2015年度海洋生態系モデリングシンポジウム

更新日：2015年10月23日

(2015年11月19-20日 開催)

日　　時：平成27年11月19日（木）9:30～17:30
　　　　　　　　　　　　　　　　17:30～19:30　懇親会
　　　　　平成27年11月20日（金）9:00～12:00
場　　所：東京大学大気海洋研究所２Ｆ　講堂
　　　　　〒277-8564　千葉県柏市柏の葉5-1-5　TEL 04-7136-6009
コンビーナー：伊藤 幸彦（東京大学大気海洋研究所）<itosachi◎aori.u-tokyo.ac.jp>

※メールアドレスの「◎」は「@」に変換して下さい。

開催趣旨・概要
本研究集会では、我が国の海洋研究各分野で高度化が進められている様々な生態系モデルとそれに関わる知見を、「地球科学としての海洋生態系モデリング」というキーワードの元に集結し、成果発表と議論を通してモデル開発者、ユーザー、非モデルユーザーを含む分野内、分野間連携を深め、次世代モデリングへの展開の基礎とすることを目的としています。

本年は、海洋研究開発機構のSherwood Lan Smith氏、重光雅仁氏をお招きして生態系モデリングに関する特別講義を行います（東京大学大学院農学生命科学研究科水圏生物科学専攻の特別講義として単位認定可能です）。特別講義の一部はPCを用いた実習形式となっており、Smith氏の講義では統計解析ソフトR、重光氏の講義ではFortranとgnuplotをインストールしたPCの持参を推奨します。
特別講義、参加申込方法等の詳細は下記をご覧下さい。
http://cesd.aori.u-tokyo.ac.jp/MEM/sympo_marineeco2015.html
 

プログラム

※  発表者のみ記載しています

特別講義要旨
特別講義１：Introduction to Optimality-based modeling of Plankton
演者：S. Lan Smith（海洋研究開発機構 ・地球環境観測研究開発センター・海洋生態系動態変動研究グループ　主任研究員 ）

要旨：This lecture will introduce the optimality-based approach for modeling the growth and other related processes of plankton. The main emphasis will be on how to derive and apply new equations to represent phytoplankton in models of lower-trophic ecosystems, which include marine and freshwater plankton ecosystem models. The central idea is that as plankton, like all life, evolved within a dynamically changing natural environment, they have adapted by natural selection to dynamically re-allocate their available resources, by re-arranging their physiology, in order to optimize their fitness. Particularly for single-celled plankton, growth rate can be taken as a reasonable proxy for fitness. First, the simple example of Optimal Uptake kinetics for nutrient uptake, and second a more recent example of optimal growth, will be presented with example calculations using R software. Finally, the specific optimality-based equations that have been applied in the Marine Ecosystem Model (MEM) will be presented with simple illustrations also using R, in preparation for the next lecture concerning that model, which will be presented by Dr. Masahito Shigemitsu.

 本講義では、プランクトンの増殖に関する諸過程を数値モデルで再現するための最適化に基づいたアプローチ（optimality-based approach）を紹介する。海洋および淡水域の低次栄養段階を対象とした生態系モデルの中で、植物プランクトンを表現する新しい方程式をどのように導き、また適用するかという点に主に重点を置く。このアプローチの中心となる考えは、プランクトンが他の生命体と同様にダイナミックに変化する環境の中で進化しており、環境への適応度を最大化するために、生理機能の調節によって細胞内の資源を動的に再配分できるよう自然選択を通して順応してきた、という点である。特に単細胞のプランクトンでは、増殖速度が適応度を測る良い尺度であると考えられる。本講義では、最初に簡単な例として栄養塩取込みのためのOptimal Uptake kineticsを、次により最近の研究例として増殖速度の最適化について、統計解析ソフト「R」を用いた数値計算例とともに紹介する。 最後に日本で開発された代表的な低次栄養段階の生態系モデルであるMEM（Marine Ecosystem Model）に採用されている、最適化に基づいた関係式（optimality-based equations）を「R」を用いて図や計算式などを示しながら紹介し、続いて行われる重光博士によるMEMに関する講義への準備としたい。

特別講義２：海洋低次生態系モデルMEM (Marine Ecosystem Model)の概要
演者：重光雅仁（海洋研究開発機構 ・地球環境観測研究開発センター・全球海洋化学物理研究グループ・技術研究員 ）
要旨：海洋における物質循環過程や、気候変動に伴う低次生態系を介した物質循環の応答を調べる上で、低次生態系モデルは重要な役割を果たしている。近年、モデルの妥当性を検証できる観測データの増加とともに、モデルの高度化が進んできている。高度化の例として、鉄循環過程の組み込み、より現実的な植物プランクトンの栄養塩取り込み過程を表現できる定式化への変更、変動しうる生態学的化学量論比の組み込み等が挙げられる。本講義では、「鉄循環過程」、Smith博士の講義で説明のある「植物プランクトンの最適栄養塩取り込み過程（optimal uptake kinetics）」等を組み込んだ海洋低次生態系モデルMEM（Marine Ecosystem Model）（Shigemitsu et al., 2012JGR）の概要を紹介するとともに、当該モデルを実際に動かす実習を行う。モデル言語はFortranであり、結果の図化ソフトにはgnuplotを使用する。