ＭＥＣ・ＥＣＯＰＡＴＨ結合モデルによる有害物質の海洋生態系への影響評価

使用 MEC/ECOPATH 组合模型评估有害物质对海洋生态系统的影响

基本信息

批准号：
12F02384
负责人：
北澤大輔
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2～3ヶ月に約1回の頻度で、水質や底質の現地観測を行い、数値シミュレーションの検証データとして使用できる水温、塩分、溶存酸素濃度、栄養塩濃度、重金属等のデータを得た。また、釜石湾では、貝類、藻類などの様々な養殖、およびアワビ漁などが行われているので、養殖生産状況等のデータを取得し、ECOPATHモデルへの入力データとして利用した。次に、流れ場・生態系結合数値モデルであるMEC（Marine Environmental Committee）モデルを用いて数値シミュレーションを実施した。釜石湾内の流れ場については、基本的には潮汐流に依存するものの、吹送流の影響によって、循環流が形成されることが示された。循環流の形成の様子は、各季節の風向、風速条件に依存する。防潮堤が一部破壊されたことによる影響については、防潮堤近傍で流れの違いがやや見られたものの、湾全体としては大きな違いは見られなかった。水温、塩分、栄養塩濃度等のパラメータについては、釜石湾内の基本的な季節変動が再現された。東日本大震災の前後では、防潮堤の形状が変化したが、水温、塩分、栄養塩濃度などを比較してみると、大きな違いは見られなかった。さらに、ECOPATHモデルに含まれている数式やパラメータを使用して、流れ場・生態系結合数値モデルとの結合を試みた。高次生態系を構成する生物としては、釜石湾では貝類や海藻類の養殖が盛んに行われていることから、まずは養殖対象種を構成する生物とした。高次栄養段階の生物の成長、生長、排泄、死亡などのパラメータを検討するとともに、低次栄養段階の生物との相互作用を取り込むため、流れ場－生態系結合数値モデルに、ECOPATHモデルで使用されている数式やパラメータを含めた。これによって、有害物質の濃縮や、防潮堤の設置による養殖業への影響を予測できるようになったが、今後、本格的な検証が必要である。

大约每两至三个月进行一次水质和底质现场观测，获得水温、盐度、溶解氧浓度、营养盐浓度、重金属等数据，可作为数值模拟的验证数据，得到。此外，釜石湾还进行贝类、藻类等各种水产养殖以及鲍鱼捕捞，因此获得了水产养殖生产状况等数据，并将其用作ECOPATH模型的输入数据。接下来，我们使用MEC（海洋环境委员会）模型进行数值模拟，MEC模型是结合流场和生态系统的数值模型。虽然釜石湾的流场基本上取决于潮汐流，但研究表明，由于吹流的影响，形成了环流。环流的形成取决于每个季节的风向和风速条件。至于海堤部分破坏的影响，虽然海堤附近的水流略有差异，但整个海湾没有观察到大的差异。再现了釜石湾内水温、盐度和营养物浓度等参数的基本季节波动。虽然东日本大地震前后海堤的形状发生了变化，但水温、盐度、营养盐浓度等的比较并没有发现任何重大差异。此外，利用ECOPATH模型中包含的公式和参数，我们尝试将其与流场和生态系统相结合的数值模型相结合。由于构成高级生态系统的生物体，贝类和海藻在釜石湾积极养殖，因此我们从构成水产养殖目标物种的生物体开始。在 ECOPATH 模型中用作流场生态系统耦合数值模型，用于研究较高营养级生物体的生长、生长、排泄和死亡率等参数，以及纳入与较低营养级生物体的相互作用，包括公式和参数。。这使得可以预测有害物质的浓度以及海堤安装对水产养殖业的影响，但未来需要进行全面验证。

项目成果

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专利数量（0）

Numerical modeling on the pollution threats on water quality and ecosystem of Kamaishi Bay (Japan) by coupling MEC and ECOPATH model

通过耦合 MEC 和 ECOPATH 模型对日本釜石湾水质和生态系统的污染威胁进行数值模拟

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hefeng CHENG,Kojiro FUKU,Yasutaka KUWAHARA,Takashi KAMEGAWA,Kohsuke MORI;Hiromi Yamashita;Md. Nazrul Islam
通讯作者：
Md. Nazrul Islam

Numerical modeling of marine pollution in Kamaishi Bay (Japan) following the 2011 Earthquake and Tsunami

2011 年地震和海啸后釜石湾（日本）海洋污染的数值模拟