達古武沼は窒素栄養塩制限の湖であり，現在は窒素固定をするシアノバクテリアの1つであるアナベナのブルームによるアオコが毎年夏に発生して，数年前まで繁茂していた沈水植物がほとんど消滅している。ここでは，この湖の特性に沿った，アナベナ，窒素栄養塩，沈水植物から構成される系について数理モデルの構築を行い，レジームシフトが起こる生態学的なメカニズムを探った。これまでの湖の富栄養化のレジームシフトを起こすモデルのほとんどは，リン律速の系であったが，ここでは窒素律速の湖と，窒素固定をするプランクトンという特徴に着目し，また春先から初夏にかけての時間的変動も考慮した新たなタイプのモデルの構築をすることができた。このモデルの解析により，栄養塩負荷が増加しある閾値を越えたときアオコの発生が起こり，このことから引き起こされる沈水植物の消滅という間接効果の影響によって，レジームシフトが起こることがあることが解った。さらに，この解析の結果から，達古武沼の再生において，レジームシフトに付随して起こる履歴現象が存在することから，生態系管理上で注意しなければならないいくつかの問題点を示唆することができた。