Aquatic ecosystem improvement based on cyanobacterium bloom prediction

基于蓝藻水华预测的水生生态系统改善

基本信息

批准号：
22KF0406
负责人：
菊地淳
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0406/
关键词：
富栄養化ブルーム予測環境要因解析機械学習

项目摘要

プラネタリーバウンダリー（地球環境資源の限界指標）の９項目において、生物多様性の低下と窒素・リン起源による富栄養化が警鐘されているように、中国のような大陸国家では湖沼の富栄養化と生態系破壊が深刻である。本課題では肥料の河川流入や養殖排水、ならびに沿岸の都市化でアオコ被害が20年来続出している太湖に環境モニタリングサイトを設置し、環境情報と定期的にサンプリングした湖水の水分析データとを統合化し、アオコ被害の事前予測法を開発する。さらに生態モニタリング情報から、増殖した植物プランクトンを摂食する動物プランクトン、さらには魚類へと生食連鎖が駆動する鍵因子特定を目指す。当該年度はデータ帰属等に問題が起こらない、温州大学自身で取得したサンプリング水の時系列データ解析を中心に遂行した。アオコを中心とする植物プランクトン増殖を反映するクロロフィルa濃度は、2021-2023年までの採水データを時系列解析すると、特に2022年の秋期に顕著な増大傾向が見られた。このプランクトン増殖と同期するように、炭素、窒素およびリン濃度は2022年度秋期に顕著な増大傾向があり、つまりプランクトン増殖を特徴付ける指標マーカーとなることが想定される。

行星边界（全球环境资源限制指标）中的九项警告称，氮和磷导致生物多样性下降和富营养化，而在中国等大陆国家，湖泊和沼泽的富营养化是严重的森林砍伐和生态系统破坏的警告。在这个项目中，我们在太湖建立了一个环境监测点，由于化肥流入河流、养殖排水和沿海城市化，太湖藻华危害已经连续发生了20年。我们将收集太湖的环境信息和水分析数据。我们将定期采集湖水样本，整合并开发一种提前预测藻华危害的方法。此外，从生态监测信息中，我们的目标是确定驱动生物自噬链的关键因素，该生物自噬链以增殖的浮游植物为食，到浮游动物，然后到鱼类。今年我们主要对温州大学自己获取的水样进行时间序列数据分析，数据归属不会有问题。对2021年至2023年水采样数据的时间序列分析显示，反映以蓝绿藻为中心的浮游植物生长情况的叶绿素-a浓度呈现出明显的上升趋势，特别是在2022年秋季。与浮游生物增殖同步，碳、氮和磷浓度在 2022 年秋季趋于显着增加，因此预计将成为表征浮游生物增殖的指示标记。