ユーザー別ナビ |
  • 一般の方
  • 研究関係者の方
  • 環境問題に関心のある方

流域圏における生態系機能と環境因子の連動関係の定量評価に関する研究(平成 23年度)
Evaluation on linkage between ecosystem function and environmental factor in river basin

予算区分
AA 中核PJ
研究課題コード
1115AA061
開始/終了年度
2011~2015年
キーワード(日本語)
生態系機能,環境因子,生物多様性,窒素飽和,底泥,グリーンタイド
キーワード(英語)
ecosystem function, environmental factor, biodiversity , nitrogen saturation, sediment, green tide

研究概要

【研究目的】
生態系機能および関連環境因子の環境因子の定量評価手法を開発し、人為由来の慢性的高負荷環境下にある流域圏の典型的な自然生態系(森林、河川、湖沼、沿岸等)に対する当該手法の適用を主とする戦略的モニタリングの実施により、生態系機能・サービスと環境因子の連動関係を、物質循環、特に窒素や炭素の物質循環を踏まえて、定量評価する。長期および戦略的モニタリング、新規性の高い測定手法、室内実験およびモデル解析を駆使して、生態系機能と環境因子の連動関係を明らかにする。最終的には,同プログラムPJ2と連携しつつ生態系機能の健全性に係る改善シナリオを提言する。
【研究内容】
サブテーマ1:陸域自然生態系における生態系機能と環境因子の連動関係の定量的評価に関する研究
陸域自然生態系(例えば森林域)によって生み出される多様な生態系機能とそれに基づく窒素、炭素を主とする物質循環と、外的環境因子(例えば大気降下物負荷)や内的環境因子(例えば種の多様化)との相互作用や連動関係を明らかとすることを目的とする。具体的には、国内の生態系機能の低下が著しい典型域(首都圏周縁山地や東北大演習林等)を対象に野外調査や室内実験を実施し、安定同位体等最新の計測・分析手法を開発・適用することで機能の定量化を図る。
サブテーマ2:湖沼における物質循環および生態系機能と環境因子の連動関係の定量的評価に関する研究
 湖沼・河川における物質循環と微生物生態系の関係を把握することによって、湖沼における生態系機能の定量的な評価を目指す。湖沼では湖水柱と底泥における生元素(炭素、窒素、リン、鉄、イオウ等)の挙動・循環と微生物生態系(バクテリア、プランクトン等)の連動関係・相互作用を解析する。長期モニタリング、新規性の高い測定手法、湖沼モデル解析等を駆使して、湖沼における生態系機能と環境因子の連動関係を明らかにする。
サブテーマ3:沿岸域における生態系機能と環境因子の連動関係の定量評価に関する研究
 干潟や塩湿地等沿岸域における環境因子である種多様性や流入負荷の変化が生態系機能へ及ぼす影響を、栄養塩や金属の物質収支および安定同位体比を用いた食物連鎖解析を通じて評価する。また、環境因子である流入負荷の変化と、優占種の変化や侵入種の増殖といった種多様性にみられる変化との連動関係を解析する。複数の場で環境因子と生態系機能の比較を行い、沿岸域と流域圏の相互作用に関する評価を行う。
【到達目標】
サブテーマ1:(1)人工林荒廃と窒素飽和現象の関連性を解明し、適正な人工林管理施策の推進に貢献する。(2)環境因子と生態系機能との連動関係を解明して、落葉樹混交の種多様性回復が窒素貯留能に与える影響を評価し、窒素飽和改善シナリオ構築に貢献する。
サブテーマ2:(3)長期モニタリング、新規測定手法、モデル解析等により、湖沼における水柱と底泥での物質循環と微生物活動の連動関係、環境因子と生態系機能の連動関係を定量的に評価する。(4)研究成果に基づいて、湖沼環境の具体的な改善シナリオ作成に貢献する。
サブテーマ3:(5)沿岸域における一次生産者の変化や侵入種による優占現象が、生物相、水-生物-底質間の物質収支や食物連鎖などの生態系機能へ及ぼす影響を定量的に評価する。(6)流域負荷と生物種多様性の関係を探索し、生態系機能の健全性を評価する。

今年度の研究概要

流域圏生態系の水・物質循環に着目し、生態系機能の健全性を定量評価するための手法開発を行う。新規性の高い測定法やモデル解析を駆使して長期・戦略的モニタリングを行うことで、生態系機能・生態系サービスと様々な環境因子とのリンケージ(連動関係)を定量的に評価する。ここでの評価に基づき,メコン河等の広域な流域圏における生態系と生物多様性を戦略的に保全し、生態系機能・生態系サービスを維持するための施策に資する研究を行う。
(1) 筑波山や東北大学演習林等を対象に、森林生態系における物質動態に関するモニタリングを開始し、人工林荒廃と窒素飽和現象の関連性を評価するとともに、そのメカニズムについて検討を行う。
(2) 霞ケ浦等の湖沼を対象にフィールド調査と室内実験等を開始して、湖水柱と底泥での物質循環と微生物(藻類、バクテリア等)活動の連動関係を検討する。
(3) 谷津干潟等の沿岸域を対象に、野外調査、操作実験や室内実験を実施して、一次生産者の変化や侵入種による優占現象が干潟の生態系機能に及ぼす影響について検討する。

外部との連携

東北大学大学院農学研究科 附属複合生態フィールド教育研究センター

課題代表者

林 誠二

  • 福島支部
  • 研究グループ長
  • 博士(工学)
  • 土木工学,林学
portrait

担当者