河川における新しい数理生態モデルの展開

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.

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.