2020 Fiscal Year Research-status Report
変動する自然生態系の多様性維持メカニズム：非線形時系列解析を用いた新たな展開
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18K14797
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
川津 一隆 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (20747547)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 複雑性-安定性関係 / 非線形時系列解析 / 力学系理論 / 長期時系列データ / マメゾウムシ実験系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生態系の複雑性-安定性関係の形成メカニズムを解明することは生態学だけでなく生物多様性維持の観点からも重要な課題である．しかしながら，非線型な変動を示す野外群集から複雑性と安定性を定量化することは従来の平衡群集観に基づく理論体系では困難であった．この課題を解決するために前年度までに開発した解析手法での解析を進めるとともに，新しく，系の安定性に大きく影響する密度依存性を持つ種間相互作用の検出と，その安定性への寄与を明らかにする解析法を開発した．この手法は，種間相互作用を検出するために開発された局所線形回帰を拡張することで相互作用の密度依存性を検出する解析と，検出した密度依存性を操作することで動態に与える影響を調べるシミュレーションの２つの手順からなる．この手法を用いて新たに寄生蜂-マメゾウムシ実験個体群のデータと魚類群集データに適用した．その結果，１）実験個体群では，系の安定化に働くスイッチング寄生が検出され，またその効果は不安定化に働く宿主間の競争よりも強い，２）魚類群集では，系の安定化に働く密度依存性を持つ正の相互作用が卓越すること，またその結果魚類群集が実際に安定化していること，を明らかにした．また，前年度までに行った解析結果を新たに国際学術誌Ecology Letters誌にて発表するとともに，3本の総説をBook Chapterとして出版した．
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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
本課題は，１）力学系理論の発展，２）時系列解析法への実装，３）室内操作実験，４）野外群集時系列の解析，の４つのサブ課題からなる．今年度までに１－４までの解析については目処が立っており，あとは論文としてまとめる段階に入ってきている．加えて，新たにノイズを含む時系列データから動態の安定性を定量化，時系列データから相互作用の密度依存性を検出する，という当初の予定になかった新しい非線型時系列解析法を開発・実装することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は得られた結果を1-2本の論文にまとめ国際学術誌に投稿・出版する．また，この分野に関する総説論文をまとめ国際学術誌への投稿を目指す．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の中で予定していた国内・国際学会参加ができなくなったことに加え，予定していたワークステーションの開発・発売が滞っており購入できなくなったため．
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