底質変動と魚類の餌資源分布に基づく環境配慮工の価値評価と適応型管理への応用

基于沉积物变化和鱼类食物资源分布的环境友好型建筑价值评价及其在适应性管理中的应用

基本信息

批准号：
20H03095
负责人：
前田滋哉
金额：
$ 11.65万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

農業用排水路は営農活動の基盤施設であると同時に魚類の繁殖，成長，移動経路であるため，生態系に配慮した整備がなされてきた．整備後に土砂の堆積や藻類繁茂等により，魚類の生息環境は変化するが，そのメカニズムが十分に知られていないため，より良い事業の設計が困難である．本研究の目的は農業用排水路の生態環境の核といえる「底質変動」を適切にモデル化することで，物理特性の時空間変化を踏まえた魚巣・魚溜の生態価値を評価することである．今年度は以下の5つの研究を実施した．（１）魚巣と魚溜が設置されている茨城県の幹線農業用排水路とその接続河川である高橋川を主な対象とし，環境DNA定量解析による魚類のDNAコピー数の時空間分布を推定した．4地点で5回の環境DNA調査により，コイ，ボラ等の遊泳魚の出現場所と時期が地点により異なることが明らかになった．（２）同排水路の魚巣での流れと路床変動の2次元数値計算に基づき，魚巣での泥上げ効果減少率を定量化し，泥上げ量を考慮した適切な泥上げ対象魚巣の選定手法を提案する論文を発表した．（３）同排水路の魚巣への堆砂だけでなく，剥離付着藻類の魚巣内土砂上への堆積過程を数値計算で再現するため，3次元流れモデルと流木移動モデルを用い，魚巣への剥離付着藻類供給実験，魚巣外への剥離付着藻類の排出実験を行った．これにより，魚巣内に剥離付着藻類が留まる条件を分析した．（４）魚類の餌資源となる底生動物を調べるため，同排水路にコドラートを2箇所設定し，3回個体数，出現した科と多様性指数を求めた．並行して，排水路の水位，流量，水温，日射量の10分間隔自動観測を継続し，水理環境要因の考察に用いた．（５）同排水路とその下流の高橋川の一体的な水理解析に基づく魚類生息場評価のため，高橋川の2箇所でADCPによる流速，水深観測と2次元流れ計算に着手した．

农业排水渠不仅是农业活动的基础设施，也是鱼类繁殖、生长和运动的通道，因此在开发时考虑了生态系统。施工后，鱼类的栖息地会因沉积物堆积和藻类生长而发生变化，但这种变化背后的机制尚不完全清楚，因此很难设计更好的项目。本研究的目的是通过对“底层沉积物变化”进行适当建模，基于物理性质的时空变化来评估鱼巢和鱼塘的生态价值，“底层沉积物变化”可以说是农业排水渠生态环境的核心。这是真的。今年，我们进行了以下五项研究。（1）主要针对鱼巢、鱼塘所在的茨城县主要农业排水渠及相连河流高桥川，通过定量环境DNA调查鱼类DNA拷贝数的时空分布我估计了一下。在四个地点进行的五次环境DNA调查显示，鲤鱼和鲻鱼等游泳鱼类出现的地点和时间因地点而异。（2）通过对同一排水渠鱼窝处水流和路基变化进行二维数值计算，量化鱼窝处提泥效果下降率，确定合适的提泥目标鱼窝，考虑到扬泥量，发表论文提出了一种选择方法。 (3) 为了数值再现同一排水渠中鱼巢沉积物的沉积过程，以及离体和附着藻类在鱼巢沉积物上的沉积过程，我们使用了三维流动模型和我们进行了向鱼巢供给分离藻类和附着藻类的实验，以及将分离藻类和附着藻类排放到鱼巢外部的实验。使用这种方法，我们分析了分离和粘附藻类留在鱼巢内的条件。 (4)为了调查作为鱼类食物资源的底栖动物，在同一排水渠的两个地点设置样方，并测定3次个体数、出现的科数和多样性指数。同时，每隔10分钟继续自动观测排水渠的水位、流量、水温和太阳辐射，并用于考虑水力环境因素。 (5) 为了根据排水渠和高桥河下游的综合水力分析来评估鱼类栖息地，我们开始在高桥河的两个地点使用 ADCP 进行流速和水深测量以及二维流量计算。