Development of environmental dynamic analysis model for advanced management of environmental load connecting forest-village-river-sea

开发森林-村庄-河海环境负荷高级管理的环境动态分析模型

基本信息

批准号：
21K12321
负责人：
駒井克昭
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kitami Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

森里川海にわたる流域～沿岸生態系の保全は豊かな自然と持続可能な循環型社会の構築に寄与するものと考えられる．近年では，海域への過剰な流入負荷対策は進み，N，Pの環境基準の達成率は改善されたが，海底に蓄積された大量に栄養塩を含む有機泥は貧酸素水塊や栄養塩の溶出の原因となり，海域の生態系や物質循環過程は劣化していることから，きれいで豊かな海を取り戻すには順応的な流域の栄養塩管理も必要である．都市域からの表面流出，過疎化や高齢化による里地・里山の荒廃，農業の大規模化や耕作放棄，気候変動に伴う湿地の植生変化や湖沼の富栄養化等は，面源負荷の質と量に大きく影響を及ぼすと考えられることから，流域の面源負荷対策を評価・予測できる拡張性の高い環境動態解析モデルの構築は喫緊の課題である．本研究では，自然・人為由来の様々な物質の起源を表すマーカー情報（MDF）を開発し，森里川海をつなぎ海洋生態系の栄養物質になりうる物質の由来を追跡する環境動態解析手法を構築する．今年度においては，森林，湿地，畑地，牧草地，等の様々な土地利用が集水域に存在する小流域と流域全体での調査データを取得するとともに，栄養塩類，CDOM，REE，および金属元素の面源負荷量の応答特性から面源負荷発生モデルを定式化した．また，土粒子の界面化学特性の指標化のため，有機元素（CHNS）分析等の測定を行った．これらで構成したエンドメンバーの多次元情報を参考にして統計的に有意なマーカー物質を選定してMDFを構成した．OPDMに栄養塩類とMDFをインスタンス（モデル上の具体的な物質）として組み込んだ．なお，オブジェクト指向設計により取り扱う情報量の増大に対する開発コストを大幅に節約可能した．

人们相信，对跨越森、佐藤、河流和海洋的流域和沿海生态系统的保护将有助于创造丰富的自然环境和可持续的循环型社会。近年来，针对海域过度流入负荷的对策取得了进展，氮和磷的环境标准达标率有所提高，这导致了水体的淋滤和海洋生态系统和物质循环过程的退化，因此具有适应性。流域的营养管理对于恢复清洁和丰富的海洋是必要的。来自城市地区的地表径流、人口减少和老龄化导致的里山和里山的恶化、大规模农业和废弃耕作、气候变化导致的湿地植被变化和湖泊富营养化等。因为这被认为对质量和数量，构建一个高度可扩展的环境动力学分析模型来评估和预测针对流域点源负荷的对策是一个紧迫的问题。在这项研究中，我们开发了代表各种自然和人为物质起源的标记信息（MDF），并开发了连接森林、河流和海洋的环境动力学分析方法，追踪可作为营养物质的物质的起源。海洋生态系统建设。本财年，我们将获取森林、湿地、田地、牧场等多种土地利用的小流域和整个流域的调查数据。根据地表源负荷的响应特性，建立地表源负荷生成模型。此外，还进行了有机元素（CHNS）分析等测量，以索引土壤颗粒的表面化学性质。 MDF是通过参考由此构建的末端成员的多维信息，选择统计上显着的标记物质来构建的。营养盐和 MDF 作为实例（模型上的具体物质）并入 OPDM。此外，随着处理的信息量的增加，面向对象的设计可以显着降低开发成本。