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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656148/
• 关键词: 河川生態; 数理モデル; 一次生産; 栄養塩; 伏流水; 砂州; 瀬淵構造; 植生; 付着藻類; 底生生物; アーマー化; 物理環境; 河床固結化; 河川生態; 数理モデル; 一次生産; 栄養塩; 伏流水; 砂州; 瀬淵構造; 植生; 付着藻類; 底生生物; アーマー化; 物理環境; 河床固結化

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.

为了开发一种用于河流植物生态学的新数学模型，对植被的沙洲的水和养分动力学的现场观察和数值分析。观察结果和分析表明，沙洲淹没的水的动力学大不相同，这取决于沙洲上的植被是否在生长。我们还构建了一个描述沙洲淹没水的动力学的数值分析模型。从这些研究的结果来看，我们揭示了对沙洲植被栖息地很重要的水传输机制。我们还经验揭示了植被的入侵和定居过程，这对于预测沙洲的植被生长区域很重要。植被的入侵和定居区与洪水期间的洪水区密切相关，入侵区是由冬季最大排出的淹没面积确定的，入侵植被是最大的年产量。结果表明，如果植被在水中不流出，就会发生。现场观察结果和数值实验在桑迪河上进行了有关藻类的主要生产国的藻类动力学的动力学。现场观察结果证实，在没有发生床材料运动的时期，桑迪河中发生了大量附着的藻类生长。现场观察，开发了一个数值计算模型，以描述沙质河床上藻类生长的动力学。在模型中，我们确定了是否从对河流的分析中转移了床材料，并且在床材料没有移动的一段时间内，使用逻辑方程进行了藻类生长分析。数值分析表明，随着河流流量的增加，经过分析的河流中附着的藻类产生的主要产生。