水分との関係はやはり正規分布であった。結果をまとめて論文準備中。降雨量時系列解析：昨年に引き続き、スーダン全域の降雨量時系列につき解析を行った。全球海水面温度と関係を統計的に解析し、予測モデルに適用した。正負の相関を持つ海域（Dipole)の海水面温度差が降雨に対し有意な相関を呈すことを証明した。結果を国際誌に投稿中。

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

水文観測：地下水位観測：当初の2－3年で測定したものであるが、Al Kadaruの観測井では損傷もあり観測が中断した。本年度に新規さく井し、新たな観測を開始した。

メスキート発芽メカニズム解明：乾燥地研究センターにおいて室内実験を行い、水分との関係が解明されてきた。これまでの結果を”Evaluation of the effect of a rain pulse on the initial growth of Prosopis seedlings.”としてまとめて、 Arid Land Research and Managementにより刊行。
降雨量時系列解析：スーダン・南スーダンにわたる11観測点における降雨量時系列を解析し、海水面温度による予測モデルを開発した。結果は、”Teleconnection of rainfall time series in the central Nile Basin with sea surface temperature”として Hydrological Sciences Journal 投稿
リモセン：メスキート拡大域と降雨量・土壌水分の関係が正規分布をもつことが定量的に解明された。

今後の研究の推進方策

メスキートの地下水吸水: シミュレーション・モデルは開発済みなので、結果を国際学術誌に投稿する。
降雨量時系列解析: 　海水面温度との関連はすでに解明されたので、ITCZなどの他の要因との関連を解明する。
メスキート発芽メカニズム :　メスキートの発芽に対し、土壌水分が極めて有意であることが解明されている。ある特定の水分域での発芽が確認され、正規分布の形状である。また、リモセンによるメスキートの分布と土壌水分の関係は正規分布で与えられることが解明された。この室内実験結果とリモセン結果を結びつけるようなモデル開発を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of the effect of a rain pulse on the initial growth of Prosopis seedlings (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yoda, W. Tsuji, T. Inoue, T. Saito, M. A. E., Mohamed Ahmed M Eldoma, M. K. Magzoub, B. Hoshino, H. Nawata, H. Yasuda
  • 雑誌名: Arid Land Research and Management 巻: 0 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1080/15324982.2014.943376
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparative Characteristics of the Home Ranges of Domestic and Wild Animals in Arid and Semi-Arid Afro-Eurasian Watering Places as Hot Spots for Pasture Degradation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hoshino BUHO, Hiroshi NAWATA, Kenji KAI, Hiroshi YASUDA, Kenji BABA, Sumiya GANZORIG, SURIGA, Manayeva KARINA, Tsedendamba PUREVSUREN, Miki HASHIMOTO, Kenji KAWASHIMA, Jun NODA, Katsuro HAGIWARA and Yuka SHIBATA
  • 雑誌名: Journal of Arid Land Studies. 巻: 24 ページ: 51-56
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of the ecological role of seed gum in the germination of Prosopis under drought stress conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: 3.Kiyotsugu Yoda, Wataru Tsuji, Tomoe Inoue, Tadaomi Saito, Mohamed A.M. Abd Elbasit, Ahmed M. Eldoma, Magzoub K. Magzoub, Buho Hoshino, Hiroshi Nawata, Hiroshi Yasuda.
  • 学会等名: 2nd International Conference on Arid Land Studies
  • 発表場所: Samarkand, Uzbekistan
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-14
• [学会発表] 外来侵入植種メスキートの地下水吸水 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田裕、依田清胤、齋藤忠臣、石山俊、縄田浩志、Mohamed, A. M., Abd, Elabsit
  • 学会等名: 日本沙漠学会 第25回学術大会
  • 発表場所: 東京都市大学・横浜キャンパス
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [学会発表] 侵略性マメ科低木メスキートの降雨パルスに対する発芽・実生成長応答特性の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 依田清胤、宮脇亮、辻渉、齋藤忠臣、M.A.Elbasit、A.M.Eldoma、星野仏方、縄田浩志、井上知恵、安田裕
  • 学会等名: 日本沙漠学会 第25回学術大会
  • 発表場所: 東京都市大学・横浜キャンパス
  • 年月日: 2014-05-31 – 2014-06-01
• [図書] 地下水文系と植生の水利用との関係 沙漠誌 人間・動物・植物が水を分かち合う知恵 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田裕、依田清嗣
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 東海大学出版部