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研究経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 水文モデルを用いた河川生物多様性評価

  共同研究  

  研究期間： 2010年04月  -  継続中

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Bacterial flora analysis of coliforms in sewage, river water, and ground water using MALDI-TOF mass spectrometry

  Suzuki Y., Niina K., Matsuwaki T., Nukazawa K., Iguchi A.

  Journal of Environmental Science and Health - Part A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering   53 ( 2 ) 160 - 173   2018年01月

  共著

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  The aim of this study was to rapidly and effectively analyze coliforms, which are the most fundamental indicators of water quality for fecal pollution, using matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Coliform bacteria were isolated from municipal sewage, river water, and groundwater. For each sample, 100 isolates were determined by MALDI-TOF MS. In addition, these same 100 isolates were also identified via 16S rRNA gene sequence analysis. Obtained MALDI-TOF MS data were compared with the 16S rRNA sequencing analysis, and the validity of MALDI-TOF MS for classification of coliform bacteria was examined. The concordance rate of bacterial identification for the 100 isolates obtained by MALDI-TOF MS analysis and 16S rRNA gene sequence analysis for sewage, river water, and ground water were 96%, 74%, and 62% at the genus level, respectively. Among the sewage, river water, and ground water samples, the coliform bacterial flora were distinct. The dominant genus of coliforms in sewage, river water, and groundwater were Klebsiella spp., Enterobacter spp., and Serratia spp., respectively. We determined that MALDI-TOF MS is a rapid and accurate tool that can be used to identify coliforms. Therefore, without using conventional 16S rRNA sequencing, it is possible to rapidly and effectively classify coliforms in water using MALDI-TOF MS.

  DOI

• Negligible contribution of reservoir dams to organic and inorganic transports in the lower Mimi River, Japan

  Nukazawa K., Kihara K., Suzuki Y.

  Journal of Hydrology   555   288 - 297   2017年12月  [査読有り]

  共著

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  Rivers fulfill an essential ecological role by forming networks for material transport from upland forests to coastal areas. The way in which dams affect the organic and inorganic cycles in such systems is not well understood. Herein, we investigated the longitudinal profiles of the various components of the water chemistry across three cascade dams in Japan: the Yamasubaru Dam, Saigou Dam, and Ohuchibaru Dam, which are situated along the sediment-productive Mimi River in different flow conditions. We analyzed the following water quality components: suspended solids (SS), turbidity, total iron (TFe), dissolved iron (DFe), total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), humic substance (HS), and major ionic components (Na+, Mg2+, Ca2+, Cl−, NO3−, and SO42−) in the downstream channels of the three dams during the low–intermediate-flow and high-flow events from 2012 to 2014. We estimated hourly loads of each component using hourly turbidity data and discharge data (i.e., L–Q model) separately, and the results are integrated to estimate the annual fluxes. The annual fluxes between the methods were compared to verify predictability of the conventional L–Q models. Annual flux of TOC, TN, DFe, and HS estimated by the turbidity displayed similar values, whereas the flux of SS, TFe, and TP tended to increase downstream of the dams. Among the dams, estimated flux proportions for TP and TFe were higher during high-flow events (74%–94%). Considering geographic conditions (e.g., absence of major tributary between the dams), the result implies that accumulated TP and TFe in the reservoirs may be flushed and transported downstream with SS over the short height dams during flood events. Assuming this process, the reservoir dams probably make only a fractional contribution to the organic and inorganic transport in the catchment studied. The percent flux errors for SS, TFe, and TP fluxes ranged from −7.2% to −97% (except for the TP flux in 2013), which highlights the risk of underestimating these components when using an L–Q model.

  DOI

• 分布型栄養塩流出モデルを用いた名取川流域の付着藻類量推定

  渡邊健吾, 風間聡, 会田俊介, 糠澤桂

  土木学会論文集B1(水工学)   73 ( 4 ) I_1153 - I_1158   2017年03月  [査読有り]

  共著

• Catchment-scale modeling of riverine species diversity using hydrological simulation: application to tests of species-genetic diversity correlation

  Nukazawa K., Nukazawa K., Kazama S., Watanabe K.

  Ecohydrology   10 ( 1 )   2017年01月  [査読有り]

  共著

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  Species distribution models were developed to predict the spatial patterns of the species diversity and the genetic diversity of stream organisms using a distributed hydrological model. We derived annual metrics of water depth and flow velocity in rivers using a hydrological model covering an entire catchment in northeastern Japan. We acquired geospatial data throughout the catchment and the presence records of six taxa within the part of the catchment. Subsequently we derived habitat suitability indices (HSIs) for these taxa using a frequency analysis or the maximum-entropy approach (MaxEnt) to predict three metrics of species diversity. The Shannon-Wiener's diversity index based on MaxEnt (Shannon_MaxE) most effectively represented empirical taxon richness. Subsequently, by comparing Shannon_MaxE and empirical genetic diversity for the four species of stream insects, we evaluated species-genetic diversity correlations (SGDCs). Of the four species, only one caddisfly species (Hydropsyche orientalis) displayed significant positive SGDCs. The result reflects the broad habitat range of this taxon throughout the catchment and its poor dispersal ability, whereas the other three species lacked SGDCs and displayed either a strong dispersal potential (Stenopsyche marmorata and Ephemera japonica) or a narrower habitat range within upstream domains (Hydropsyche albicephala). Finally, we estimated the spatial distribution of genetic diversity of H. orientalis populations based on the calculated Shannon_MaxE using the positive SGDC. This framework is promising for projecting future biodiversity in the context of anthropogenic perturbations such as climate change.

  DOI

• 砂防堰堤のスリット化に伴う生息場と底生動物群集の時系列変化

  糠澤 桂, 林 達也, 風間 聡, 高橋 真司

  土木学会論文集Ｇ（環境）   72 ( 7 ) III_553 - III_558   2016年12月  [査読有り]

  共著

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  　山形県赤川水系早田川を対象に砂防堰堤のスリット化による生息場と底生動物への経年的な影響を評価した．早田川の2基の砂防堰堤の直上・直下（4地点，下流からst.1～st.4）を対象に2009年から2015年にかけて年1回以上（2012年を除く）底生動物の定量採集と河道形状の調査をした．なお，下流の堰堤は2010年8月にスリット化されている．河道形状は高精度GPS（Global Positioning System）を用いて計測し，生息場を7種に分類（e.g., 早瀬，砂州頭ワンド）して生息場多様性を計算した．結果として，st.2における生息場多様性はスリット工事後に上昇した一方，底生動物群集の種多様性には経年的な変化は見られなかった．また，種多様性と止水性生息場割合は既往の報告と反対に負の有意な相関（R²=0.35，P<0.05）を示した．以上より，局所的な生息場の多様化が種多様性を高める作用は限定的である可能性が示唆された．

  CiNii

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学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 平成28年度建設工学研究奨励賞

  2017年06月05日   一般財団法人建設工学研究振興会   宮崎における分布型汚濁流出モデルの開発とその利用による河川環境・生物多様性評価  

  受賞者：  糠澤桂

• 第21回地球環境シンポジウム　優秀講演賞

  2014年09月   土木学会地球環境委員会  

  受賞者：  糠澤桂, 風間聡, 渡辺幸三

• 平成24年度東北大学　工学研究科長賞

  2013年03月   東北大学  

  受賞者：  糠澤桂

• 平成22年度土木学会東北支部　研究奨励賞

  2012年05月   土木学会東北支部  

  受賞者：  糠澤桂

• 土木学会全国大会第65回年次学術講演会　優秀講演者表彰

  2010年09月   土木学会  

  受賞者：  糠澤桂

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 健全な流砂系の回復によるサステナブル流域総合土砂管理の実証研究

  基盤研究(B)

  研究期間:  2017年04月  -  継続中  代表者:  赤松 良久

• 蚊に着目したデングウイルスの空間伝播動態の解明と生態学的防御

  基盤研究(B)

  研究期間:  2016年04月  -  継続中  代表者:  渡辺 幸三

• 流域資源管理に向けた水文・藻類モデルを利用した河川総生物量推定手法の開発

  基盤研究(A)

  研究期間:  2016年04月  -  継続中  代表者:  風間 聡

• フィリピンにおけるデング熱媒介蚊の生態疫学研究：遺伝子解析から生態モデリングまで

  二国間交流事業共同研究

  研究期間:  2016年04月  -  2018年03月  代表者:  渡辺幸三

• 水文学的アプローチによる流域スケールの河川健全度推定モデルの構築

  若手研究(B)

  研究期間:  2014年04月  -  2017年03月 

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  平成27年度においては26年度までに名取川流域にて構築・検証されている水生昆虫群集の生息場適性指数（HSI）モデルと複数の河川健全度評価指標を用いて，流域規模で河川健全度を評価することを目的とした．HSIモデルは分布型水文モデルから計算された水深，流速，水温や，土地被覆や勾配等のGISデータを説明因子として構築された内，実際の観測結果との整合性が高い32分類群のモデルを採用した．健全度指標として科平均スコア法（ASPT），EPT（カゲロウ目，カワゲラ目，トビケラ目に属する分類群の合計），B-IBI，Shannon-Weiner多様度指数，水生昆虫群集のHSIから合成した主成分得点を使用した． B-IBIはテネシー川流域にて開発された複数指標から成る健全度指標である．B-IBIを構成する13指標のうち4指標を対象流域の生物相に合わせて除外して用いた． 　HSIを用いることで，河川健全度を流域規模で図示する枠組みを構築出来た．全体の傾向としては中流～上流域で健全度は高いが，ASPTは下流の広瀬川と名取川の合流地点付近で局所的に数値が高下する特徴があり他の健全度指標と異なる傾向を示した．B-IBIとEPTは非常に高い相関を示した（R=0.9, P<0.01）．これは，EPTのようにシンプルな評価指標で，B-IBIのように高度な指標を代用できる可能性を示唆する結果である． 　一元配置分散分析の結果，いずれの健全度指標においても土地利用間（水田，森林，市街地など）において有意な差異があることが示された（P<0.01）．既往研究では健全性の空間パターンに最も寄与する要因は栄養塩負荷だと結論付けている．一方，本研究では健全度指標は栄養塩濃度と相関が無い．これは，対象とする領域間で土地利用形態や水質の汚染レベルが異なる場合，健全度指標の空間パターンにも差異が生じる事実を示唆する．

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その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 宮崎県小丸川流域における治水と生態系の総合評価のためのモデル開発

  提供機関:  国土交通省  国土交通省河川砂防技術研究開発地域課題分野（河川）

  研究期間： 2018年04月  -  2021年03月  代表者:  糠澤桂

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  流出解析に基づいて気象条件の変化に伴う流域内における氾濫リスクと生態系の応答を評価可能な枠組みの構築を試みる．

• 総合土砂管理による河川生態系への影響の定量的評価手法の開発

  提供機関:  民間財団等  河川基金

  研究期間： 2017年04月  -  2019年03月  代表者:  入江 光輝

寄附金・講座・研究部門 【 表示 ／ 非表示 】

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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• 河川上流から河口域に至る DNA 濃度の変化

  軸丸淳史，糠澤　桂，鈴木祥広

  第52回日本水環境学会年会  (札幌市)  2018年03月  -  2018年03月   

• 下水と河川水における大腸菌の phylogroup 分類の比較

  上田卓矢，糠澤　桂，鈴木祥広

  第52回日本水環境学会年会  (札幌市)  2018年03月  -  2018年03月   

• 自然河川の最上流域における薬剤耐性腸球菌の実態調査

  西村恵美, 糠澤桂, 鈴木祥広

  平成29年度日本水環境学会九州沖縄支部研究発表会  (熊本市)  2018年03月  -  2018年03月   

• 河川におけるコイの環境DNAの動態に関する研究

  浜砂有紀, 糠澤桂, 鈴木祥広

  平成29年度日本水環境学会九州沖縄支部研究発表会  (熊本市)  2018年03月  -  2018年03月   

• 宮崎県中部海岸における土砂の鉱物学的類似性の比較

  板清智也, 伊藤健一, 糠澤桂, 鈴木祥広

  平成29年度土木学会西部支部研究発表会  (宮崎市)  2018年03月  -  2018年03月   

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