2023 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 – 2025-03-31
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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 / 魚類群集潜水観察 / ネットワーク不確定性 |
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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，非線形性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からは困難であった．この課題解決のために，本研究計画ではまず，１）系の安定性に大きく影響する種間相互作用の密度依存性を観測時系列データから推定する手法と，２）推定した密度依存性を仮想的に改変することで動態の安定性＊１に与える影響を調べる手法LMDr(Local Manifold Distance-based regression)を開発した＊２．これらの手法を用いて，寄生蜂-マメゾウムシ実験＊３のデータを，潜水観察による魚類群集データ＊４の解析を行ったところ，１）実験個体群では，系の安定性を高めるスイッチング寄生様＊５の相互作用が検出され，その効果は系を不安定化させる宿主間競争よりも強い，２）魚類群集では，系の安定化に働く密度依存性を持つ相互作用が卓越し，魚類群集の長期存続に寄与していることを明らかにした．また，本課題のアイデアを発展させ，生態系に加わるプレス摂動＊６の予測ができなくなるネットワーク不確定性がどのような生態的特徴のときに生じるかについて包括的に解明する理論的枠組を確立した．
（＊１：時系列データの変動係数CVから計算される；＊２：局所重み付け線形回帰を発展させた非線形時系列予測法；＊３：近縁なヨツモンマメゾウムシ・アズキゾウムシと寄生蜂ゾウムシコマユコバチからなる（宿主間は強い拮抗的関係にあり２種だけだと必ず競争排除が起こる）；＊４：舞鶴湾で行われている月２階のトランセクト潜水観察；＊５：個体数の多い宿主をより好んで寄生する行動；＊６：温暖化のような持続的に発生する撹乱）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
前年度までに本研究計画の一部を国際学術誌Ecology Letters，Population Ecology誌および3本の総説をBook Chapterとして出版した．また，本研究計画を発展させた論文をProceedings of the National Academy of SciencesおよびProceedings of the Royal Society B誌に改訂稿を投稿中である．研究本体に当たる論文に関しても現在改訂がほぼ終わり，間もなく投稿予定であるため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は研究本体に当たる論文の投稿・受理を目指すとともに，本研究計画で得られた成果に関する総説論文の執筆・投稿および，国際学会等での発表を行う．
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| Causes of Carryover |
オープンアクセス費用として予定した論文出版が遅れたため．
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