The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
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チ
ン
用い
再
入
ホン
植生影響緩和効果
分析
An analysis of mitigation effect on vegetation impact from deer by means of reintroduction of wolves
using multi agent model
古林知哉
*1
松
孝典
*1
宮内達也
*1
町村尚
*1FURUBAYASHI Tomoya MATSUI Takanori MIYAUCHI Tatsuya MACHIMURA Takashi
*1
大阪大学大学院
学研究科
Graduate School of Engineering, Osaka University
In Japan, the vegetation influence by Sika deer (Cervus nippon) has been increasing for more 20 years. The agriculture and
forestry damage by Sika deer amounts to 470 million yen in Hyogo in 2010 business year. We should improve the management plan and it needs to estimate the vegetation influence by the number of Sika deer. On the other hand,
reintroduction of wolf (Canis lupus) was considered as an option to control population of deer. In this background this study
aimed to build a spatio-temporal multi-agent model in order to simulate behavior of wolf and deer population dynamics and estimated the decrease of vegetation impact by using multi-agent model and process-based ecosystem model.
1.
背景と目的
日 本 い 食 害 種 々 被 害 深 刻 問 題 い ． 葉や芽，樹皮，果実 採食 ，生 息数 増大 生態系 構造 変 ほ 影響
．[松 2013] ， 個 体群 動態 理解
目 的 ，従来 空間 無次元 個 体 群 動 態 チ ン 拡張 ， 個体群 競 や分散 等 行動 組 込 空間明示 的 個 体 群 動 態 構 築 ．
， 個体 数制御 再 入戦略 い 基本的 応答 分析 ， 再 入 有効性や
評価 行 う 基礎 え ． 今回 ， 入 減 少 植 生 回 復 え 影 響 含
拡張 く， 生態系 ，
チ ン 結 合 ， 被食 植 生現 存量 変 分析 目的 ．
2.
シ
・
空間 明 示型個 体 群 動 態モ デ
と
生態系プロ
モデ
の結合
2.1 シ ・ 空 間 明 示 型 個 体 群 動 態 モ デ の 基
本ア ゴ
チ ン ，実測 基 構 築 空間無 次元 [Milner 2004] ，
[Nilsen 2006] 個体群動態
統合 ， 捕食 被食 関係 ． 次 一般的 死因 あ 種内競 や
[Roth 2008] 参考 ， チ ン
個 体 群 競 や 分 散 行 動
組 込 ，個体群動態 空間明示的 拡張
手 ．
空 間 明 示 型 個 体 群 動 態 ン ， ッ 1 ， 個体群 ッ
ン ， 捕 食， 繁 殖及び 死亡 ， ッ 間衝 突 (種 内競 )， (若い 長距離分散行動)，成 熟 設定 ， 個体群 ン 被食，繁殖 び死 亡 関 ， 間 い 個体群 密度
応答 被食捕 食 実装 ．詳 細
[松 2013] 記載 い ．今回 分析 ，兵庫県 土
地状況 想定 空間 ， 1 – 8 歳 各齢級 2 頭 構成 ッ 1 ッ 入
設定 ，50 間 ュ ョン 行 ． 初期状
態 各 個体数 56 [頭] ．
2.2 生態系プロ モデ Biome-BGCによるシ の植 生影響の表現
2.1 チ ン ュ ョ ン ， 捕 食 経 毎 個 体数 算 出 ，
採食 植生 影響 表現 ，生態系
Biome-BGC 用い 被食 植生現存量変 推
定 ． 草本植物 嗜好 ，植生 C3grass
．植生現存量 炭素密度 換算 ．前節 個体群動態 得 毎 個体数 日 採食強度 算 出 ， 植 生 成 長 採 食 差 分 各 植 生 現 存 量 変動 測 ． 日採食強度 [増子 1997]
参考 乾重量 体重 2 % ， c3grass 炭素含有率
[IPCC 2003] 設定 い 50 % 採用 ． 体重
性別， 齢別 定 ， [高槻 2006] 記載 い 東
地 方 葉 山 性 別 ， 齢 別 体 重 兵 庫 県 体重 推定 値 採用 ．気象 兵庫県豊
岡 1980 ~ 1999 20 分 繰 返 用い，
Biome-BGC ン ッ ュ ョン 実行 ， 50 間
ュ ョン ． ， 再 入 行 際 個体数 変動 ， 伴 回復 期待 植 生現存量 動態 分析可能 ．
連絡先：古林知哉，大阪大学大学院 学研究科環境 ネ 学 専 攻 ，565-0871 大 阪 府 吹 田 山 田 丘 2-1， +81668797407,[email protected]
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3.
分析結果
3.1 拡散による空間分布
図1 入 1 後 び 50 後 分 図 生息域 分 示 ．図 1 左に示す 入
初期 空間 東部 32 [頭] 構成 1 ッ
入 い ．図1右の t = 50 段階
や種内競 通 全域 拡散 ， ッ 数 37
分散 い ． ， 個体数 t = 1 32
[頭] あ ， 53 [頭] 増加 ． 間 50 間，
全 域 的 複数 ッ 同時
捕食圧 受け け， ュ ョン領域内 9906 生息
い 最終的 2159 減少 ，総個体数
554,736 [頭] 11,220 [頭] 減少 ．
約 78 % 森林 ッ ュ 捕食 尽 ，
入 生息密度 影響 え う わ ．
均 ッ 入時 32 [頭] 1.43 [頭]
減少 ，単独行動 移行 示唆 ．
3.2 植生現存量の変動
図 2 捕食 考慮 個体 数 基 い
算 出 各 植 生 現 存 量 示 ． ュ ョ ン 初
期状態 個体数 各 56 [頭] あ ，飽和状態
あ ．従 ， 初期 状態 強 い採 食圧 受け 状 態 あ ，植生現存量 低い い ．図2 示
t = 10 い 領域内 総植生現存量 最 値 119,900 [tC]
． 初期段階 ッ 数 少 い ， 東部以外 個体数 減少 ，植生現存量 減少
け あ ．一方，図2 示 t = 40 い 最大
値 177,900 [tC] ， 全域 い ッ
拡散 ， 捕食 行わ 採食圧 植物成長 回 あ いえ ．
t = 1
t = 50
図
1
ルチ
ン
モ
ルによる
と
の空間分布
茶色：
在セル，白色：
絶滅セル，円：
パック
t = 10
t = 40
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- 3 - 3.3 シ ・ 個体群動態と植生への影響
図1，図2 示 分 や植生現存量 変動 明 ，計算領域内 個体数 [頭] ，
個体数 [ 10
3
頭] び総植生現存量 [tC] 図3 示 ．
入後 10 く い 密度 減少速度，
増加速度 加速 い ， 30 経過時点 減少
速 度 鈍 低 い密 度 定常 水 準 入 ， 同 時 餌資 源 足 伴 繁 殖 率 低 ， 種 内 資 源 獲 得 競 激 個体数 減少傾向 向 い ．
後， ， い個体数 定常状態 入 想 ． ，植生現存量 10 目 最 値
， 個 体 数 減 少 伴 回 復 基 調 入 ， 40 目 最 大 値 結 果 ． 付 近 個 体数 い ， 後 植生現存量 採食圧
気候条件 支配的 想 ．
4.
まとめと今後の課題
本稿 個体群動態 い ， チ ン 応 用 空 間 明 示 型 個 体 群 動 態 拡張 ， 再 入 時 動 態 分析 ，
際 植生現存量 生態系 表現 ． 今 後 生 態 的 課 題 ，本 植 生 現 存量 低 対 繁 殖率 固 定的 あ
，今後，植生現存量 変動 ッ 表 現 実 装 ． 計 算 科 学 的 課 題 ， 今 回 各 ッ ュ 固定 い い ， 実 際 捕 食 圧 高 際 ，
外 移 動 想 ． チ ン 拡張 必要 あ ．
参考文献
[松 2013] 松 孝典，土屋翔 ，町村 尚：
-チ ン ュ ョ ン 個 体 群 動 態 ン
-，2013 人 知能学会全国大会論文集，3K3-OS-08b-2, 20
13.
[Milner 2004] Milner-Gulland. E. J., Coulson, T. and Clutton-Brock, T. H. : Sex differences and data quality as determinants o f income from hunting red deer Cervus elaphus. Wildlife Biology, 10-3, pp167-181, 2004.
[Nilsen 2007] Erlend B. Nilsen, E. J. Milner-Gtulland, Lee Sch ofield, Atle Mysterud, Nils Chr. Stenseth and Tim Coulson,: Wol f reintroduction to Scotland: public attitudes and consequences f or red deer management. Proc. R. Soc. B, pp.1-8, 2007.
[Roth 2008] James D. Roth, Dennis L. Murray, Tod D. Steury,
Spatial dynamics of sympatric canids: Modeling the impact of c oyotes on red wolf recovery, ecological modelling, 214, 391-403, 2008.
[増子 1997] 増子孝義，相馬幸作，熊谷弘美，高崎興 ，亀
山祐一，石島芳郎： (Cervus Nippon yesoensis) け 乾草， ュ び 消 率 窒素出納 ，G
rassland Science，43:32-36，2008．
[IPCC 2003] IPCC： Good Practice Guidance for Land Use，L
and-Use Charge and Forestry，Chapter 3， <http://www.ipcc-ngg
ip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf_contents.html>(2013.12.
8 参照)，2003．
[高槻 2006] 高槻成紀： 生態誌，東京大学出版会，pp.
480，2006．
0
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