河川における新しい数理生態モデルの展開

开发新的河流数学生态模型

基本信息

批准号：
16656148
负责人：
辻本哲郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

河川植物の生態に関する新たな数理モデルを開発するため,植生の繁茂した砂州における水・栄養塩動態に関する現地観測・数値解析を実施した.観測,解析の結果,砂州上の植生の繁茂の有無によって砂州伏流水の動態が大きく異なっていることが明らかになった.また,砂州伏流水の動態を記述する数値解析モデルを構築した.これらの研究の成果より,砂州植生の生息に重要となる水輸送機構を明らかにした.また,砂州上での植生繁茂域の予測に重要となる植生の侵入・定着過程について現地観測より実証的に明らかにした.植生の侵入・定着域は洪水時の冠水域と密接に関連しており,冬季最大出水での冠水域により植生の侵入域が決まり,侵入した植生が年最大出水時に流出しない場合に植生の定着が生じることが示された.河川水中の主な一次生産者である付着藻類の動態について,砂河川を対象として現地観測・数値実験を実施した.現地観測の結果,砂河川においても河床材料の移動が生じない期間には付着藻類の大量繁茂が生じることが確認された.現地観測結果から,砂河床上での藻類繁茂動態を記述する数値計算モデルの開発を行った.モデルでは,河川流の解析から河床材料の移動の有無を判別し,河床材料が移動しない期間については,ロジスティック方程式を用いた藻類の増殖解析を行った.数値解析の結果,解析対象とした河川においては,付着藻類の一次生産量が河川流量の増加とともに低減することが示された.

为了建立新的河流植物生态数学模型，我们对植被茂密的沙洲进行了水和养分动态的现场观测和数值分析。观测和分析的结果发现，取决于沙洲是否存在茂密植被，表明沙洲地下水动态差异很大。此外，建立了描述沙洲地下水动态的数值分析模型。本研究结果揭示了对沙洲植被栖息地具有重要意义的水分输送机制。此外，野外观测还实证证明了植被的入侵和定植过程，这对于预测沙洲植被生长面积具有重要意义。沙洲植被入侵定殖面积与洪水淹没面积密切相关，植被入侵面积由冬季最大洪水时淹没面积和入侵面积决定。植被的建立与洪水期间淹没面积密切相关。结果表明，当水流中没有径流时，就会发生植被定殖。通过对沙河进行实地观测和数值实验，研究了河水中主要初级生产者附着藻类的动态。证实即使在沙质河流中，在河床物质不移动的时期，沙质河床上也会生长大量藻类。从现场观测结果发现，藻类生长在沙质河床上。我们开发了一个数值计算模型来描述动态。该模型通过对河流流量的分析来确定河床物质是否正在移动，并且在河床物质不移动期间，使用逻辑方程进行藻类生长分析。数值分析结果表明，在分析的河流中，附着藻类的初级生产力随着河流流量的增加而减少。