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河川のダイナミズムを考慮した水系一貫物質循環・生態系統合モデルの開発

考虑河流动力学的综合水系统物质循环/生态系统模型的开发

基本信息

批准号：
15J10717
负责人：
溝口裕太
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，前年度までに開発を進めた物質循環・生態系統合モデルの検証を進めるために，(1)対象河川における検証データの収集と，(2)観測された現象の数値解析モデルによる再現を試みた．まず，検証データの収集については，水系スケールでの物理・生物・化学的プロセスに基づき，数値解析モデルを検証するために河川生態系代謝の観測を実施した．これは，有機物の生産と消費から，水圏生態系の特徴を明らかにするものであり，本研究では，初夏から初冬にかけて据置型の機器を現地に設置し，継続的な観測を行った．観測結果より，総生産速度，生態系呼吸速度および純生態系生産速度から，河川景観に依存した代謝構造の特徴を抽出し，対象水系での流程特性を明らかにした．なお，セグメント1(礫床区間)にある一部の観測地点を除き，従属栄養となる当該水系の特徴を捉えた．次に，観測に基づき抽出された，生態系代謝の時空間特性を検討材料として，数値解析モデルが有する再現性や応答性の把握を進めた．対象水系を模した諸条件を設定し，数値解析を実行した結果，観測された代謝構造の流程変化を記述し，また，純生態系生産速度をオーダーレベルで再現した．これに加えて，出水攪乱効果の検討では，物理的攪乱に伴う純生態系生産速度の著しい低下と，その後の回復過程を数値解析により表現した．また，現地観測では礫床と比して，砂床区間での出水攪乱に対する生態系代謝の高い応答性が認められており，本数値解析モデルを用いて，この特徴を記述した．

This year, compared with the previous year, the development of material circulation and ecosystem integration has been carried out,(1) the collection of evidence for river integration, and (2) the numerical analysis of the phenomenon. In addition, the physical, biological and chemical aspects of water systems, including the basic principles, numerical analysis and evaluation of river ecosystems, are also discussed. In this study, the production and consumption of organic matter, the characteristics of aquatic ecosystems, and the in-situ setting of data-based machines in early summer and early winter were investigated. The results show that the production rate, ecosystem respiration rate and pure ecosystem production rate are different, the characteristics of river landscape dependent metabolic structure are extracted, and the process characteristics of image water system are clearly identified. 1(gravel bed interval). Secondly, the basic parameters of the system were extracted, the temporal and spatial characteristics of the ecosystem metabolism were studied, and the reproducibility and responsiveness of the ecosystem metabolism were improved by numerical analysis. For example, the water system model conditions are set, and the numerical analysis results are described. In addition, the water disturbance effect is discussed, and the physical disturbance is accompanied by the decrease of the production rate of pure ecosystem, and the numerical analysis of the recovery process is performed. The high response of ecosystem metabolism to water disturbance in the sand bed interval is recognized. The numerical value analysis is used to describe the characteristics of the ecosystem.