| 研究課題/領域番号 |
26310308
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山下 洋 京都大学, フィールド科学教育研究センター, 教授 (60346038)
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| 研究分担者 |
横山 壽 京都大学, 学内共同利用施設等, 教授 (00372037)
杉本 亮 福井県立大学, 公私立大学の部局等, 助教 (00533316)
清水 夏樹 京都大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40442793)
吉岡 崇仁 京都大学, 学内共同利用施設等, 教授 (50202396)
笠井 亮秀 京都大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (80263127)
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| 研究期間 (年度) |
2014-07-18 – 2017-03-31
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| キーワード | 世界農業遺産 / クヌギ林 / ため池群 / 栄養塩 / 生物生産力 / 生物多様性 / 食物網 / 河口 |
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| 研究実績の概要 |
FAO世界農業遺産に認定された国東半島・宇佐地域のクヌギ林を含む森林・ため池群が、河川・沿岸域生物生産においてどのような役割を果たしているかを調べるため、森林率が高くため池の多い桂川と両者が少ない伊呂波川を比較研究した。
研究の背景となる両流域の地形、森林構造、土地利用、人口分布などをGISにより解析し、その特徴を把握した。3ヶ月に1回、27定点で測定した栄養塩類、溶存態窒素・酸素安定同位体比などの分析から、水系における窒素、リンの起源を推定し、桂川では森林土壌、伊呂波川では人間活動の影響が大きいことがわかった。また、陸上植物、底生微細藻類、淡水性浮遊藻類が懸濁態有機物の起源となり、季節や流域によってそれらの割合が変化することが明らかになった。
河口域で採集された魚類の多様度指数は、栄養塩や有機物の濃度が高い河川水が流れ込む桂川河口の方が伊呂波川河口よりも高く、桂川が沿岸域の豊かな生物相を育んでいる可能性を示した。桂川河口で採集した魚類9種の平均炭素安定同位体比は-18.2‰、平均窒素安定同位体比は13.3‰、伊呂波川河口の10種では-16.6‰、12.0‰であり、桂川の方が、炭素安定同位体比が低く窒素安定同位体比が高い傾向が認められた。イシガレイ稚魚、スズキ稚魚などの同一種の比較においても、同様の傾向が見られた。魚類の食物源となりうる底生微細藻、海藻、ヨシ枯死破片、陸上植物枯死破片、淡水性浮遊懸濁物、海洋性浮遊懸濁物、底生無脊椎動物などの炭素，窒素安定同位体比を測定中であり、今後、魚類と食物源を結ぶ食物網構造を明らかにする。
また、流域構造と地域社会・文化との関連性を調べるため、各支流の谷ごとにクヌギ林－ため池・用水路－水田の管理単位を推定し、調査対象地区の絞り込みと、特徴的な景観・環境要素を把握するための調査項目リストを作成した。
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| 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
計画1の栄養物質の起源と循環機構の解明については、フィールドとした両河川で四季にわたり27調査定点で採水と環境測定を行い、DIN、DIP、Si、POC、PON、溶存態窒素・酸素安定同位体比を分析した。また、流域の定量的な利用構造について、GIS及び大分県関係市町村のデータベースを利用して解析し、本研究を遂行するための基礎データがほぼ整備された。なお、今年度実施予定であった溶存鉄濃度分析については、河川水中のPOC量が非常に多く懸濁態化しやすいという特性のあることがわかったことから、分析手法の再検討のため平成27年度に延期した。溶存鉄分析手法に関する問題は解決済みである。計画2の浮泥の供給量については、当初予定していたセディメントトラップの利用よりも、採水濾過による長期的かつ広域的な懸濁物質量測定の方が、高い精度でデータを得ることができると判断し、採水調査に変更して実施した。27定点の四季調査に加えて、両河川の1定点では毎週調査を行っている。計画3の河口・沿岸域の物理化学環境の把握では、両河川の河口域にメモリー式水温塩分計、クロロフィル濁度計を設置し観測中である。また、四季調査時に多項目水質計を用いて、水温、塩分、クロロフィル量、濁度、光量子、溶存酸素を測定した。計画4の河口・沿岸域における生物多様性と生物生産機構の解明については、計画通りの採集調査と分析を行うことができ、すでに多くのデータが得られている。計画5の食料生産機構保全システムにおける地域産業・社会・文化との関連性の解明では、森林組合、農協、土地改良区、漁協に対しての聞き取り調査手法と調査単位を検討した。
以上、調査及び研究はほぼ計画通りに進捗したと評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
計画１の栄養物質の起源と循環機構の解明では、昨年度と同様に四季の調査を継続する。昨年度できなかった溶存鉄の分析を追加する。計画2の浮泥の生産と河口・沿岸域への供給に関しては、採水調査による長期間モニタリングを継続する。特に、栄養塩や懸濁態粒子の量的な変化を、平水時と出水時で比較するために、担当の大学院生が現地に長期的に滞在の予定である。計画３の河口・沿岸域の物理・化学・生物環境の把握のため、両河川にメモリー式水圧計、水温塩分計、クロロフィル濁度計を設置し、長期モニタリングを行うほか、四季調査では多項目水質計による観測を行う。河口の沖合から潮止め堤防までの物理・化学環境の日周変化と潮汐に由来する変化を連続観測し、河口・沿岸域環境の三次元構造の時間変化を調べる。計画４の河川・沿岸域における生物多様性と生物生産機構の解明では、河口域に加えて河川淡水域においても食物網構造を詳しく調べる。また、従来の計画にはなかったが、両河川の生産力の指標としてニホンウナギに着目し、ウナギ石倉を利用した採集法及び電気ショッカーにより河口から上流域までウナギを採集し、密度、成長速度、食性、ハビタット利用について調べる。また、生物多様性の指標として、石倉に生息する全ての動物を採集し、河川間の生物多様性を石倉という同一ハビタットで比較する。計画５の食料生産機構保全システムにおける地域産業及び社会・文化との関連性の解明のため、国東半島・宇佐地域において、森林組合、農協、土地改良区、漁協の担当者、生産者に対して聞き取り調査を行い、食料生産機構維持の実態と変化及び地域社会システムとの関連性を把握する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
現地（国東半島・宇佐地区）で詳細なフィールド調査を行った結果、当初研究計画になかったニホンウナギが、河川の生産力を典型的に代表できる魚種として浮上した。そこで、平成27年度にウナギ研究チームを新たに構成しウナギ調査を行うために、平成26年度の消耗品費などを節約して27年度の研究費として意図的に残した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
ニホンウナギ研究の第一人者である九州大学の望岡典隆准教授に研究協力者として参加頂き、研究対象とする2河川の河口域にウナギを採集するためのウナギ石倉網を設置する。ウナギ採集用石倉網7基を購入するために約140万円が必要となることから補助金でこれを購入し、H26年度から繰り越した助成金を補助金で購入予定の消耗品費等にあてる計画である。
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