2021 Fiscal Year Annual Research Report
個体の生活史から群集動態まで：体サイズを軸とする水圏生態系モデルの新たな体系化
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19K06203
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山川 卓 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (10345184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒木 真理 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00568800)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 水圏生態系 / ベキ乗則 / サイズスケーリング / サイズスペクトル / 成長式 / 自然死亡 / 再生産関係 / 漁獲制御ルール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水圏生態系では「小さな個体を大きな個体が喰う」ことの連鎖によって食物網が構成され，その経路に沿って物質・エネルギーのフローが生じる。一般に，水圏生物群集を構成する個体のサイズと個体数・バイオマスの関係や，捕食者-被食者の体サイズ比は，サイズスケーリング則に従う簡単なベキ乗式で表される。本研究では，体サイズやバイオマスに関するベキ乗式を軸に，水圏生態系内での個体レベルから個体群レベル，群集・生態系レベルまでの各過程で生じる現象を一貫してモデル化する新たな体系を提示するとともに，その有効性を検証した。
１．個体レベル：成長と繁殖へのエネルギー配分を考慮したサイズスケーリング則に基づく新たな個体成長式（一般化q-VBGF）の当てはめ性能を検討し，限定成長や非限定成長を示す広範な種のデータに有効であることを確認した。
２．個体群レベル(1)：ふ化から加入，成熟，寿命までの生残過程を，サイズスケーリング則に従う死亡率によって統一的に表す個体群動態モデルを提案し，有効性を確認した。
３．個体群レベル(2)：ベキ乗式に基づいて親と子の量的関係を表す再生産関係式（q-logarithm型再生産式）を新たに提案し，多様な種の親魚量-加入量の時系列データに当てはめてメタ解析を行った結果，従来型モデルよりも高い性能を有することを見出した。
４．個体群レベル(3)：さまざまな不確実性水準下の水産資源管理において複数の管理目的（平均漁獲量の最大化，漁獲量変動の抑制，最低資源量の確保）を効果的に達成する最適な漁獲制御ルールの形状を明らかにするとともに，資源量のベキ乗式に基づいて当該ルールを再現する関数式を導出した。
５．群集・生態系レベル：水圏生物群集のサイズスペクトルの動態をシミュレートするサイズ構成行列モデルを開発し，現実のデータへの適用や，生態系ベースの漁獲戦略の検討に有効に使用できることを示した。
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