Tool · 試行版
川の魚の出現確率評価ツール(試行版)
評価したい淡水魚を選び、川の1地点の生息環境の条件を入れると、その場所でその魚が出現する確率を試算します。
ご利用の前に
このツールは、ざっこCLUB代表の佐藤達也が大学院(三重大学大学院生物資源学研究科の修士課程・博士課程)在籍時に行っていた研究にもとづいています。ただし、本サイトでの評価には論文化されていない河川の実測値や解析手法も含まれるため、表示される値はあくまで参考値としてお使いください。工事計画や影響評価、保護区の検討などの判断には、現地調査と専門家の判断を必ず併せてください。
原著(修士論文ほか)は、三重大学大学院生物資源学研究科 魚類増殖学研究室にあります。
希少種の保護のため、調査地点や現地での計測結果は掲載していません。
2. 1地点の環境条件を入れる
3. 結果(参考値)
川幅・水深・流速を入れると計算します。
出現確率
使い方と前提
- 入力するのは「川の1地点」の条件です。横断線を引き、その上の地点ごとに測った値を想定しています。
- 評価したい魚が、もともとその水系に分布していることが前提です。分布していない川では、確率に意味はありません。
- 水温・水質・上下流のつながり(堰やダムによる分断)は含んでいません。
- 工事の影響を見るときは、工事前と工事後に想定される条件をそれぞれ入れて、確率の変化を比べる使い方をおすすめします。
- 「学習データの範囲外」と表示された場合は、モデルを作ったデータにない条件での推定(外挿)なので、特に慎重に扱ってください。
この試みについて
大学院時代、私は川の魚が川幅や水深、流速、底質といった物理的な環境のどこにすんでいるのかを調べ、その関係を統計モデルで表す研究をしていました。潜って魚を確かめ、採集して数と大きさを測り、同じ地点の環境を測り、魚が「いる・いない」を環境条件から説明する、という地道な作業です。
河川工事やダム工事、道路の改修、保護区の調査や影響評価の場面では、「そこは魚がすめる環境か」を判断する材料が求められます。けれども、その判断に使える道具が誰でも手に取れる形で公開されている例は多くありません。
生きもののすみかを、こうして評価できるサイトがあってもよいのではないか。本来は私自身が研究を続けて精度を高めていくべきものですが、研究者が努力を重ねれば、このような評価はできるはずです。このページは、その可能性を確かめるための思考実験であり、試行です。
調査の規模
2006〜2009年に三重・岐阜・愛知の河川で行った調査は、延べ約780地点・区画、確認・採捕した魚は約1万個体(うち3,700個体以上は体長も測定)にのぼります。調査地点の名称と計測値は掲載していません。
記録した項目は、魚類では種の同定、出現の有無、個体数、体長、標本の作製です。環境では川幅、水深、流速、水際植物、抽水植物、沈水植物、上空の被覆、石の埋まり具合、底質を中心に、調査に応じて水温、pH、溶存酸素、護岸の素材、標高なども測っています。魚の確認には潜水目視と、電気ショッカーや各種の網を用いた採集を組み合わせました。
ツールの計算には、このうち横断線上の地点ごとに魚と環境を記録したデータ(6河川・503地点)を使っています。それ以外の調査は、どの魚がどの水系にすみ、どのような環境の違いが魚類相の違いにつながるかを把握し、調査区間の設定や解析する変数を選ぶための土台になっています。
解析の手順
1. 調査の設計
川を瀬と淵の組み合わせとしてとらえ、調査区間に一定間隔で横断線を引き、線上の地点ごとに「魚がいたか」と「その地点の環境」を同時に記録しました。魚と環境を同じ地点で対にして得ることで、魚の出現を環境条件で説明できるデータにしています。
2. データの統合と品質管理
調査年や河川によって記録様式が異なるため、全河川に共通する9項目にそろえ、スコアの基準を統一してから統合しました。記録の定義を確認できないものや欠測を含む地点(26地点)は除き、6河川477地点を解析に用いています。
3. 多変量解析による環境変数の点検
川の中の環境は「浮石の多い瀬から堆積物の多い淵へ」「岸寄りから流心へ」といった軸でとらえることができ、魚種ごとの棲み分けもこうした軸の上に現れます。そこでまず単位の異なる9項目を標準化し、多変量解析で変数どうしの関係を点検しました。互いに強く重なり合って、一方があれば他方が要らなくなるような変数の組み合わせがないこと(重複の指標がすべて許容範囲内であること)を確かめたうえで、9項目をモデルの候補にしています。
4. 変数選択によるモデル化
魚種ごとに、出現・非出現の2値データを扱える統計モデルを用い、情報量規準にもとづいて変数を1つずつ加えたり外したりしながら、説明力と簡潔さの釣り合いが最もよい変数の組み合わせを選びました。変数選択を行った理由は次のとおりです。
- 9項目をすべて入れると、調査した川に特有の偶然のくせまで覚えてしまい(過学習)、ほかの川に当てはめたときの精度が落ちるため。
- 魚種によって効いている環境は異なり(浮石の多い瀬、岸の植物、水深など)、種ごとに必要な変数だけを残すほうが、結果を生態として解釈しやすいため。
- 出現地点が少ない魚でも、推定を安定させるため。
また、その魚が確認された河川のデータだけでモデルを作っています。もともと分布しない川の「いない」を、環境が合わないためと誤って学習させないためです。
5. 検証
複数の河川で確認された魚は、1つの河川を除いたデータで変数選択からやり直してモデルを作り、除いた河川を予測する「河川間の検証」をすべての河川について繰り返しました。変数選択も毎回やり直すため、見かけの精度が高くなることを避けられます。1つの河川でしか確認されていない魚は、その河川のデータを5つに分けて同じ手順で交差検証し、これを5回繰り返しました。精度はAUC(0.5で当てずっぽう、1で完全に判別)で示しています。
6. 掲載の基準と信頼度
AUCが0.6以上の魚を掲載しました。河川間の検証で0.75以上を「高」、0.70〜0.75を「中」、0.60〜0.70を「低」とし、1河川のみの魚は「1河川のみ」としています。入力値がモデルを作ったデータの範囲を外れる場合は、画面に警告を出します。
掲載している魚とモデルの概要
| 魚種 | 信頼度(AUC) | 河川数・地点数(出現地点数) | 選ばれた環境変数 |
|---|---|---|---|
| ウグイ Pseudaspius hakonensis (Günther, 1877) | 高(0.79) | 2・169(56) | 川幅、水深、水際植物、抽水植物、石の埋まり具合、沈水植物、上空の被覆、底質 |
| ボウズハゼ Sicyopterus japonicus (Tanaka, 1909) | 高(0.76) | 2・169(88) | 水深、流速、水際植物、石の埋まり具合 |
| コイ目の稚魚(オイカワ・カワムツ等) Cypriniformes spp. (juv.) | 中(0.74) | 6・477(30) | 川幅、水際植物、沈水植物、上空の被覆 |
| シマヨシノボリ Rhinogobius nagoyae Jordan & Seale, 1906 | 中(0.74) | 2・189(14) | 水深、流速、水際植物、底質 |
| カワムツ Nipponocypris temminckii (Temminck & Schlegel, 1846) | 中(0.74) | 5・457(252) | 川幅、水深、流速、水際植物、沈水植物、上空の被覆、底質 |
| トウカイコガタスジシマドジョウ Cobitis minamorii tokaiensis Nakajima, 2012 | 中(0.73) | 2・68(31) | 水深、水際植物、抽水植物、上空の被覆、底質 |
| アユ Plecoglossus altivelis (Temminck & Schlegel, 1846) | 低(0.65) | 2・169(52) | 川幅、水深、抽水植物、底質 |
| オイカワ Zacco platypus (Temminck & Schlegel, 1846) | 低(0.64) | 6・477(259) | 川幅、水深、流速、石の埋まり具合、沈水植物、底質 |
| カワヨシノボリ Rhinogobius flumineus (Mizuno, 1960) | 低(0.61) | 6・477(269) | 川幅、水深、流速、沈水植物、上空の被覆、底質 |
| アジメドジョウ Cobitis delicata Niwa, 1937 | 1河川のみ(0.78) | 1・120(61) | 抽水植物、石の埋まり具合、沈水植物、上空の被覆 |
| ミナミメダカ Oryzias latipes (Temminck & Schlegel, 1846) | 1河川のみ(0.77) | 1・48(10) | 川幅、水深、抽水植物、上空の被覆 |
| タモロコ Gnathopogon elongatus (Temminck & Schlegel, 1846) | 1河川のみ(0.75) | 1・48(19) | 水深、流速 |
| アカザ Liobagrus reinii Hilgendorf, 1878 | 1河川のみ(0.67) | 1・120(32) | 川幅、石の埋まり具合、沈水植物 |
| ゴクラクハゼ Rhinogobius similis Gill, 1859 | 1河川のみ(0.65) | 1・69(32) | 川幅、水深 |
学名は Eschmeyer’s Catalog of Fishes(2026年9月時点)に準拠し、トウカイコガタスジシマドジョウのみ国内で用いられている亜種名で表記しています。
信頼度が低めの魚について
- カワヨシノボリ:ほぼすべての地点で見られる川がある一方、ほとんど見られない川もあり、出現率が川によって大きく異なります。「いない地点」が少ない川からは出現しにくい条件を学べず、川の間で環境との関係もそろわないため、判別力が低くなったと考えられます。
- アユ:群れで泳いで広く動くため、ある瞬間にいた1地点と、その地点の底質や植生との結びつきが弱くなりやすい魚です。放流の影響を受けている可能性もあります。
- オイカワ:多くの川で広く見られ、流れの速い場所から緩い場所まで使うため、環境の違いによる差が出にくい魚です。
- アカザ:夜行性で日中は石の下に潜んでいるため、昼間の潜水目視では見落としやすく、「いない」と記録された地点に実際はいた可能性があります。確認された河川が1つのみであることも影響しています。
- ゴクラクハゼ:確認された河川が1つで、地点数も少ないため、精度が限られています。
これらの魚は、見落としにくい調査方法の組み合わせや調査河川を増やすことで、精度を上げられる余地があります。