バイオエナジェティクス理論による魚が湖沼の富栄養化現象に与える影響の定量化

利用生物能学理论量化鱼类对湖泊富营养化现象的影响

• 批准号: 14750423
• 负责人: MANATUNGE Jagath
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750423/
• 关键词: バイオエナジェティクス; モツゴPseudorasbora parva; 成長効率; オオクチバス; エコロジカルモデリング; エネルギー収支; 採餌行動; スクーリング; 小型魚類; 瀬と淵; 流速

湖沼の富栄養化において、炭素や栄養塩の循環の面から魚の果たす役割は極めて大きい。ところが、この量を定量的に測ることが困難なために、様々な状況下において、魚の行動の中で費やされるエネルギー収支を求めた。まず、湖沼を想定した水槽中にわが国の代表的雑食魚であるモツゴを入れておき、餌の消費、排泄、および成長に伴うエネルギーを求め収支を計算した。次に、捕食魚が存在する中で、行動パターンの変化に伴う餌の消費の変化およびモツゴの成長量の変化よりエネルギー収支を求めた。さらに、エネルギー収支をより明確に捉えるために、今度は、複数の流速の異なる流水場、および、捕食魚が存在する流れのない避難所を設けた流水場で、餌の摂取量の変化、成長パターンに表れる変化から、流れがエネルギー収支の変化に現れる影響を把握した。特に、餌の場所を流れ場に置き、流れ場でのエネルギー消費と餌の摂取のトレードオフの関係を把握した。これらの実験結果より以下のような新しい所見を得た。1.捕食魚が存在する中では、被捕食魚の行動が制限されるために、遊泳によるエネルギー消費が減少、成長は増大する。2.流れが存在する場合、流速が大きいほど成長は妨げられる。しかし、避難所がある場合には、成長を最大にするように、餌の摂取の可能な流れ場に留まる時間を決定する。3.流れ場の流速が速くなると魚の形状は細長くなり水流の抵抗の増加を抑える。しかし、避難所に長時間滞在が可能な場合には、こうした傾向が現れない。4.流速場での採餌行動はエネルギー損失を抑えるために群れを作って行われるが、流速が大きくなると群れの中の魚の数が減少する。5.捕食魚がいる場合には、一般に群れの中の魚の数は増大する。以上のような結果を基に、魚の成長に関する数学モデリング、同時に行った植物等湖沼の他の要素の生態実験およびそれに基づくモデルとの連結を引き続き行っている。

The lakes and marshes are rich in 栄 nutrients にお て て て, carbon や栄 nutrients, salt, <s:1> circulation, <s:1> surface, ら, and the fish and fruits たす are extremely large <e:1>. と こ ろ が, こ を quantitative に の quantity measuring る こ と が difficult な た め に, others 々 な condition に お い て, fish の action in の で fee や さ れ る エ ネ ル ギ ー 収 を team for め た. ま ず, limnetic を し scenarios in the flume た に わ の が countries represent 雑 fish で あ る モ ツ ゴ を into れ て お き, bait の consumption, excretion, お よ び growth に with う エ ネ ル ギ ー を o め 収 branch を computing し た. Time に exist, prey fish が す る で, action in パ タ ー ン の variations change に with う の bait consumption の variations change お よ び モ ツ ゴ の growth quantity の variations change よ り エ ネ ル ギ ー め を 収 branch o た. さ ら に, エ ネ ル ギ ー 収 branch を よ り clear に catch え る た め に の vision, this degree は, plural の velocity な る flow field, お よ び exist, prey fish が す る flow れ の な い shelters set を け た で flow field, the bait の, take quantity の variations, the growth パ タ ー ン に table れ る variations change か ら, flow れ が エ ネ ル ギ ー 収 の team - the に now れ る influences を master し た. に, bait の places れ に buy き れ を flow field, flow field で の エ ネ ル ギ ー consumption と の bait, take の ト レ ー ド オ フ の masato is を grasp し た. <s:1> れら <s:1> experimental results よ よ よ the following ような ような new れら れら findings を obtain た. In 1. Prey fish が exist す る で は limitations, prey fish の action が さ れ る た め に, swimming に よ る エ ネ ル ギ ー が reduce consumption, growth は raised large す る. 2. Flow れが exists in する situations where the flow velocity is が large and <s:1> ほ ほ <s:1> is long, which hinders げられる. し か し, shelter が あ る occasions に は, grow を biggest に す る よ う に, の bait, may take の な れ field に leave ま る time を decided す る. 3. Flow れ field <e:1> velocity が velocity くなると fish <s:1> shape <s:1> slender くな water flow control <s:1> resistance <e:1> increase を suppression える. <s:1> に <s:1>, refuge に prolonged stay が possible な situation に れな, た う た た tendency が present れな が. 4. The velocity field で の mining action bait は エ ネ ル ギ ー loss を え suppression る た め に group れ を as っ て line わ れ る が, large flow rate が き く な る と group れ の す の fish の several が decrease in る. 5. In cases where fish are preying on が る る, the number of fish in に に and in general に groups れ increases <e:1>. Results above の よ う な を に, fish grow の に masato す る mathematical モ デ リ ン グ line, at the same time に っ た plants limnetic の he の の ecological factors of be 験 お よ び そ れ に base づ く モ デ ル と の link を lead き 続 き line っ て い る.

项目成果

M.Sultana, T.Asaeda, Jagath Manatunge, A Ablimit: "Colonization and growth of epiphytic algal communities on Potamogeton perfoliatus L. under two light conditions"New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research. (In press). (2003)

M.Sultana、T.Asaeda、Jagath Manatunge、A Ablimit：“两种光照条件下 Potamogeton perfoliatus L. 上附生藻类群落的定殖和生长”新西兰海洋和淡水研究杂志。

M.Sultana, T.Asaeda, Jagath Manatunge, Takeshi Fujino: "The effect of epiphytic algae on the growth and production of Potamogeton perfoliatus L. in two light conditions"Environmental and Experimental Botany. (In press). (2003)

M.Sultana、T.Asaeda、Jagath Manatunge、Takeshi Fujino：“两种光照条件下附生藻类对 Potamogeton perfoliatus L. 生长和生产的影响”环境与实验植物学。

T.Asaeda, Nguyen Hung Thanh, Jagath Manatunge: "The effects of flowing water and organic matter on the spatial distribution of submerged macrophytes"Journal of Freshwater Ecology. (In press). (2003)

T.Asaeda、Nguyen Hung Thanh、Jagath Manatunge：“流水和有机物对沉水植物空间分布的影响”淡水生态学杂志。

Asaeda, T., Manatunge, J., Priyadarshana, T., Park, B.K.: "Problems, Restoration and Conservation of Lakes and Rivers"Theme 1.6 Natural Resources Systems Challenge, Encyclopedia of Life Support Systems. (2002)

Asaeda, T.、Manatunge, J.、Priyadarshana, T.、Park, B.K.：“湖泊和河流的问题、恢复和保护”主题 1.6 自然资源系统挑战，生命支持系统百科全书。

Tilak Priyadarshana, Asaeda, T., Manatunge, J., Fujino, T., Gamage, N.P.D.: "Dynamics, Threats, Responses and Recovery of Riverine-Riparian Flora"Theme 1.6 Natural Resources Systems Challenge, Encyclopedia of Life Support Systems. (2002)

Tilak Priyadarshana、Asaeda, T.、Manatunge, J.、Fujino, T.、Gamage, N.P.D.：“河流-河岸植物群的动态、威胁、响应和恢复”主题 1.6 自然资源系统挑战，生命支持系统百科全书。