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2011 Fiscal Year Annual Research Report

複雑食物網の構築・解析による生物群集維持機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22370012
Research InstitutionRyukoku University

Principal Investigator

近藤 倫生  龍谷大学, 理工学部, 准教授 (30388160)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 丸山 敦  龍谷大学, 理工学部, 講師 (70368033)
山中 裕樹  龍谷大学, 理工学部, 実験助手 (60455227)
Keywords食物網 / 複雑ネットワーク / 生物群集 / 琵琶湖 / 生物多様性 / 代謝
Research Abstract

本研究では、(1)不確かな情報をもとにして詳細な食物網構造とその動態への影響を評価する新しい手法を提案し、(2)それを利用 することで、詳細食物網解析に足る琵琶湖水系の魚類食物網構造とその特徴を明らかにし、(3)数理モデルを利用した動態解析を通じ て、生物種間相互作用ネットワークの視点から多種共存の機構を明らかにすることを目的としている。 本年度は、胃内容物試料解析結果をもとに、琵琶湖生態系における魚類を中心とした定性的食物網構造の推定を行った。また、魚類の 代謝速度測定を通じて、定量的食物網構築に利用する相互作用強度に関する基礎的情報を得た。さらに、漁業統計に基づく生物量推定 をおこなうことで、各生物種のバイオマスに関する基礎的情報も得た。 また、琵琶湖産魚類の窒素・炭素同位体比データから、MCMC法による食性解析を試み、各種が沿岸/沖帯食物連鎖にどの程度依存して いるかを推定した。この中には、既存の食性情報が極めて少ないビワマスなども含まれる。 種間相互作用の異質性や多様性が生物群集の動態に及ぼす影響に関する理論研究をおこなった。これをもとに、捕食-被食関係のみな らず、相利関係・競争関係をも取り入れた生物群集動態モデルを構築・解析し、種間相互作用の多様性が生物群集の安定性に寄与する こと、さらにこの安定化効果によって正の複雑性ー安定性関係が生じることを発見し、Science誌において発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の目標であった琵琶湖食物網構造の決定と群集動態モデルの作成に必要な基本的な情報はほぼ集積し、数理モデルのひな形も完成している。これらのことより、研究はおおむね順調に進展していると評価している。

Strategy for Future Research Activity

今後は、数理モデルの変数推定をより洗練された方法で行うことで、より現実的な数理モデルに修正していくことが必要である。特に、漁業統計に最尤推定を適用することで魚類バイオマスの推定を可能にする最近の研究成果を利用することで、魚類群集のバイオマス構造のより高度な推定が可能となり、数理モデルの信頼性を増すことができると考える。このような知見をもとに修正した数理モデルに、群集生態学的な解析を加えることで琵琶湖生態系の特徴のみならず、食物網の持つ構造的特徴を明らかにすることができるようになると考えている。

  • Research Products

    (48 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (31 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Invasibility as an emergent property of native metapopulation structure2013

    • Author(s)
      A. Koehncke, A. Telschow, M. Kondoh
    • Journal Title

      Oikos

      Volume: 122 Pages: 332-340

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Body size and temperature dependence of routine metabolic rate and critical oxygen concentration in larvae and juveniles of the round crucian carp Carassius auratus grandoculis Temminck & Schlegel 18462013

    • Author(s)
      Yamanaka H
    • Journal Title

      Journal of Applied Ichthyology

      Volume: 36 Pages: 61-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between aquatic vegetation and water quality in the littoral zones of Lake Dianchi and Lake Erhai2013

    • Author(s)
      Xie J
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology

      Volume: NA Pages: NA

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hypoxic conditions enhance refuge effect of macrophyte zone for small prey fish from piscivorous predators2013

    • Author(s)
      Yamanaka H
    • Journal Title

      Fisheries Management and Ecology

      Volume: NA Pages: NA

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diversity of interaction types and ecological community stability2012

    • Author(s)
      Mougi A
    • Journal Title

      Science

      Volume: 337 Pages: 349-351

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inducible defense behavior of an anuran tadpole: cue-detection range and cue types against predator2012

    • Author(s)
      Takahara T
    • Journal Title

      Behavioral Ecology

      Volume: 23 Pages: 863-868

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Predator-specific inducible morphological changes in two Japanese anuran tadpoles2012

    • Author(s)
      Takahara T
    • Journal Title

      Herpetology Notes

      Volume: 5 Pages: 43-47

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nationwide Cyprinid herpesvirus 3 contamination in natural rivers of Japan2012

    • Author(s)
      Minamoto T
    • Journal Title

      Research in Veterinary Science

      Volume: 93 Pages: 508-514

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial-temporal analysis of water temperatures during spring in Lake Erhai, China: implications for fisheries2012

    • Author(s)
      Yamanaka H
    • Journal Title

      Inland Waters

      Volume: 2 Pages: 129-136

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of Fish Biomass using Environmental DNA2012

    • Author(s)
      Takahara T
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7 Pages: e35868

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variable and complex food web structures revealed by exploring missing trophic links between birds and biofilm2012

    • Author(s)
      T. Kuwae
    • Journal Title

      Ecology Letters

      Volume: 15 Pages: 347-356

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The role of body size in multispecies systems2011

    • Author(s)
      T. Nakazawa, M. Ushio and M. Kondoh
    • Journal Title

      Advances in Ecological Research

      Volume: 45 Pages: 269-302

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Environment-KHV-carp-human linkage as a model for environmental diseases2011

    • Author(s)
      Zen'ichiro Kawabata
    • Journal Title

      Ecological Research

      Volume: 26 Pages: 1011-1016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stress response to daily temperature fluctuation in common carp Cyprinus carpio L.2011

    • Author(s)
      Teruhiko Takahara
    • Journal Title

      Hydrobiologia

      Volume: 675 Pages: 65-73

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of cyprinid herpesvirus 3 DNA in lake plankton2011

    • Author(s)
      Toshifumi Minamoto
    • Journal Title

      Research in Veterinary Science

      Volume: 90 Pages: 530-532

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「里湖」で雑魚を穫る困難とその理由2011

    • Author(s)
      丸山敦
    • Journal Title

      里山学研究2011

      Volume: NA Pages: 160-166

  • [Presentation] リズムを主題に生理学と生態学をつなぐ2013

    • Author(s)
      近藤倫生
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 生態系・代謝過程を考慮した生物濃縮モデル2013

    • Author(s)
      中井信吾
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 漁獲量を観測データとして用いた状態空間モデルによる琵琶湖の魚類個体群動態の推定2013

    • Author(s)
      奥田武弘
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 環境DNA分析の実用化:野外で使える前処理法の検討2013

    • Author(s)
      中貴文
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 粘液の安定同位体比分析:早い応答と反復測定の利点2013

    • Author(s)
      丸山敦
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 環境 DNA を用いた魚類の在不在判定による遡河行動のモニタリング2013

    • Author(s)
      山中裕樹
    • Organizer
      日本生態学会第60回大会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションツアー(グランシップ静岡市)(静岡県)
    • Year and Date
      20130305-20130309
  • [Presentation] 生物濃縮における生態系過程と代謝過程2012

    • Author(s)
      中井信吾
    • Organizer
      第28回個体群生態学会
    • Place of Presentation
      東邦大学 理学部(千葉県)
    • Year and Date
      20121020-20121021
  • [Presentation] Species invasion and native meta-population structure2012

    • Author(s)
      A. Koehncke
    • Organizer
      第28回個体群生態学会
    • Place of Presentation
      東邦大学 理学部(千葉県)
    • Year and Date
      20121020-20121021
  • [Presentation] ため池の水生動物モニタリングに環境DNAを応用する2012

    • Author(s)
      高原輝彦
    • Organizer
      日本陸水学会第77回大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 全学教育棟(愛知県)
    • Year and Date
      20120914-20120917
  • [Presentation] 環境DNAを用いた魚類相の定性的把握法2012

    • Author(s)
      源利文
    • Organizer
      日本陸水学会第77回大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学 全学教育棟(愛知県)
    • Year and Date
      20120914-20120917
  • [Presentation] Species invasion and native meta-population structure2012

    • Author(s)
      A. Koehncke
    • Organizer
      第22回数理生物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学 津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      20120910-20120912
  • [Presentation] 新しい多種共存メカニズム:種間相互作用の多様性2012

    • Author(s)
      舞木昭彦
    • Organizer
      第22回数理生物学会
    • Place of Presentation
      岡山大学 津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      20120910-20120912
  • [Presentation] Ecological complexity and biodiversity maintenance: a community network approach2012

    • Author(s)
      M. Kondoh
    • Organizer
      Annual Meeting of Society for Mathematical Biology
    • Place of Presentation
      Knoxville Convention Center (Knoxville, USA)
    • Year and Date
      20120725-20120728
    • Invited
  • [Presentation] Nested food webs; implications for structure-dynamics relationships2012

    • Author(s)
      M. Kondoh
    • Organizer
      2012ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      滋賀県立芸術劇場 びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] Scale dependence of predator-prey mass ratio: determinants and applications2012

    • Author(s)
      T. Nakazawa
    • Organizer
      2012ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      滋賀県立芸術劇場 びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] Multiple isotope approach for studying material flow and food web structures of stream ecosystems in Lake Biwa watershed2012

    • Author(s)
      I. Tayasu
    • Organizer
      2012ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      滋賀県立芸術劇場 びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] Detection and quantification of fish presence/biomass in ponds using environmental DNA2012

    • Author(s)
      Teruhiko Takahara
    • Organizer
      2012ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      滋賀県立芸術劇場 びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] Seasonal and spatial distribution of Cyprinid herpesvirus 3 in water and sediment of a lagoon of Lake BIWA, Japan2012

    • Author(s)
      Mie N. Honjo
    • Organizer
      2012ASLO Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      滋賀県立芸術劇場 びわ湖ホール(滋賀県)
    • Year and Date
      20120708-20120713
  • [Presentation] ラオス農村地域におけるタイ肝吸虫症の発生に関 わる水域環境と宿主生物の生態2012

    • Author(s)
      神松幸弘
    • Organizer
      第17回生態人類学会研究大会
    • Place of Presentation
      ニューサンピア姫路ゆめさき(兵庫県)
    • Year and Date
      20120326-20120327
  • [Presentation] 相互作用ネットワークとしての生物群集理解:展望と限界2012

    • Author(s)
      近藤倫生
    • Organizer
      Joint Meeting of the 59th Annual Meeting of ESJ and the 5th EAFES International Congress
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] 混成群集ネットワークと個体群動態の安定性2012

    • Author(s)
      舞木昭彦
    • Organizer
      Joint Meeting of the 59th Annual Meeting of ESJ and the 5th EAFES International Congress
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] 捕食者と被食者の体サイズ比のスケール依存性2012

    • Author(s)
      仲澤剛史
    • Organizer
      Joint Meeting of the 59th Annual Meeting of ESJ and the 5th EAFES International Congress
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] A review on the refuge effect of reed zone for larval fishes2012

    • Author(s)
      Hiroki Yamanaka
    • Organizer
      Joint Meeting of The 59th Annual Meeting of ESJ and The 5th EAFES International Congress
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] 湖水中に溶存するDNA断 片から魚類のバイオマスを推定する2012

    • Author(s)
      高原輝彦
    • Organizer
      日本生態学会第59回大会
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] Different reactions by bluegill and two native cyprinids to the predation action of largemouth bass2012

    • Author(s)
      Maruyama A.
    • Organizer
      5th East Asian Federation of Ecological Societies
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] Largemouth bass increases phytoplankton by cascade effect in Japanese ponds2012

    • Author(s)
      Noda H.
    • Organizer
      5th East Asian Federation of Ecological Societies
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] The effect of irrigation system on distribution and size structure of a Bithynia snail, intermediate host of liver flukes in Lao PDR2012

    • Author(s)
      Funatsu K.
    • Organizer
      5th East Asian Federation of Ecological Societies
    • Place of Presentation
      龍谷大学 瀬田キャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      20120317-20120321
  • [Presentation] Detection and quantification of fish presence/biomass using environmental DNA to monitor population sustainability2012

    • Author(s)
      Teruhiko Takahara
    • Organizer
      Hiroshima International Symposium on Sustainability Sciences
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス(広島県)
    • Year and Date
      20120308-20120308
  • [Presentation] 混成群集ネットワークと個体群動態の安定性2011

    • Author(s)
      舞木昭彦
    • Organizer
      個体群生態学会第27回大会
    • Place of Presentation
      岡山大学 津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      20111014-20111016
  • [Presentation] 捕食者と 被食者がお互いを検知するキューの種類と検出範囲はなぜ違う?2011

    • Author(s)
      高原輝彦
    • Organizer
      個体群生態学会第27回大会
    • Place of Presentation
      岡山大学 津島キャンパス(岡山県)
    • Year and Date
      20111014-20111016
  • [Presentation] 大久保賞受賞講演 食物網をめぐる生態学:群集構造と動態をむすぶ2011

    • Author(s)
      近藤倫生
    • Organizer
      第21回日本数理生物学会年会
    • Place of Presentation
      明治大学(駿河台キャンパス)・リバティタワー(東京都)
    • Year and Date
      20110913-20110915
    • Invited
  • [Book] Encyclopedia of Theoretical Ecology2012

    • Author(s)
      A. Hasting
    • Total Pages
      848
    • Publisher
      University of California Press

URL: 

Published: 2014-07-24  

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