2017 Fiscal Year Research-status Report
フェノロジカルミスマッチの発生メカニズムと送粉系機能への影響評価
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17K07551
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
工藤 岳 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (30221930)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気候変動 / フェノロジカルミスマッチ / 高山生態系 / 送粉系 / ポリネーター / 開花時期 / マルハナバチ / 雪解け時期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
北海道大雪山系の黒岳、赤岳、ヒサゴ沼調査地に設定した調査プロットで、高山植物群集の開花フェノロジーのモニタリング調査を行った。調査プロット周辺の高山草原において、マルハナバチなどの訪花性昆虫の種組成と訪花頻度のセンサスを行った。また、主要虫媒花植物種について、開花時期が異なる個体群間で結実率の比較を行ない、フェノロジー変異と結実成功の関連性について解析を行った。調査地に設置した気象ステーションによる気温、土壌温度、降水量、日射量、ならびに雪解け時期の観測を継続した。さらに、調査地に設置した自動撮影カメラによるフェノロジーデータ収集を行った。
調査地全体を網羅する範囲の衛星画像データを用いて、景観スケールの残雪パターンと高山植生の画像解析に着手した。
これまで大雪山系で蓄積された高山植物の開花フェノロジー記録と気象データをデータベースとして整理し、長期スパンでの開花フェノロジー動態を解析する準備を開始した。また、モニタリングサイト1000高山帯プロジェクトで蓄積されたデータを収集し、山域間比較のデータベース作りに着手した。
低地冷温帯林の林床性春植物の開花時期と送粉昆虫であるマルハナバチの越冬からの出現時期の同調性、ならびに同調性の揺らぎが送粉機能を介して植物の結実率に及ぼす影響を、気象条件や雪解け時期と関連させて解析し、フェノロジカルミスマッチの発生条件について検討を行った。
これまでに得られた成果を学術論文として発表するとともに、一般向けの著作として公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
大雪山の長期モニタリングサイトでの開花フェノロジーとマルハナバチ類訪花活性の季節性のデータを継続して収集できた。これまで大雪山系で収集された気象データ、雪解け時期変動、開花フェノロジー、昆虫の訪花活性、結実率の長期データを解析するためのデータベースを構築することができた。これによって、高山生態系における高山植物群集と主要花粉媒介昆虫であるマルハナバチの季節変動との同調性解析ならびに同調性のずれが送粉機能に及ぼす影響を評価する体制が整った。
高山植物群集の開花構造は雪解けとその後の気温によって形成されることを実際のデータから導き、将来の気候変動によって開花フェノロジー構造がどのように影響するのかを予測するモデルの構築を行った。
大雪山系で見いだされた高山植物群集の開花フェノロジーと訪花性昆虫の季節同調メカニズムの一般性を検証するために、本州中部山岳地域における高山植物群集の開花構造を比較するデータソースを収集することができた。また、より低標高の森林帯においても、早春に開花する林床植物と越冬から目覚める訪花性昆虫の間にミスマッチが生じる可能性があり、それが雪解け時期、気温、土壌温度のバランスによって引き起こされる可能性を長期データ解析によって明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
大雪山の調査地におけるモニタリング調査を継続する。特に、植物の繁殖成功に影響する要因は、開花時期と送粉者の同調性だけでなく、種子捕食者との同調性も重要となることを野外調査により明らかにする。そのために、雪解け傾度に沿って広く分布する植物種（ハクサンボウフウやエゾコザクラ）の複数個体群で、開花時期、送粉成功、種子捕食率の関連性について解析する。それにより、気候変動が高山植物の繁殖成功に及ぼす影響を、より多角的な生態現象から理解できると期待される。
開花フェノロジーと訪花性昆虫の季節動態に影響する要因についてより多くの環境データから解析を試み、高山生態系における植物ー昆虫のフェノロジカルミスマッチ発生メカニズムの解明に着手する。特に、森林生態系で見いだされた土壌温度と気温の関係など、異なる要因の重要性に着目する。
モニタリングサイト1000などの長期データを利用し、気候変動が高山生態系のフェノロジー構造に及ぼす影響を、より具体的に明らかにする。そして、フェノロジカルミスマッチがもたらす生態系機能への影響（送粉共生系と被食防衛系の関連性）についての実例を示していく。
一連の調査と解析から得られた知見は、随時学会発表、学術誌への論文発表、一般向けの著作物として公表していく。
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[Book] 生物学者，地球を行く2018
Author(s)
日本生態学会 北海道地区会、小林 真、工藤 岳
Total Pages
228
Publisher
文一総合出版
ISBN
978-4-8299-7107-9
