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:2020/11/26 19:23:21

中山 忠暢

NAKAYAMA Tadanobu

中山 忠暢
氏名
中山 忠暢(なかやま ただのぶ)
所属/職名
地球環境研究センター(物質循環モデリング・解析研究室)/主任研究員
研究課題
陸域統合型モデルを用いた流域生態系評価
学位の種類
博士(工学)
専門とする学問分野
土木工学,物理学
専門とする環境分野
生態水文学,環境水理学,生物地球化学
自分の強みのキーワード
生態系モデル,乱流モデル,生態系評価,水資源管理,界面現象,炭素循環モデル
関心のある研究、実施してみたい研究
該当研究は数多くあるが、全球レベルと地域レベル間での水循環の相互作用に大きく依存した生態系機能のフィードバック機構と脆弱性の評価、及び、多様なストレス要因が遺伝子レベルから地域レベルまでのマルチスケールでの生態系に及ぼす影響評価、を実施してみたいと思っている。
研究概要
 アジア地域では様々な人間活動に伴って環境資源が急激に枯渇・劣化・悪化してきており、生態系機能を定量的に評価・予測し持続的発展のための科学的根拠に基づいた政策提言を行うことは非常に重要である。このため、大気・森林・農地・都市・河川・湖沼・地下水・海域等の生態系から構成される環境資源データベースとのインターフェイスを持つ統合型水・物質・エネルギー循環モデルの開発・適用は非常に強力なツールとなりうる。私はこれまでに、東アジア地域の小規模から大規模スケールまでの様々な流域を対象として、地上観測・GISデータ・衛星データ・分布型プロセスモデル(NICE: National Integrated Catchment-based Eco-hydrology model)の統合による水・熱・物質循環の変化に伴う生態系機能の変化を評価・予測する手法の開発を行ってきた。
 今後の研究として、植生増殖モデル・都市生産モデルの開発、及び、陸域モデル・大気モデル・海洋モデルの結合によるスケールアップ・スケールダウン相互からの流域生態系の水・熱・物質循環プロセスの解明(乱流モデルとの結合を含む)を予定している。特に、対象とするアジア地域では、都市域が流域の水・熱・物質循環に及ぼす影響は年々大きくなっているため環境と共存・調和した経済発展を目指す必要があり、技術・政策インベントリ及びシナリオと結合したモデルシミュレーションによる評価・予測を行う予定である。
 なお、NICEモデルの初期開発段階の詳細については下記をご参照頂きたい。

CGER'S SUPERCOMPUTER MONOGRAGH REPORT Vol.11 (Part I)
-NICEの基礎方程式について(釧路川流域・華北平原)-
  http://www.cger.nies.go.jp/publications/report/i063/I063
 Part Iでは表面流−地下水間での相互作用を含むオリジナルNICE、及び農業生産モデルとの結合NICE-AGRについてまとめている。
Nakayama, T., Watanabe, M. 2004. Simulation of drying phenomena associated with vegetation change caused by invasion of alder (Alnus japonica) in Kushiro Mire. Water Resour. Res. 40(8), W08402.
Nakayama, T., Watanabe, M. 2006. Simulation of spring snowmelt runoff by considering micro-topography and phase changes in soil layer. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss. 3, 2101-2144.
Nakayama, T., et al. 2006. Simulation of groundwater dynamics in North China Plain by coupled hydrology and agricultural models. Hydrolol. Process. 20(16), 3441-3466.
国立環境研究所ニュース23巻3号
-流域生態系のモデル化によるシミュレーション〜釧路湿原生態系の回復可能性評価〜-
  http://www.nies.go.jp/kanko/news/23/23-3/23-3-03.html
 下記の書籍も参考になる。
Nakayama, T. 2009. Simulation of Ecosystem Degradation and its Application for Effective Policy-Making in Regional Scale. In River Pollution Research Progress, Mattia N. Gallo and Marco H. Ferrari (eds), Nova Science Publishers, Inc., pp.1-89 (Chapter 1).

CGER'S SUPERCOMPUTER MONOGRAGH REPORT Vol.14 (Part II)
-自然共生・都市再生に向けたNICEのシミュレーション(霞ヶ浦・関東平野・釧路湿原)-
  http://www.cger.nies.go.jp/publications/report/i083/i083
 Part IIでは湖沼モデルとの結合NICE-LAKE、物質輸送モデルとの結合NICE-MASS、植生遷移モデルとの結合NICE-VEGについてまとめている。
Nakayama, T., et al. 2007. Effect of underground urban structures on eutrophic coastal environment. Sci. Total Environ. 373(1), 270-288.
Nakayama, T. 2008a. Factors controlling vegetation succession in Kushiro Mire. Ecol. Model. 215, 225-236.
Nakayama, T. 2008b. Shrinkage of shrub forest and recovery of mire ecosystem by river restoration in northern Japan. Forest Ecol. Manag. 256, 1927-1938.
Nakayama, T., Watanabe, M. 2008a. Missing role of groundwater in water and nutrient cycles in the shallow eutrophic Lake Kasumigaura, Japan. Hydrol. Process. 22, 1150-1172.
Nakayama, T. 2010. Simulation of hydrologic and geomorphic changes affecting a shrinking mire. River Res. Applic. 26(3), 305-321.
Nakayama, T. 2012a. Feedback and regime shift of mire ecosystem in northern Japan. Hydrol. Process. 26(16), 2455-2469.
Nakayama, T. 2013. For improvement in understanding eco-hydrological processes in mire. Ecohydrol. Hydrobiol. 13, 62-72.
 下記の書籍も参考になる。
Nakayama, T. 2014. Hydrology–ecology interactions. In Handbook of Engineering Hydrology - Vol. 1: Fundamentals and Applications, Saeid Eslamian (ed), Taylor and Francis, pp.329-344 (Chapter 16).

CGER'S SUPERCOMPUTER MONOGRAGH REPORT Vol.18 (Part III)
-アジアの都市域へのNICEの適用事例(華北平原及び黄河下流域・大連市・首都圏)-
  http://www.cger.nies.go.jp/publications/report/i103/ja/
 Part IIIでは都市キャノピー及び局所大気モデルとの結合NICE-URBANについてまとめている。
Nakayama, T., Fujita, T. 2010. Cooling effect of water-holding pavements made of new materials on water and heat budgets in urban areas. Landscape Urban Plan. 96, 57-67.
Nakayama, T., et al. 2010. Simulation of water resource and its relation to urban activity in Dalian City, Northern China. Global Planet. Change 73, 172-185.
Nakayama, T. 2011a. Simulation of complicated and diverse water system accompanied by human intervention in the North China Plain. Hydrol. Process. 25, 2679-2693.
Nakayama, T., Hashimoto, S. 2011. Analysis of the ability of water resources to reduce the urban heat island in the Tokyo megalopolis. Environ. Pollut. 159, 2164-2173.
Nakayama, T. 2012b. Visualization of missing role of hydrothermal interactions in Japanese megalopolis for win-win solution. Water Sci. Technol. 66(2), 409-414.
Nakayama, T., et al. 2012. Multi-scaled analysis of hydrothermal dynamics in Japanese megalopolis by using integrated approach. Hydrol. Process. 26(16), 2431-2444.
Nakayama, T. 2011. Chemical Engineering of Japan, 75, 789-791 (in Japanese).
Nakayama, T. 2011. Chemical Information and Computer Sciences, 29(4), 63-65 (in Japanese).

CGER'S SUPERCOMPUTER MONOGRAGH REPORT Vol.20 (Part IV)
-中国の長江・黄河流域を含む大陸スケールへ適用事例-
  http://www.cger.nies.go.jp/publications/report/i114/ja/
 Part IVではNICEの長江・黄河流域への展開、及び三峡ダム及び南水北調プロジェクトに伴う生態系変化予測についてまとめている。
Nakayama, T., Watanabe, M. 2008b. Role of flood storage ability of lakes in the Changjiang River catchment. Global Planet. Change 63, 9-22.
Nakayama, T. 2011b. Simulation of the effect of irrigation on the hydrologic cycle in the highly cultivated Yellow River Basin. Agr. Forest Meteorol. 151, 314-327.
Nakayama, T. 2012c. Impact of anthropogenic activity on eco-hydrological process in continental scales. Proc. Environ. Sci. 13, 87-94.
Nakayama, T., Shankman, D. 2013a. Impact of the Three-Gorges Dam and water transfer project on Changjiang floods. Global Planet. Change 100, 38-50.
Nakayama, T., Shankman, D. 2013b. Evaluation of uneven water resource and relation between anthropogenic water withdrawal and ecosystem degradation in Changjiang and Yellow River basins. Hydrol. Process. 27(23), 3350-3362.
地球環境研究センターニュース24巻9号
-長江・黄河流域における水資源の不均衡及び灌漑と生態系劣化の関連性の評価-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201312/277007.html
 下記の書籍も参考になる。
Nakayama, T. 2015. Integrated assessment system using process-based eco-hydrology model for adaptation strategy and effective water resources management. In Remote Sensing of the Terrestrial Water Cycle (Geophysical Monograph Series 206), Venkat Lakshmi (ed), pp.521-535 (Chapter 33), doi:10.1002/9781118872086.ch33, AGU.

CGER'S SUPERCOMPUTER MONOGRAGH REPORT Vol.26 (Part V)
-NICEと炭素循環モデルの結合による全球炭素循環の高度化-
  http://www.cger.nies.go.jp/publications/report/i148/ja/
 近年、NICEと既存の複数の物質循環モデルを有機的に結合することで陸域−水域間での炭素動態及び栄養塩との相互作用を内包する新たなモデルNICE-BGCを世界に先駆けて開発している。NICE-BGCを用いることによって、既存研究ではほとんど考慮されてこなかった水域を通した炭素循環の新たな解明、及び既存の炭素収支モデルや研究結果との比較を通した全球炭素循環の高度化を行っている。今後、NICEとNICE-BGCを統合的に用いることによって、人為活動や気候変動に伴う陸域−水域間の連続性を考慮した流域生態系の再評価を行う予定である。
Nakayama, T. 2016. New perspective for eco-hydrology model to constrain missing role of inland waters on boundless biogeochemical cycle in terrestrial-aquatic continuum. Ecohydrol. Hydrobiol. 16, 138-148.
Nakayama, T. 2017a. Development of an advanced eco-hydrologic and biogeochemical coupling model aimed at clarifying the missing role of inland water in the global biogeochemical cycle. J. Geophys. Res. Biogeosci. 122, 966-988.
Nakayama, T. 2017b. Scaled-dependence and seasonal variations of carbon cycle through development of an advanced eco-hydrologic and biogeochemical coupling model. Ecol. Model. 356, 151-161.
Nakayama, T. 2017c. Biogeochemical contrast between different latitudes and the effect of human activity on spatio-temporal carbon cycle change in Asian river systems. Biogeosciences Discuss., doi:10.5194/bg-2017-447.
Nakayama, T., Maksyutov, S. 2018. Application of process-based eco-hydrological model to broader northern Eurasia wetlands through coordinate transformation. Ecohydrol. Hydrobiol. 18, 269-277.
Nakayama, T., Pelletier, G.J. 2018. Impact of global major reservoirs on carbon cycle changes by using an advanced eco-hydrologic and biogeochemical coupling model. Ecol. Model. 387, 172-186.
Nakayama, T. 2018. Journal of Groundwater Hydrology, 60(2), 143-156 (in Japanese).
Nakayama, T. 2020. Inter-annual simulation of global carbon cycle variations in a terrestrial-aquatic continuum. Hydrol. Process. 34, 662-678.
地球環境研究センターニュース28巻5号
-新たな統合型水文生態系−生物地球化学結合モデルの開発:その1〜陸水が全球炭素循環に及ぼす影響の再評価〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201708/320010.html
地球環境研究センターニュース28巻5号
-新たな統合型水文生態系−生物地球化学結合モデルの開発:その2〜陸水を通した炭素循環のスケール依存性及び季節変化の評価〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201708/320011.html
地球環境研究センターニュース29巻10号
-新たな統合型水文生態系−生物地球化学結合モデルの開発:その3〜ダムが陸水を通した全球炭素循環の変化に及ぼす影響の評価〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201901/337009.html
地球環境研究センターニュース31巻1号
-新たな統合型水文生態系−生物地球化学結合モデルの開発:その4〜陸域−陸水間の連続性を考慮した炭素循環の経年変化の評価〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/202004/352008.html
 下記の書籍も参考になる。
Nakayama, T. 2020. Recent progress of an advanced eco-hydrologic and biogeochemical coupling model to quantify biogeochemical cycle in inland water. In Handbook of Water Harvesting and Conservation, Saeid Eslamian (ed), John Wiley & Sons, Inc.

地球環境研究センターニュース22巻8号
-これからの生態系モデルには何が必要なのか?-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201111/252005.html
地球環境研究センターニュース23巻1号
-水循環解明のためのリモートセンシングの有効活用に向けて-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201204/257002.html
地球環境研究センターニュース25巻8号
-水資源の観点からの湿原の役割について〜ドナウ・デルタの事例〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201411/288004.html
地球環境研究センターニュース27巻5号
-生態系モデルの新たな進展について〜この5年間を振り返って〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/201608/308001.html
地球環境研究センターニュース30巻12号
-シミュレーションによって見えてくる水の流れ〜生態系モデルのグローバルな適用に向けて〜-
  http://www.cger.nies.go.jp/cgernews/202003/351005.html
略歴
平成 7年(1995)3月 京都大学工学部土木工学科 卒業
平成 9年(1997)3月 京都大学大学院工学研究科環境地球工学専攻修士課程 修了
平成12年(2000)3月 京都大学大学院工学研究科環境地球工学専攻博士後期課程 修了(博士論文)「Turbulence and Coherent Structures across Air-Water Interface and Relationship with Gas Transfer」
http://jairo.nii.ac.jp/0019/00122889/
平成12年(2000)4月 国立環境研究所水土壌圏環境部研究員
平成13年(2001)4月 流域圏環境管理研究プロジェクト研究員
平成16年(2004)4月 流域圏環境管理研究プロジェクト主任研究員
平成18年(2006)4月 アジア自然共生研究グループ主任研究員
平成21年(2009)4月 英国 Centre for Ecology &H ydrology, Visiting Scientist併任(〜2010年3月まで)
平成23年(2011)4月 地球環境研究センター主任研究員

生態学と水文学間での相互作用の理解・学際的な現象解明を目指す2つの英文雑誌「Ecohydrology」(Wiley-Blackwell出版社)及び「Ecohydrology & Hydrobiology」(Elsevier出版社)の編集委員を務めている。
Editorial Board in journal "Ecohydrology", Wiley-Blackwell,
http://www.interscience.wiley.com/journal/eco
Editorial Board in journal "Ecohydrology & Hydrobiology", Elsevier,
http://ees.elsevier.com/ecohyd
URL
https://orcid.org/0000-0002-8233-034X
https://publons.com/a/1198432/
https://researchmap.jp/read0079618
所属学会
土木学会,水文・水資源学会,環境情報科学会,American Geophysical Union (米国地球物理学連合),American Society of Limnology and Oceanography
個別研究課題
研究成果(誌上)
  • all
  • 査読付き 原著論文
  • 総説・解説
  • 書籍
  • その他
  • 発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Development of process-based NICE model and simulation of ecosystem dynamics in the catchment of East Asia (Part V) (2019)
  • Impact of over-exploitation of water resources on eco-hydrological change in China (Chap.22)
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Handbook of Drought and Water Scarcity, 409-421  (2017)
  • Integrated assessment system using process-based eco-hydrology model for adaptation strategy and effective water resources management
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Remote Sensing of the Terrestrial Water Cycle, 521-535 (2015)
  • -
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Development of process-based NICE model and simulation of ecosystem dynamics in the catchment of East Asia (Part IV) (2014)
  • Hydrology-ecology interactions
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Handbook of Engineering Hydrology - Vol. 1: Fundamentals and Applications, 329-344 (2014)
  • Prediction of effect of huge structures on eco-hydrological changes in Changjiang Basin
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢), Shankman D.
    掲載誌 : Floods: From Risk to Opportunity, 127-134 (2013)
  • Effect of evapotranspiration on hydrothermal changes in regional scale
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Evapotranspiration - An Overview, 127-142 (2013)
  • Impact of irrigation on hydrologic change in highly cultivated basin
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Evapotranspiration - Remote Sensing and Modeling, 125-146 (2012)
  • -
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Development of process-based NICE model and simulation of ecosystem dynamics in the catchment of East Asia (Part III) (2012)
  • Multi-level evaluation of hydrologic cycle in the catchment including shallow eutrophic lake
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Advances in Environmental Research, 1-37 (2011)
  • Relation between river management and economic growth in urban regions
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢), Sun Y.(孫穎), Geng Y.
    掲載誌 : River Ecosystems: Dynamics, Management and Conservation, 301-312 (2011)
  • Impact of water degradation on ecosystem change and adaptation strategy for sustainable development
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Water and Society, 139-150 (2011)
  • Evaluation of flood storage ability of dongting and poyang lakes in yangtze river by using process-based model
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : River Deltas: Types, Structures and Ecology, 69-94  (2010)
  • Chapter 1: Simulation of ecosystem degradation and its application for effective Policy-Making in regional scale
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : River Pollut.Res.Prog., 1-89 (2009)
  • Evaluation of intertwined relations between water stress and crop productivity in grain-cropping plain area by using process-based model
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢)
    掲載誌 : Agricultural runoff, coastal engineering and flooding, 107-136 (2009)
  • Surface-groundwater interaction and its effect on carbon cycle in terrestrial-aquatic continuum
    発表者 : Nakayama T.(中山忠暢), Maksyutov S.(Shamil Maksyutov)
    掲載誌 : Proc. of 2nd International Conference on Water Resources and Wetlands, 44-50  (2014)
研究成果(口頭)
  • all
  • 研究発表
  • 研究講演
所の刊行物
委員会活動
  • 2011年度 : 土木学会 水工学委員会環境水理部会委員 ((公社)土木学会)
  • 2006年度 : 水工学委員会・環境水理部会委員 ((社)土木学会)
  • 2020年度 : 令和2年度富山県環境科学センター研究課題外部評価委員会委員 (富山県環境科学センター研究課題外部評価委員会)