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環境DNAを用いた回遊性魚類の移動経路の回復と生息地復元に基づく流域生態系の再生(令和 2年度)
Watershed ecosystem restoration based on the recovery of migration pass and diadromous fish habitat using eDNA

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1822CD002
開始/終了年度
2018~2022年
キーワード(日本語)
流域生態系,自然再生,ウナギ,回遊魚,環境DNA,魚道
キーワード(英語)
watershed ecosystem,nature restoration,eel,mratory fish,environmental DNA,fish pass

研究概要

ニホンウナギを始めとする回遊性魚類の移動経路の回復によって生息環境の復元を図り、淡水魚類の資源と生態系の豊かな流域を再生する。近年全国的にもニホンウナギの減少が著しい瀬戸内海地域を対象地とし、一級河川及び主要流入水系において社会実装を目指す。
回遊性魚類の資源回復のためには、本来彼らが利用していた上流域の生息適地まで各個体を分散させる事が重要である。更に、上流域の生息地の回復は、現在急務とされている温暖化適応の面において最も有効な緩和策と考えられる。この流域再生で最も肝心な点は、「回遊経路上最も致命的である構造物(以後;最終魚止め構造物)」を特定し、魚道やスリット化等の効果的な移動経路の確保を行うことである。
本研究では環境DNA分析を用いて調査地点の魚類の在/不在の判断を行い、厳密に最終魚止め構造物を特定する。また、流域ビッグデータを活用した空間情報解析を行い、構造物の改修を通して再生される生息環境の定量的な評価を行う。さらにこの生態学的な評価に加え、減災や水資源管理等の地域事情を総合的に判断し、最終的な再生地域の優先順位付けを行う。

研究の性格

  • 主たるもの:応用科学研究
  • 従たるもの:基礎科学研究

全体計画

本研究は5ヵ年計画となっており、(1)現地調査(環境DNAサンプリング)、(2)情報統合による流域ビッグデータベースの構築、(3)空間情報解析生息地評価&候補地選定を順次4年間で実施し、主に最終の2年間で研究成果を基に対象地域における社会実装を実現する。
(1)現地調査による環境DNA分析(H30-33年);瀬戸内海地域の一級河川および主要流入河川における「主要支流」の構造物を予めGISデータ化し、その堤高・平水流量・下流域の分流履歴等のデータを基に環境DNAサンプリングの場所を絞り込み、現地調査地点とする。調査期間はH30-33の4年間に分けて行い、一年に平均5-8水系を目標に現地データを収集する。現地では採水またはフィルターろ過を行い、それらを冷蔵状態で研究所に持ち帰り、速やかに環境DNAの分析を行う。
(2)流域ビッグデータベースの構築(H30-34年);流域基盤データと環境DNA分析結果を含む生物生息情報から構成し、全データを一元的に利用可能なGIS環境(ArcGIS)で整備し流域評価を行う。解析に必要な流域基盤データは毎年追加し続け、H32年度末を目処に完成させる。
(3)空間情報解析による生息地評価&候補地選定(H31-34年);(1)と(2)の結果から最終魚止め上流の上流域を対象に、回遊魚類の生息場としての評価を行い、最終的に候補地を選定した後、(4)の段階で総括的に流域管理における提言をまとめる。

今年度の研究概要

研究2年目である2019年度は、1) 現地調査による環境DNA試料の採取と分析、および2)流域ビッグデータベースの構築を中心に研究を継続した。
1)環境DNA試料の採取と分析では、主に2019年9-10月、瀬戸内海流入流域の九州沿岸・四国地方(愛媛・香川・徳島)の現地調査を行い、約60地点においてステリベックスを用いた試料採取を実施した。対象河川は上記対象範囲におけるすべての一級河川および、主要2級河川である。
2)流域ビッグデータベースの構築では、流域基盤データ(横断構造物データ・土地利用データ・河川流路データ・水質データ等)に加え、国勢調査データ(干潟)、水産統計データを入手しGISデータとして全国レベルで整備した。水産統計に関する情報としては、農林水産省(漁業センサス)・海面漁業生産統計調査・遊漁採捕量調査等を入手し、各県別・流域別にGISデータ化を行った。

今年度の誌上発表等の成果は以下のとおりである
【誌上発表】
F. Ye., S. Kameyama (2020) Long-term spatiotemporal changes of 15 water-quality parameters
  in Japan: An exploratory analysis of countrywide data during 1982-2016., Chemosphere,
Vol.242(125245), pp.1-11, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125245
亀山哲(2019)ウナギから見た森里川海の絆の再生と環境DNA分析, 国環研ニュース38巻(研究ノー
ト)pp.5-8

【口頭発表】
Ahn H., Kume M., Ye F., Kameyama S., Yamashita Y., Miya M. and Kasai A.(2019)Evaluation of
biodiversity at 5 river mouths in Japan using environmental DNA metabarcoding method,
The 54th European Marine Biology Symposium2019, 54thEUROPEAN MARINE BIOLOGY
SYMPOSIUM 2019 BOOK OF ABSTRACTS P.144, 25-29, Aug. 2019, Ireland
久米学,安孝珍,寺島佑樹,Edouard Lavergne,Feng Ye,亀山哲,邉見由美,甲斐嘉晃,伊勢
武史,笠井亮秀,山下洋(2019)環境DNAを用いた全国31河川河口域における魚類群集構造の
解明,2019年度日本魚類学会年会,講演プログラムNo.158,2019年9月20-23日,高知県高知市
F. Ye., S. Kameyama (2019) Spatiotemporal changes of water quality parameters in Japan
During 1982-2016, 2019 SETAC North America 40th Annual Meeting, 3-7 Nov., Toronto
Canada.
笠井亮秀,安孝珍,久米学,寺島祐樹,YEFENG,亀山哲,宮正樹,山下洋(2019)環境DNA分析によるエ
スチュアリ—における魚類の多様性評価,2019年度水産海洋学会研究発表大会,
同要旨集P. 27,2019年11月8〜10日,宮城県仙台市
亀山哲,小野理,木塚俊和,三上英敏(2019)「変わり得る能力の覚醒」による地域循環共生
(Regional CES)の創造,サイエンスアゴラ2019年11月15〜16日,東京都
--------以下エントリー済みであったが中止・延期された学会発表-----
亀山哲(2020)生態系サービスの評価における 水文モデルの役割と考慮点,2020年日本生態学会第67回
全国大会,同講演要旨集67:No.,2020年3月4-8,名古屋市
大庭ゆりか,伊勢武史,笠井亮秀,亀山哲,安孝珍,久米学,寺島佑樹,Feng YE、山下洋(2020)陸
域生態系が河川を通して沿岸生態系に与える影響評価のためのモデル構築,同講演要旨集67,
No.115
亀山哲・今藤夏子・松崎慎一郎(2020)ニホンウナギから見た豊かな森里川海の絆の再生~環境DNA
分析とGIS解析の統合を目指して~,2019年度水産海洋学会,2020年3月22日,東京都
笠井亮秀,高田真悟,山崎彩,定行洋亮,木村伸吾,安孝珍,寺島佑樹,久米学,田玲爾,山下洋,山中裕樹,今
藤夏子,亀山哲, 東 信行(2019)環境DNAを用いた全国河川のニホンウナギ分布調査,平成31年度日
本水産学会春季大会,2019年3月29日,東京都
【招聘講演】
亀山哲(2019)ニホンウナギの生息適地の推定〜森里川海の絆の再生を目指して〜森里海を結
ぶ柳川UNAGIフォーラム 2019,2019年12月8日,福岡県柳川市
亀山哲,小野理,濱原和広,鈴木啓明,木塚俊和,三上英敏,佐久間東陽(2019)釧路川流域における
気候変動適応と人為的影響緩和を目指した地域創り〜懐かしい未来への挑戦〜,第13回低温
科学研究所研究集会;雪氷の生態学「気候変動による湿原生態系への影響」,2019年12月20-21
日,札幌市
亀山哲(2020)釧路川流域における気候変動適応と人為的影響緩和を目指した地域創り〜マル
チパーパストレイル「サルルンカムイの道」〜,2019年度釧路湿原自然再生協議会:第9回地
域づくり小委員会,2020年2月18日,北海道釧路市
【環境教育活動】
亀山哲(2019)地球温暖化と気候変動について 未来を拓くために今の私たちに出来る事,2019
学外講座つくばスタイル科,つくば市立学園の森義務教育学校,2019年11月26日,つくば市

外部との連携

本研究は、次の外部研究機関との連携および支援に基づき推進されている。国環研PJ5-3研究「絶滅危惧種を対象とした流域圏における回遊環境の保全と再生」科研費基盤A(笠井亮秀代表)「環境DNAを用いた全国の河川におけるニホンウナギの分布・生息量推定」日本財団・京都大学(山下洋代表)「森里海連環学研究プログラム-Link Agaiつなごう森里海-」

課題代表者

亀山 哲

  • 生物・生態系環境研究センター
    生態系機能評価研究室
  • 主任研究員
  • 農学博士
  • 生物学,情報学,農学
portrait

担当者