【研究領域課題番号】21H02226 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

気候変動 / 土地利用変化 / 広域パターン / 多様性 / 機能 / 土壌微生物群集 / 生物多様性 / 生態系機能 / 空間スケール依存性

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究領域課題番号】19K12411 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

機能遺伝子 / 樹木実生 / 硝化作用 / 植生衰退 / 植物－土壌フィードバック / 土壌微生物叢 / ニホンジカ / 履歴効果 / 生物多様性 / 生態系機能

【研究成果の概要】

本研究では、シカによる森林の植生衰退が土壌機能の低下を引き起こし、植生回復を阻害する負の植物－土壌フィードバック作用のメカニズムを明らかにするために、樹木実生と土壌微生物間の相互作用を分析した。その結果、植生衰退に伴う土壌中の養分動態の変化が土壌微生物の活性を低下させ、次世代の植物の成長に履歴効果として作用すること、また植物の機能グループ間で応答が異なることが明らかになった。本研究から、森林の植生衰退は、土壌微生物叢の変化によって植生回復を阻害するに留まらず、植生衰退以前と異なる植生への遷移を引き起こす可能性があることを示唆している。

【研究の社会的意義】

近年、シカによる森林の植生衰退が環境保全上の大きな課題になっており、生態系修復のため、シカ排除柵が設置されているが、植生回復が十分進まない事例も多い。その原因として植生衰退に伴う土壌機能の低下が植生回復を阻害する負の植物－土壌フィードバック作用が提唱されている。本研究では、シカによる植生衰退が土壌微生物叢の変化を通じて土壌機能を損なう可能性があることを明らかにした。この成果は、植食者を介した地上部－地下部相互作用が履歴効果として森林生態系に影響を及ぼすことについて新たな知見を示すとともに、植生変化の予測や生態系修復の技術の発展に寄与すると期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】18K05717 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

気候変動 / 非線形応答 / 暖温帯 / 生物多様性 / 生態系機能 / 暖帯林

【研究成果の概要】

これまで困難を極めた気候変動に伴う多重ストレスに対する森林生態系の非線形応答（相乗効果、レジームシフト）を解明する。気候変動は温暖化と同時に、突発的な撹乱の頻度と規模を増加させると予測されている。本研究の目的は、１）台風撹乱と温暖化の複合効果が紀伊半島の暖帯林（照葉樹林）の群集構造と垂直的な階層構造にどの様な影響を与えるのか？２）その複合効果に対して生物多様性（樹木、昆虫）と生態系機能はどのような応答（線形、非線形）をするのか？を林分レベルで実験的に解明することである。台風豪雨被害のために調査は十分にはできなかったが、土壌温暖化と林冠ギャップの実験処理と実験前の調査は実施している。

【研究の社会的意義】

温暖化研究は高緯度（ツンドラ帯、冷温帯）又は高山帯において盛んに行われてきた。しかし、全ての森林タイプの温暖化応答の情報を網羅しないと全球的な評価はできない。そこで、これまで見過ごされてきた暖帯林の温暖化実験を本研究は行った。日本列島は台風撹乱の影響を受けやすく、その巨大化も懸念されている。環境変動下での森林生態系の変動を正確に予測するためには、温暖化と台風撹乱の複合効果の解明が必要である。そこで、個々の環境要因（林冠ギャップや土壌温暖化）と複合効果に対する応答が線形（相加効果）なのか、非線形（相乗効果、レジームシフト）なのか、を検証できる操作実験を開始した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】15K14600 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態系機能 / 種多様性 / 害虫駆除 / 環境保全型農業 / 生物多様性 / ボトムアップ効果 / 生物防除 / 時間変動

【研究成果の概要】

本研究は、複数の栄養段階を縦断した種の多様性と生態系サービスの連鎖効果を検証することを目的とした。水田に生息する造網性クモ類（天敵）、害虫（ヨコバイ、ウンカ、カメムシ）、ハエ目昆虫（クモの主要な餌で、「ただの虫」）の3つの栄養段階に着目し、「ハエ目の種多様性が天敵の多様性を支え、それが害虫防除の効果を強化する」、という仮説を検証した。調査と解析の結果、ハエ目の種の季節的入れ替わりがハエ目全体の密度を高め、密度の変動を安定化させることがわかった。また、ハエ目の量は、クモ類の個体数に影響を与えること、クモ類の個体数は害虫のカメムシ類に負の影響があることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】環境農学(含ランドスケープ科学)

【研究領域課題番号】25292210 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

農業生物多様性 / 生態系機能 / 景観管理 / 送粉サービス / 社会生態学的システム / 生物多様性 / 生態系サービス / 価値評価 / 景観生態学 / 景観計画

【研究成果の概要】

インドネシア・西ジャワ地域を事例に，農業生態系が享受する生態系サービス発現に関わる生物多様性および地域農民の生態系サービスに対する認識を調査した。その結果，残存天然林が生態系サービスの発現に関わる生物種群の大きな多様性の供給源であること，その供給源に近い植林地や樹木園では生物多様性が担保されると同時に，生態系サービスに関する地域住民の意識も高まることが示された。天然林から遠い集落では，伝統的に維持管理されてきたアグロフォレストと呼ばれる樹木園が生物多様性と生態系サービスの供給元になっていることもわかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】資源保全学

【研究領域課題番号】24310170 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食物網 / 種多様性 / 森林生態系 / 生物群集 / 鱗翅目 / 寄生蜂 / 林冠 / メタボローム / DNAバーコーディング / 系統シグナル / 系統樹 / 生物多様性 / 生態系機能 / 2次代謝物質

【研究成果の概要】

本研究では、森林および草地生態系において、植物ー植食者ー捕食者（天敵）の各栄養段階間での相互作用により、生物多様性が維持される機構の解明を目指した。森林における、植食者群集全体からカエデ属樹木を利用するハマキホソガ（Caloptilia属）群集、そして、草地のチョウ類個体群、一方、植物の葉を利用する葉食者から木材を利用する材食者まで、対象とする群集を変えることで、植物-植食者の共進化関係から植物の餌資源としての質の変異、さらに、生息環境の構造まで、様々な要因を検討し、植食者多様性の維持機構の解明を目指した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】資源保全学

【研究領域課題番号】22510249 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生態系機能 / 生物多様性 / 群集生態学 / 安定同位体 / 食性分析 / 生態系 / 生物多様 / 群集生態

【研究成果の概要】

本研究では、胃内容分析や糞分析、文献調査等から得られる食物網構成種の間の食う-食われる関係の有無を0(無い場合)と1(有る場合)で記述した二値食物網データと、食物網構成種の安定同位体比データを取得することによって、その食物網における全ての消費者について異なる餌資源の貢献比率を同時に推定するベイズ推定モデルIsoWebを開発した。さらに、仮想食物網データおよび実データを用いた検証の結果、IsoWebは現実的な構造やデータの不確実性をもつ食物網において、各餌資源の貢献比率を十分な精度で一括して推定できること、また、統計的なモデル選択の手法を活用することで、安定同位体比データにもとづいて妥当な食物網構造の選択が可能となることが示された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】資源保全学

【研究領域課題番号】22405006 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

森林資源管理 / 自然攪乱 / 北方林 / 統計モデル / 生態学的森林管理 / 森林施業 / 機能的多様性 / 生態系機能 / 生物多様性 / 山火事 / 生態系管理 / 生物群集 / 機能特性 / 統計モデリング / 温暖化

【研究成果の概要】

本研究では、北方林の攪乱体制に関する知見に基づいて、北方林の生態学的管理手法を検討することを目的にした。カナダ・北欧の研究者と連携し、北方林の自然攪乱に関するデータを収集した。カナダの針葉樹林の劣化するメカニズムは、山火事による更新サイト形成と山火事後の種子分散の確率に規定されていることが、空間統計モデルの解析から明らかになり、山火事に適応した保残林施業の重要性が示唆された。フィンランドの北方林では、風害のパターンを、倒木の倒壊角度データを用いて分析し、風害の時空間的な同調性を明らかにした。森林の倒木方位分布から、北方林の風害に対する感受性を推定する方法は、森林管理にも寄与すると考えられた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010-04-01 - 2014-03-31

【配分額】18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)

【研究分野】生態・環境

【研究領域課題番号】16405007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海草藻場 / 生物多様性 / 生態系機能 / 物理的撹乱 / 環境ストレス / タイ / 熱帯生態系 / 生物地球化学 / 生物群集 / タイ南西部 / 広域空間比較 / ベントス / 物理化学的プロセス

【研究成果の概要】

タイの熱帯海草藻場を対象に、自然および人為的な環境ストレスが海草藻場の生態系機能と生物多様性に与える影響を解明することにより、海草藻場の生物多様性(種組成および生物量)を指標とした沿岸生態系の機能評価の手法を開発することを目的とする。この目的を達成するため、タイにおける野外調査を3年間行った。得られた成果の概要は下記のとおりである。
1.陸域からの物質流入の程度の異なる2地域5箇所の海草藻場を調査域として、環境条件、生物多様性および生態系機能の長期変動を把握した。海草藻場の物理学的・化学的プロセスは、河川流入のある河口域の海草藻場と、河口から離れた海草藻場で大きく異なること賀判明した。また、海草藻場間の比較では、生物多様性の高い海草藻場ほど生態系機能(生産性および安定性)が高いことが判明した。さらに、これらの変異は、海草の生化学的構成の変化とも相関していることを明らかにした。これらの結果により、海草および付随する動物群集の状態および生物多様性を指標にした海草藻場の生態系機能評価法を検討した。
2.2004年12月に発生した津波による大規模攪乱が海草藻場生態系および生物群集に与える影響を評価した。その結果、海草の種多様性および生物多様性は、津波による攪乱の強度と相関していたのに対し、動物群集のそれは、必ずしも関係しないこと、また海草植生の有無が津波の効果の変異に関連していることが判明した。また堆積物の物理的構造の変化および海草の地下茎の安定同位体比の変化を通じて、津波前後の物理環境の変化を推定し、津波等による堆積物環境の攪乱が生物群集に与える効果の新たな検証方法を確立した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】13,200千円 (直接経費: 13,200千円)