名 蔵 ア ンパ ル干潟 に お け る メ ガ ロパ幼 生 の着 底 と水 流 につ いて
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(2) 1152. 海 表‑1. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 新 規個 体群 調査 の調 査 日 と地 点数. 第55巻(2008). て い る.さ. らに,よ. り詳 細 に 調 査 さ れ た 期 間(c)に お い. て は,干 潟 東 部 名 蔵 川 河 口両 岸 で も新 規 個 体 が 多 く観 測 さ れ て い る.図‑2中,期 を示 す が,上. 間(a)に 白 点 線 で 干 潟 内 の 澪 筋. で述 べ た 地 点 は す べ て 複 数 の澪 筋 同 士 が 合. 流 し流 れ が 淀 む地 点 で あ る と い え る. ま た,干. 潟 南 部 の着 底 状 況 に 注 目 し,期 間(c)の 調 査. 結 果 と干 潟南 部 に お いてGPSで 位 置 を特 定 した マ ング ロー 点 数 を 示 す.調. 査 は,50cm四. 10cmま で 掘 り 出 し,2mm目. ブ(ヤ. 方 コ ド ラ ー ト内 を 深 さ の 篩 に か け て,確. 認 され た. エ ヤ マ ヒル ギ:Rhizophora. mucronata)の. 植 生分. 布 を重 ね て 示 した の が 図‑3で あ る.両 者 を比 較 す る と植. 新 規 個 体 の 種 類 と数 を 記 録 した.具 体 的 な調 査 地 点 は,. 生 の周 辺 で,新 規 個 体 の 密 度 が高 い こ とが 分 か る.植 生. 次 節 で 結 果 と と もに 示 す.. 付 近 は,流 れ へ の抵 抗 が 大 き くな るた め周 辺 に比 べ て 流 れ は緩 や か に な る.. (2) 調 査 結 果 調 査 結 果 を図‑2に 示 す.図. 中 の ○ 印 が 調 査 地 点,棒. グ. 結 果 と して,新 規 個 体 が 多 く観 測 され た地 点 は,流. れ. ラ フ が そ の 地 点 の新 規 個 体 の生 息 密 度 を表 して い る.ま. が 比 較 的 緩 や か に な る と こ ろ で あ る と示 唆 さ れ る.こ の. た,白 黒 グ ラ デ ー シ ョ ンが 標 高[m],太. 点 に関 して,次 章 の数 値 シ ミュ レー シ ョ ンで検 討 す る.. 0.4mを 示 して い る.新. 線 は 標 高0.2mと. 規 個 体 の 生 息 密 度 は 概 して,標 3. 数 値 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の 概 要. 高0.2m前 後 の地 点 で 高 くな って い る. 3回 の 調 査 で,新. 規 個 体 は干 潟 北 西 部 名 蔵 川 河 口 の 出. 口近 辺 で 安 定 して 観 測 さ れ た.ま. 本 研 究 で は,メ ガ ロパ 幼 生 の着 底 過 程 を シ ミ ュ レ ー ト. た,干 潟 南 部 の2本 の. す る た め に,ま. 流 れ 込 み が 合 流 す る地 点 にお い て も比 較 的 多 く観 測 され. 期 間(a)期 図‑2. 新 規 個 体 群 調 査 結 果.(棒. ず3次 元 流 動 モ デ ルELCOM. 間(b)期 グ ラ フ:生. 息 密 度[ind./m2],白. (Centre of. Water Research, The University of Western Australia)を 適. 点 線:澪. 間(c) 筋,コ. ン タ ー:標. 高[m],太. 線:0.2,0.4m標. 高 地 点).
(3) 1153. 名 蔵 ア ンパ ル干 潟 にお け るメガ ロパ 幼生 の着 底 と水流 につ い て ELCOMに. よ る流 動 計 算 の 精 度 検 証 の た め,St.1に. け る観 測 流 量 との 結 果 比 較 を行 っ た.図‑5に 実 線 が 観 測 デ ー タ,点 線 が 計 算 結 果 で,干 流 出 す る と き流 量 の 値 は正 とな る.こ. お. 結 果 を示 す. 潟 か ら海 域 へ. こで 示 した計 算 結. 果 は無 風 時 の もの で あ る が,流 量 時 系 列 の計 算 結 果 は風 条 件 の 違 い で は,ほ. ぼ違 い が な か っ た.. 計 算 結 果 は,ど の 潮 汐 条 件 に お い て も観 測 値 と概 ね良 い 一 致 が 得 られ て お り,次 節 の ト レー サ ー 追 跡 計 算 に お い て 十 分 な精 度 が あ る と考 え られ る. (3) トレー サ ー 追 跡 計 算 本 研 究 で は,早 川 ら(1995)の. 手 法 を参 考 に,平 面2. 次 元 ラ グ ラ ン ジ ュ モ デ ル に よ る トレー サ ー 追 跡 計 算 を 行. 図‑3. 干 潟南 部 にお け る植 生 分布 と期 間(c)の調 査結 果(棒 グ ラフは新 規個 体 の生 息密 度,◎ 印 は新 規個 体 の観 測 さ れ なか った地点,× 印が マ ングロー ブ植 生) 表‑2. ELCOMの. 境界 入力 デー タ. 用 し,干 潟 内流 動 場 の再 現 を試 み た.そ. して,そ. られ た表 面2次 元 流 速 と水 深 を 用 い て,幼. こ で得. 生 を模 擬 した. トレ ー サ ー追 跡 計 算 を行 い,着 底 過 程 と水 流 の 関 係 性 に つ い て 考 察 す る.. 図‑4. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン期 間 のSt.1で の 水 位,塩. (1) 流 動計 算. 系 列 デ ー タ.(太. 図‑1に 示 した4つ の 流 入 出 口で2006年3,4月. 範 囲:ト. 流 速,塩 分,水. 温 を連 続 計 測 して お り,表‑2に. に 水 位,. 線 範 囲:ト. 分 の観 測 時. レ ー サ ー 投 入 時 間,点. レ ー サ ー追 跡 計 算 期 間). 示 すデ ー. タを 流 動 計 算 の 境 界 条 件 と して 与 え て い る.表 中 の 流 量 は,観 測 水 位 と流 速 及 び 境 界 断 面 測 量 結 果 を 基 に,粗 面 の 対 数 分 布 則 とManningの 平 均 流 速 公 式 が 成 り立 っ と仮 定 して 算 出 して い る.潮 汐 条 件 は,図‑4に 潮,小. 示 す 大 潮,中. 潮 期 の3ケ ー ス で,計 算 時 間 は そ れ ぞ れ36時 間 で. あ る. 風 条 件 は,無. 風,南. 風5m/s,北. 風5m/sの3ケ. ースを与. え て い る.こ の条 件 に つ い て は,現 地 で の 風 向風 速 の 計 測 を 行 って い な い た め,現 場 か ら10kmほ. どにあ る石垣. 島地 方 気 象 台(24°20.2'N,124°9.8'E)で. の観 測 デ ー タ. よ り,計 算 対 象 期 間3〜5月 の平 均 流 速(約5m/s)と. 卓越. 風 向 を 求 めて 設 定 した.具 体 的 に は,こ の期 間 は北 風 が 卓 越 す るが,ち. ょ う ど季 節 の変 わ り 目 の た め,時 折 南 風. が 吹 く こ と も多 い. (2) 流 動 場 の 再 現 性. 図‑5. St.1に お け る流 量 の 観 測 値 と計 算 値 の 比 較. 線.
(4) 1154 う.タ. 海 イ ム ス テ ッ プ は2minで,上. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). げ潮 時 に 海 域 か ら流. 入 して くる メ ガ ロパ 幼 生 の 輸 送 過 程 を検 証 す る た め,図 ‑6に 示 す 海 域 と の 境 界 点 か ら ト レー サ ー を100個 ・min‑1 で 図‑4の 太 線 で 囲 ま れ た 時 間 帯(上. げ潮 〜 満 潮)に 投 入. す る.. 4. 現 地 調 査 結 果 と の 分 布 比 較 図‑6(a)〜(f)に 計 算 条 件 の 異 な る代 表 的 な6つ ケ ー ス に つ い て 結 果 を示 す.そ れ ぞ れ の 計 算 条 件 は,図 の 右 下 に 記 して あ る通 りで あ る.白 黒 グ ラデ ー シ ョ ンは ト レー サ ー. ト レ ー サ ー の 追 跡 は,図‑4の. 点線 で 囲 まれ た時間 帯. (上 げ潮 〜 満 潮 〜 下 げ 潮 〜 干 潮)で. 行 い,次 節 に 記 す 着. の着 底 量 を,潮 汐 条 件 で 異 な る ト レー サ ー の 総 投 入 量 で 無 次 元 化 して 示 して い る.コ. ン タ ー ラ イ ンは0.2m置. 底 条 件 で 干 潮 時,干 潟 干 出 底 床 に残 る トレ ー サ ー の分 布. に 標 高 を 示 して お り,標 高0.2m及. 状 況 と調 査 結 果 を 比 較 す る.. て い る.. (4) 着 底 条 件 の 設 定. (1) 着 底 条 件. 本 シ ミュ レー シ ョ ンで は,幼 生 の 着 底 条 件 と して 水 理. 図‑6(a),(b)よ. 条 件 を 取 り上 げ る.し か しな が ら,メ ガ ロパ 幼 生 は,幼 生 期 を もっ 他 の生 物 種 と 同 じよ う に,塩 分 濃 度 や 光 の変. き. び0.4mは 太 線 で 示 し. り着 底 条 件 の妥 当 性 に つ いて 考 察 す る.. 現 地 調 査 結 果(図‑2)と. 比 較 す る と,掃 流 力 を 考 慮 し. た(b)の 方 が 調 査 結 果 で 示 され た,標. 高0.2m前 後 の 地 点. 化 を感 じて 鉛 直方 向 へ 適 宜 移 動 す る こ と が知 られ て い る. に着 底 して い る様 子 を 再 現 して い る.特 に,干 潟 東 部 名. (Croninら,1986:Leeら,2005).そ. 深が. 蔵 川 河 口 両 岸 で は両 者 の 再 現 性 に差 が 見 られ,掃 流 力 を. 大 き く流 速 が 鉛 直分 布 を 持 っ海 域 にお い て,そ れ 自身 が. 考 慮 す る こ とで 実 際 の生 息 分 布 とよ り近 い結 果 が 得 られ. 自分 の 意 思 で 移 流 も し くは停 留 す る こ と を助 け る と い う. て い る.し た が っ て,掃 流 力 が メ ガ ロパ 幼 生 の着 底 条 件. 点 で 水 理 特 性 と も重 要 な 関 わ りを 持 っ.一 方,水. の 一 つ で あ る可 能 性 が 示 唆 さ れ た.. の能 力 は,水. 深が比. 較 的 小 さ く流 速 鉛 直分 布 も無 視 で き る よ うな干 潟 域 に お いて は,こ の 能 力 は,拡 散 目 的 に は利 用 で きず,着 底 行. (2) 潮 汐 条 件 図‑6(b),(c),(d)は. そ れ ぞ れ 大 潮,中. 潮,小. 潮 時の計. 為 そ の もの につ な が る と考 え られ る.し た が って,干 潟. 算 結 果 で あ る.他 の条 件 は同 一 で あ り,着 底 条 件 は 掃 流. 水 域 内 の 現 象 を対 象 と し た本 シ ミュ レ ー シ ョ ンで は,こ. 力 を 仮 定 し,無 風 状 態 で あ る.大 潮 期 と中 潮 期 は 分 布 の. の鉛 直 移 動 特 性 を考 慮 し な い.. 傾 向 は似 て い るが,中 潮 期 の 方 が トレー サ ー着 底 分 布 が. 今 回,着 底 条 件 と して検 討 す る水 理 条 件 は,「 水 深 」. 広 域 で か っ 密 度 も高 くな って い る.小 潮 期 は他 の 潮 汐 と. と 「掃 流 力 」 で あ る.前 者 は,水 深1cm以 下 に な った 時,. 比 べ て,干 潟 北 部 特 に海 域 と の境 界 付 近 に着 底 の分 布 が. ト レー サ ー は,そ の地 点 に強 制 的 に着 底 す る と仮 定 す る.. 偏 って い る.. 後 者 は,現 地 調 査 結 果 よ り流 れ が 緩 や か に な る と こ ろで. この よ うな 違 い は,掃 流 力 を 支 配 す る流 速 場 の違 い に. 幼 生 の着 底 が 見 られ る こ とを 受 け て,任 意 の地 点 に お け. よ る.上 げ潮 時 の 初 期 は,ど の 潮 汐 で も水 塊 は あ る程 度. る無 次 元 掃 流 力 τ*が無 次 元 限 界 掃 流 力 τ*c未 満 で あ れ ば,. の流 速 を生 じさせ なが ら細 い濡 筋 を遡 る た め,ト レーサ ー. ト レー サ ー は そ の地 点 に 留 ま る と仮 定 した.. は 小 潮 期 で も,干 潟 が ほ ぼ 完 全 に冠 水 す る満 潮 時 ま で に. こ こで,無 次 元 掃 流 力 τ*は,. は,干 潟 中央 部 ま で は遡 る こ とが で き て い る. しか し,下 げ 潮 時 は潮 汐 条 件 に応 じて 流 速 の 大 き さ に. (1). 違 い が 出 て く る.そ. して そ れ は,潮 汐 に よ る変 動 水 位 に. 比 例 して 大 き くな る.そ の た め,流 速 が 一 番 大 き くな る 底 面 摩 擦 速 度U*(中. 野 ら,1997)は,. 大 潮 期 は下 げ潮 時 に海 域 へ再 流 出 す る トレー サ ー の量 が 多 くな る.一 方,中. (2). 潮 期 は大 潮 に 比 べ て 流 速 が さ ほ ど大. き くな ら な い た め,満 潮 時 に干 潟 の 広 範 囲 に 広 が っ た ト レー サ ー が,限 界 掃 流 力 を超 え な い 流 速 場 で 留 ま る こ と. 重 力 加 速 度g,水 h+η),幼. 平x,y方. 向 の 表 面 流 速u,v,代. 生 の 大 き さ(直. 径)D=0.025[m],水. 表 水 深( 中 比 重R. が で きた と考 え られ る. 小 潮 期 は,そ. もそ もの 上 げ潮 時 の 広 が りが干 潟 中 央 部. =σl arva‑1,幼 生 の 比 重 σlarvaは 対 象 幼 生 と類 似 す る動 物 プ. か ら北 部 にか け て と狭 い 範 囲 に留 ま る た め,分 布 に偏 り. ラ ン ク ト ン の 平 均 値1.23で. が 生 じた もの と考 え られ る.. あ る(塚. シ ー ル ズ 図 表 よ り τ*c=0.02で こ の よ う な 仮 定 の 下,シ 条 件 で 行 っ た.ケ サ ー は 着 底 す る.ケ τ*<0.02の. 本,2006).ま. た,. あ る.. と ころ で,今 回 の シ ミュ レー シ ョ ンで は幼 生 が 海 域 か. ミ ュ レ ー シ ョ ン は2つ の 着 底. ー ス1:水 ー ス2:ケ. 深1cm以. 下 の 地 点 で トレ ー. ー ス1の. 条 件 に 加 え て,. と き ト レ ー サ ー は そ の 場 に 停 滞 す る.. ら流 入 して くる タ イ ミン グ につ い て は考 慮 して い な い. しか し,実 際 は上 げ潮 時 の ど の タ イ ミン グで 干 潟 に 流 入 して くる か に よ って,幼. 生 の 干 潟 域 内 で の 分 散 状 況 は変. わ る はず で あ る.今 後,時. 間 帯 ご と の 幼 生 の振 舞 い を 比.
(5) 1155. 名 蔵 ア ンパ ル干潟 にお ける メガ ロパ 幼生 の着 底 と水 流 につ いて 較 検 討 す る と と も に,現 場 海 域 と境 界 に お い て 実 際 に幼. 反 対 に 南 風 の 場 合 は,干 潟 の南 部 へ の 着 底 は ほ ぼ 見 られ. 生 サ ン プ リ ン グを 行 い,潮 汐 に よ る干 潟 一 海 域 間 で の メ. ず,分. ガ ロパ 幼 生 の フ ラ ック ス を把 握 す る必 要 が あ る.. ガ ロバ の 着 底 時期 の 風 向 は現 在 で は北. の確 率 が 高 いが,年. (3) 風 条 件 図‑6(b),(e),(f)は,掃 結 果 で,風. 布 は干 潟 北 東 部 及 び名 蔵 川 上 流 に偏 って い る.. した が って,メ. 流 力 を 仮 定 した大 潮 期 の 計 算. の条 件 が そ れ ぞ れ 無 風,北 風,南. 北 風 の場 合,ト. 風 で あ る.. レー サ ー は 干 潟 西 部 全 般 に 着 底 して い. る.こ の分 布 は,現 地 調 査 結 果 と一 致 して い る.し か し,. ご との 風 向パ タ ー ンの違 い や,今 後. 気 候 変 動 に よ る季 節 風 の 変 化 が生 じた 場 合 に,流 動 場 の 変 化 に 応 じて,幼 生 の 着 底 分 布 も変 化 す る こ とが 考 え ら れ る. 5. お わ り に 本 研 究 で は,メ ガ ロパ 幼 生 の 着 底 過 程 に お け る水 流 の 作 用 につ いて 検 討 す る た め,現 地 で の新 規 個 体 群 調 査 と トレ ー サ ー追 跡 計 算 を行 い,以 下 の 結 果 を得 た. (1) 現 地 調 査 結 果 よ り,標 高0.2m前 後 の 地 点 で 多 くの新 規 個 体 が観 測 され た.ま た,幼 生 の着 底 は干 潟 水 域 内 の比 較 的 流 れ が 緩 や か な 地 点 で 行 わ れ て い る こ と が 推 察 さ れ た. (2) メ ガ ロパ 幼 生 の着 底 条 件 と して 掃 流 力 を仮 定 した.. 大 (b) 潮. 大(a) 潮. シ ミュ レー シ ョ ンの結 果,仮 定 しな か っ た場 合 と比. 無風 ケー ス2. 無風 ケ ー ス1. べ て,新 規 個 体 群 の生 息 分 布 と よ く一 致 して い た . した が って,幼 生 に と って 外 力 で あ る掃 流 力 が,着 底 条 件 の 一つ で あ る可 能 性 が 示 さ れ た. (3) 干 潟 の流 れ 場 は,潮 汐 や 風 の影 響 で そ の 形 態 を大 き く変 化 させ る た め,結 果 と して幼 生 の 着 底 分 布 を 変 え る可 能 性 が 示 唆 され た. な お,本 研 究 は河 川 環 境 管 理 財 団 のH17,18年 整 備 基 金,及 究(S)(課. 題 番 号:17106006,研. の助 成 の 下 で 行 わ れ た.記. (c) 中潮 無風 ケ ー ス2. (d) 小潮 無風 ケ ー ス2. 大(e) 潮. (f) 大潮. 北 風5m/s ケ ー ス2 図‑6. 南 風5m/s ケ ー ス2. 干 潮 時 に お け る ト レ ー サ ー の 着 底 分 布.代 の 計 算 結 果.(グ 量,実. 線:標. ラ デ ー シ ョ ン:無. 高[0.2m間. 隔]). 表6ケ. ース. 次 元 化 さ れ た着底. 度 河川. び 日本 学 術 振 興 会 科 学 研 究 費 補 助 金 基 盤 研. 参. 考. 究 代 表 者:池. 田 駿 介). して謝 意 を 表 す る.. 文. 献. 大 谷拓 也(1989): シオ マ ネキ幼 生 の飼育 と観 察, 水 産増 殖, 第37号, 7号, pp.297‑301. 塚 本勝 巳(2006): 海 洋生 物 の大 航海, 月刊 「 学 術 の動 向」, (財)日 本 学術 協力 財団, 2006年9月 号, pp.14‑21. 中野 晋 ・宇 野宏 司(2001): 吉 野 川 河 口 にお け る シオ マ ネ キ 幼 生孵 化 と潮 汐応 答, 水工 学論 文集, 第45巻, pp.1273‑12 78. 中野 晋 ・真 子 昌樹 ・酒 井勝 司 ・北野 利 一 ・三 井 宏(1997): 河 口の環 境指 標生 物 「シオ マ ネキ」 の生 態 と水理 ・底質 特 性, 水工 学論 文集, 第41巻, pp.283‑288. 早 川典生 ・細 山田得 三 ・西川誠 ・宝 田盛康 ・犬飼 直之(1995): ラグ ラ ンジュ的粒 子 追跡 によ る広 島 湾奥 部 の海水 交 換 に 関す る研究, 海 洋 開発論 文集, 第11巻, pp.103‑108. 和 田 恵 次(2000): 干 潟 の 自然 史, 京 都 大学 学 術 出 版 会, pp.58‑59.. Cronin,T. W. and R. B. ForwardJr. (1986): Verticalmigrationcycles of crab larvae and their role in larval dispersal,Bulletin of marines science, vol. 39(2), pp.192-201. Lee, J. T., R. A. Colemanand M. B. Jones (2005): Verticalmigration during tidal transport of megalopae of Necorapuber in coastal shallowwaters duringdaytime, Estuarine,Coastal and Shelf Science,vol. 65, pp.396-404..
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