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Biodiversity and ecosystem functioning in the field: a case study in Japanese moorlands and a global-scale study

Research Project

Project/Area Number 19KK0393
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

佐々木 雄大  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60550077)

Project Period (FY) 2020 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Keywords生物多様性と生態系機能 / 炭素隔離 / 生態系の安定性 / 微生物群集 / 植物群集 / 気候変動 / 生態学的閾値 / 生態系の多機能性 / 生態系機能 / 植物形質 / 生態系サービス / 生物多様性 / 山岳生態系 / 湿原生態系 / 温暖化
Outline of Research at the Start

本研究は、青森県八甲田山系の湿原群の植物群集の多様性変化を明らかにする基課題を大きく拡張し、湿原の植物および微生物の現在の多様性が炭素動態に関わる複数の機能にどう関係しているのかを解明する。気候変動影響の緩和にとって、湿原のもつ炭素隔離機能の重要性は言うまでもなく、生物多様性の減少がもたらす炭素隔離機能への影響解明は喫緊の課題である。さらに、野外生態系・実験生態系における全球規模のデータを集約し、様々な野外生態系における生物多様性の変容が炭素動態に関わる複数の機能にどのような影響を与えるのかを理解し、全球的に場所間の種組成の違いから生じる多様性を保全する重要性を検証する。

Outline of Annual Research Achievements

人間活動の影響の増大によって、地球上の様々な場所で生物多様性の消失が急速に進んでいる。主に草原・草地を対象とした生物多様性の操作実験によって、多様性の減少は、生産性や物質の循環・分解といった、地球および人間社会にとって根源的な生態系機能を変化させることがわかってきた。野外では、特定の種の存在や環境条件の変化など生物多様性以外の要因が複雑に絡み合って生態系機能が駆動されていると考えられる。とくに、操作実験が対象とする小さな空間スケールで見られる生物多様性と生態系機能の関係性がより大きな空間スケールでも同様に見られるのかどうかはまだほとんどわかっていない。本国際共同研究課題の後半目標は、野外生態系における大規模データセットを用いて、野外生態系における生物多様性の変容が炭素動態に関わる複数の機能にどのような影響を与えるのかを統合的に理解することである。近年の気候変動影響の緩和にとって、生態系のもつ炭素隔離機能の重要性は言うまでもなく、生物多様性の減少がもたらす炭素隔離機能への影響解明は喫緊の課題である。

乾燥半湿潤から極乾燥まで幅広い乾燥度傾度に沿った植物群集・生産量の大規模データを用いて、生態系の安定性が乾燥度指数0.2(半乾燥地域から乾燥地域への移行帯付近)を閾値として急激に減少することを明らかにした。また、乾燥度に伴って、植物多様性と生態系の安定性の関係が変化することがわかり、生物多様性による生態系安定性への効果は状況依存性があることがわかった。当該結果は、生物多様性の適切な管理によって、今後の気候変動に対して生態系を安定的に維持できる可能性を示唆している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度は海外渡航に関する制限が完全になくなり、2023年度8月から10月にかけて、本課題の国際共同研究機関へ渡航し、共同での論文の完成、新たな論文の執筆開始、これからのデータ解析・論文執筆計画について、対面での議論を繰り返し行った。また、本課題に関する成果やこれからの計画を共同研究機関の関係者の前で発表し、意見交換を活発に行った。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、2022年度の渡航後から進めた解析結果を取りまとめ、各国の国際共同研究者と共同し、論文を作成し、学術誌に投稿する。共同研究者を日本に招へいし(調整中)、今後の研究連携について、さらなる議論を交わす予定である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (43 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (19 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 18 results,  Open Access: 6 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 1 results) Book (4 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Regional assessment of diversity and distribution of native tree species in South Asia2023

    • Author(s)
      Yadav Harsh、Phartyal Shyam S.、Iwachido Yuki、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Biodiversity and Conservation

      Volume: 33 Issue: 1 Pages: 379-396

    • DOI

      10.1007/s10531-023-02756-y

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Overlooked plant diversity in urban streetscapes in Oulu and Yokohama2023

    • Author(s)
      Heikkinen Mirka K.、Iwachido Yuki、Sun Xi、Maehara Kaho、Kawata Mayuko、Yamamoto Sumire、Tsuchihashi Yui、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Global Ecology and Conservation

      Volume: 46 Pages: e02621-e02621

    • DOI

      10.1016/j.gecco.2023.e02621

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dryland sensitivity to climate change and variability using nonlinear dynamics2023

    • Author(s)
      Sasaki Takehiro、Collins Scott L.、Rudgers Jennifer A.、Batdelger Gantsetseg、Baasandai Erdenetsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Issue: 35

    • DOI

      10.1073/pnas.2305050120

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Limited theoretical and empirical evidence that response diversity determines the resilience of ecosystems to environmental change2023

    • Author(s)
      Ross Samuel R. P.‐J.、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 39 Issue: 2 Pages: 115-130

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12434

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] How to measure response diversity2023

    • Author(s)
      Ross Samuel R. P.‐J.、Petchey Owen L.、Sasaki Takehiro、Armitage David W.
    • Journal Title

      Methods in Ecology and Evolution

      Volume: 14 Issue: 5 Pages: 1150-1167

    • DOI

      10.1111/2041-210x.14087

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mixed coastal forests are less vulnerable to tsunami impacts than monoculture forests2023

    • Author(s)
      Iwachido Yuki、Kaneko Minori、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Natural Hazards

      Volume: 120 Issue: 2 Pages: 1101-1112

    • DOI

      10.1007/s11069-023-06248-8

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A fence-line contrast reveals effects of grazing on communities of plants and ground-dwelling arthropods in a Mongolian grassland2022

    • Author(s)
      Nishimura Issei、Iwachido Yuki、Nambu Misa、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Journal of Arid Environments

      Volume: 203 Pages: 104776-104776

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2022.104776

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wild birds in YouTube videos: Presence of specific species contributes to increased views2022

    • Author(s)
      Kikuchi Yutaro、Nishimura Issei、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Ecological Informatics

      Volume: 71 Pages: 101767-101767

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2022.101767

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plant and microbial community composition jointly determine moorland multifunctionality2022

    • Author(s)
      Sasaki Takehiro、Ishii Naohiro I.、Makishima Daichi、Sutou Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Taniguchi Hayami、Okano Kunihiro、Matsuo Ayumi、Lochner Alfred、Cesarz Simone、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Eisenhauer Nico
    • Journal Title

      Journal of Ecology

      Volume: 110 Issue: 10 Pages: 2507-2521

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13969

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Predicting diversity changes in subalpine moorland ecosystems based on geometry of species distributions and realistic area loss2022

    • Author(s)
      Makishima Daichi、Ishii Naohiro、Sutoh Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Taniguchi Hayami、Uchida Kei、Shimazaki Masaya、Nakashizuka Tohru、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Journal of Vegetation Science

      Volume: 33 Issue: 5

    • DOI

      10.1111/jvs.13150

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial scales and urban greenspace types influence public conservation preferences2022

    • Author(s)
      Tomitaka Mahoro、Iwachido Yuki、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Land Use Policy

      Volume: 123 Pages: 106403-106403

    • DOI

      10.1016/j.landusepol.2022.106403

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plant functional rarity across different land use types in the megacity of Tokyo2022

    • Author(s)
      Sun Xi、Iwachido Yuki、Hayashi Shinya、Horiuchi Souki、Kirishita Masataka、Mori Akira S.、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Urban Forestry & Urban Greening

      Volume: 78 Pages: 127779-127779

    • DOI

      10.1016/j.ufug.2022.127779

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Patterns of flower-visiting insects depend on flowering phenological shifts along an altitudinal gradient in subalpine moorland ecosystems2022

    • Author(s)
      Matsubara Natsuki、Goto Akihito、Uchida Kei、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Biologia

      Volume: 78 Issue: 3 Pages: 809-818

    • DOI

      10.1007/s11756-022-01284-4

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      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Responses of plant productivity and carbon fluxes to short-term experimental manipulations of climate change and species loss in a Mongolian grassland2022

    • Author(s)
      Sasaki Takehiro、Nambu Misa、Iwachido Yuki、Yoshihara Yu、Batdelger Gantsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • Journal Title

      Journal of Arid Environments

      Volume: 198 Pages: 104690-104690

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2021.104690

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Species richness and flower color diversity determine aesthetic preferences of natural-park and urban-park visitors for plant communities2021

    • Author(s)
      Tomitaka Mahoro、Uchihara Shoko、Goto Akihito、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Environmental and Sustainability Indicators

      Volume: 11 Pages: 100130-100130

    • DOI

      10.1016/j.indic.2021.100130

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genetic diversity, population size, and population stability of common plant species in a Mongolian grassland2021

    • Author(s)
      Ishii Naohiro I.、Takahashi Masaya、Yoshihara Yu、Dashzeveg Nyambayar、Ayush Tserendejid、Suyama Yoshihisa、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Journal of Arid Environments

      Volume: 194 Pages: 104607-104607

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2021.104607

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Potential extinction debt due to habitat loss and fragmentation in subalpine moorland ecosystems2021

    • Author(s)
      Makishima Daichi、Sutou Rui、Goto Akihito、Kawai Yutaka、Ishii Naohiro、Taniguchi Hayami、Uchida Kei、Shimazaki Masaya、Nakashizuka Tohru、Suyama Yoshihisa、Hikosaka Kouki、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Plant Ecology

      Volume: 222 Issue: 4 Pages: 445-457

    • DOI

      10.1007/s11258-021-01118-4

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Plant quantity and quality regulate the diversity of arthropod communities in a semi‐arid grassland2021

    • Author(s)
      Lu Xiaoming、Zhao Xuezhen、Tachibana Taiki、Uchida Kei、Sasaki Takehiro、Bai Yongfei
    • Journal Title

      Functional Ecology

      Volume: 35 Issue: 3 Pages: 601-613

    • DOI

      10.1111/1365-2435.13742

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      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] National geographic distribution and number of TV nature programs across the Japanese archipelago2021

    • Author(s)
      Tachibana Kousuke、Uchida Kei、Aiba Masahiro、Sasaki Takehiro
    • Journal Title

      Ecological Indicators

      Volume: 121 Pages: 107054-107054

    • DOI

      10.1016/j.ecolind.2020.107054

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      2020 Research-status Report
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  • [Presentation] 環境応答の非同期性に対する種間・種内変異の寄与2024

    • Author(s)
      石井直浩(鳥取大学), 黒川紘子(森林総合研究所), 瀧本岳(東京大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
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      日本生態学会第71回大会
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  • [Presentation] 栄養段階を超えた生物間相互作用から生物多様性効果を評価する2023

    • Author(s)
      西村一晟(横浜国大), 橘太希(横浜国大), Lu XIAOMING(Chinese Academy of Science), Zhao XUEZHEN(Chinese Academy of Science), 内田圭(東京大学), Bai YONGFEI(Chinese Academy of Science), 佐々木雄大(横浜国大)
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会(仙台)
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  • [Presentation] Changes in plant functional traits driven by grazing and climate in Mongolian grasslands2023

    • Author(s)
      Qi YULAN(Yokohama National Univ.), Naohiro ISHII(Yokohama National Univ.), Issei NISHIMURA(Yokohama National Univ.), Gantsetseg BATDELGER(IRIMHE), Maiko KAGAMI(Yokohama National Univ.), Gaku TAKIMOTO(Tokyo Univ.), Takehiro SASAKI(Yokohama National Univ.)
    • Organizer
      日本生態学会第70回大会(仙台)
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    • Author(s)
      Katriina Mirka HEIKKINEN, Yuuki IWACHIDO, Xi SUN, Kaho MAEHARA, Mayuko KAWATA, Sumire YAMAMOTO, Yui TSUCHIHASI, Takehiro SASAKI
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      日本生態学会第70回大会(仙台)
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      岩知道優樹(横浜国立大学), 内田圭(東京大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
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  • [Presentation] 湿原植物群集におけるバイオマス生産の時間的安定性の決定要因2022

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      石井直浩(横浜国立大学), 巻島大智(横浜国立大学), 須藤瑠衣(横浜国立大学), 谷口快海(東北大学), 後藤亮仁(横浜国立大学), 河井勇高(東北大学), 彦坂幸毅(東北大学), 陶山佳久(東北大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • Organizer
      日本生態学会第69回大会(福岡)
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    • Author(s)
      橘太希(横浜国立大学), 内田圭(東京大学), 西村一晟(横浜国立大学), Xiaoming LU(Chinese Academy of Sciences), Xuezhen ZHAO(Chinese Academy of Sciences), Yongfei BAI(Chinese Academy of Sciences), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • Organizer
      日本生態学会第69回大会(福岡)
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    • Author(s)
      Takehiro SASAKI(Yokohama National University), Gantsetseg BATDELGER(IRIMHE), Toshihiko KINUGASA(Tottori University)
    • Organizer
      日本生態学会第69回大会(福岡)
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    • Author(s)
      西村一晟, 岩知道優樹, 南部美紗, 佐々木雄大(横浜国立大学)
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      日本生態学会第69回大会(福岡)
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  • [Presentation] モンゴル草原で砂漠化・気候変動・生物多様性に関わる課題を解く2021

    • Author(s)
      佐々木雄大
    • Organizer
      日本生態学会第68回大会(岡山)受賞講演
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    • Invited
  • [Presentation] Stabilizing mechanisms of ecosystem productivity through inter- and intra-specific diversity across Mongolia2021

    • Author(s)
      Naohiro Ishii , Issei Nishimura , Gantsetseg Batdelger , Toshihiko Kinugasa, Takehiro Sasaki
    • Organizer
      The 4th International Workshop - Project ICCxDrylands
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      冨髙まほろ, 岩知道優樹, 佐々木雄大
    • Organizer
      日本生態学会第68回大会(岡山)
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  • [Presentation] 自然草原における複数栄養段階を考慮した生物多様性効果の検証2021

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      西村一晟, 橘太希, 内田圭, XIAOMING LU, XUEZHEN ZHAO, YONGFEI BAI, 佐々木雄大
    • Organizer
      日本生態学会第68回大会(岡山)
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      石井直浩, 高橋昌也, 吉原佑, Nyambayar DASHZEVEG, Tserendejid AYUSH, 陶山佳久, 佐々木雄大
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      日本生態学会第68回大会(岡山)
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      橘太希, 内田圭, Xiaoming LU, Xuezhen ZHAO, 西村一晟, Yongfei BAI, 佐々木雄大
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      日本生態学会第68回大会(岡山)
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      鳥取大学乾燥地研究センター、坪 充、黒崎 泰典、衣笠 利彦
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    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307106
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      Akira S. Mori, Takehiro Sasaki, Maiko Kagami, Takeshi Miki, Moriaki Yasuhara
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      Wiley
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      横浜国立大学都市科学部
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    • ISBN
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      日本沙漠学会
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    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
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Published: 2020-02-06   Modified: 2024-12-25  

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