生態系機能に対する普遍的な生物多様性効果の検証

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15171
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 長田 穣 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90750084)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 生物多様性 / 生態系機能 / 生物群集 / 非線形時系列解析 / 因果推定 / 生物間相互作用

Outline of Annual Research Achievements

「生物多様性が高い生態系ほど人類にとって有益な機能を安定して発揮する」ことは国連ミレニアム生態系評価など多くの生態系管理の前提とされる重要な理論予測である。本研究では、この理論予測を複雑な相互作用をもつ群集に適用できる拡張し、野外データを用いて拡張した理論予測を実証することを目的とする。
生態系機能の理論予測については昨年度までに論文化を行った。しかし、共同研究者から「成長率の種間分散の影響は無視できない」との指摘を受けた。そこで、成長率の種間分散が生態系機能の分散にどのように影響するか考慮するため理論予測の拡張を行った。その結果、成長率の種間分散は定量的な影響はあるものの、生態系機能には定性的な影響は少ないことがわかった。理論予測に関する論文は現在投稿中である。
理論予測の実証に必要な因果推定（相互作用推定）法の開発を昨年度に引き続き行った。今年度は、条件付き因果推定への拡張や新しい有意性検定法（サロゲート法）について検証を行った。条件付き因果推定を開発したことで直接相互作用と間接相互作用を分けることが可能になった。これらの開発した手法については、既にGithubで公開中のRパッケージ（https://github.com/yutakaos/rUIC）で実装されている。因果推定法に関する研究成果は論文にまとめ現在登校中である。公開中のRパッケージは、新しい研究成果と利用者からのフィードバックを受け、実装を全体的に見直し高速化と省メモリー化を行った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

現在２本の研究が論文にまとめ終わり投稿中である。相互作用推定法については新しい有意性検定を考案し、より高速で頑健な推定が可能になった。

Strategy for Future Research Activity

来年度は理論予測の実証研究を進める。因果推定法（のパッケージ）については最近の研究の成果を取り込めるよう改良を行う

Causes of Carryover

コロナおよび家庭の事情により、出張ができなかったため。次年度は様子をみて出張を行っていきたい。また、高性能計算機を購入する予定であったが検討が遅れたため。