2022 Fiscal Year Research-status Report
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21K18318
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
早坂 大亮 近畿大学, 農学部, 准教授 (20583420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
角谷 拓 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (40451843)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 生態リスク評価 / 化学物質曝露 / 温暖化 / 生物群集 / 生物（群）間相互作用 / 生態系レジリエンス / メソコズム（実験生態系） / キーストーン指標 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は、目的達成に向け、本格的に野外操作実験（メソコズム試験）を稼働し、その結果をもとに、各サブテーマで以下のような成果が得られた。
サブテーマ①の成果：捕食－被食関係に着目し、摂食機能群ごとに生物群をカテゴリー化した解析をおこない、より汎用的に生態系への影響を検出可能か検証した。その結果、分類群レベルと摂食機能群レベルでは、群集組成に対する農薬の影響が類似する傾向にあることが分かった。つまり、生態影響把握の実用的なコア機能群として、摂食機能群レベルの有用性を見い出すことができた。また、令和3年度の研究により得られた、「農薬の群集影響プロセスに捕食－被食関係を介した間接効果が関与する可能性」について日本陸水学会において発表し、口頭発表優秀賞（未来開拓枠）を受賞した。
サブテーマ②の成果：攪乱に対する生態系の応答・安定性について、より一般性・頑健性の高い分析を可能にするために、生態系の基盤となる栄養塩動態および生態系の呼吸量、基質分解能に注目した測定および解析を追加した。生態系機能と生物群集との相互関係を解析するため、令和3年度の研究で得られたpHと付着藻類の増殖速度の時系列データにEmpirical Dynamic Modeling (EDM)を適用した。その結果、付着藻類がpHを上昇させるという因果関係が特定され、生態系における階層の異なる変数同士の関係性を解析可能なことが示された。
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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
コロナ禍で一部作業に遅れ等が生じたが、研究は概ね順調に進んでいる。進捗状況は以下の通り。
サブテーマ①については、茨城県つくば市と奈良県奈良市において、加温と農薬曝露に対する生物群集の組成についてのモニタリングが完了した。データ解析の結果、サブテーマの目的である「汎用的な生態系把握のためのコア機能群や相互作用の特定」に向けて、摂食機能群に分類することが有用である可能性を提示した。また、次年度に向け、調査・モニタリング手法のさらなる省力化にも取り組み、そのひとつとして機械学習に着目してデータ検出精度等に関する予備分析を始めた。
サブテーマ②については、コア機能群や相互作用の特定のためのデータ解析を進めた。令和3年の研究で得られた動物プランクトンの群集動態の解析により、温暖化条件下における農薬の生態影響の予測において、“高い水温に適応した種”を特定することの重要性が示唆された。さらに、時系列解析によるコア相互作用の特定に向け、EDMによる相互作用解析の改良を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度の成果である省力化した調査手法を用いて、野外操作実験（メソコズム試験）を進め、生物多様性におよぼす農薬曝露と加温（温暖化）の単独ならびに複合影響のプロセスの全容解明を目指す。
サブテーマ①については、摂食機能群を本研究であつかう影響要因（農薬，温度上昇）がもたらす水田生物群集への生態影響評価のコア機能群のひとつに位置づけ、異なる地域間で比較する。並行して、両地域に共通で使用可能な生態系把握のためのコア機能群や相互作用のさらなる探索を進める。さらに、調査・モニタリングの省力化に資する新たな手法開発にも着手し、機械学習の精度向上および更なる省力化を目指す。
サブテーマ②については、前年度までに得られた群集動態および生態系の呼吸量、基質分解能、微生物活性、栄養塩動態データを対象とした解析を引き続き進める。また、前年度までに、実験的なかく乱の下で、栄養塩動態と微生物活性動態が密接な関係にあることが示唆されたことから、除草剤等の異なるタイプの農薬によるかく乱影響を定量・評価するための研究を進める計画である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍にともなう各種調査機器や半導体等の不足が継続していることで納入の遅延等が発生したことによる。なお、人件費については、研究協力者（博士研究員）の採用に伴って適切に執行できている。各種研究用部材等の供給が正常化することで、上記課題はクリアできると考える。
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