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Large-scale empirical tests for (co)evolutionary ecosystem restoration

Research Project

Project/Area Number 19H02974
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 39060:Conservation of biological resources-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Utsumi Shunsuke  北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10642019)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 門脇 浩明  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (30643548)
吉田 俊也  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (60312401)
小林 真  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (60719798)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywords種内変異 / 遺伝的多様性 / 形質 / ゲノミクス / 環境DNA / ネットワーク / 森林再生 / 生物多様性ー生態系機能 / 促進作用 / 遺伝的変異 / 迅速な進化 / 生物群集 / 共進化 / 一次遷移 / 生態ー進化フィードバック / GBS / シカ食害
Outline of Research at the Start

生物の迅速な進化は生物群集の動態や生態系の機能に大きな影響を与える。これまでに見過ごされてきたが、大規模な環境改変を伴う生態系復元の現場は、迅速な進化のホットスポットである可能性が高く、群集構成種の共進化と群集の動態がダイナミックに相互作用する拡散共進化系であると予測される。本研究は、森林生態系において、ゲノミクスによる包括的なアプローチと多地点大規模復元実験の融合によってこの予測を検証する。そして、迅速な共進化を明示的に考慮することで生態系復元を最適化できるという仮説を実証的に検証する。これらを通して、進化ー生態学の総合研究を推進し、生態系復元の最適化という社会課題に向けた新たな提案を行う。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to generate new knowledge to systematize and optimize ecosystem restoration through an empirical approach combining genomics and large-scale field restoration experiments. In particular, the following questions were addressed The interactive effects of tree species diversity x genetic diversity x topography contribute to forest restoration, especially the effects of genetic diversity are more important. Diversity of carabid beetle communities and their responses in functional traits after landslides. Interactive effects of plant-plant facilitation interactions and soil erosion were revealed for seedling establishment after landslides, and the spatial structure of genetic variation during these processes was also elucidated. Finally, we revealed the properties of the newly formed interaction networks between plants and aboveground arthropods or belowground symbiotic fungi.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

①普遍的意義 国内外でさまざまな生態系復元事業が展開され、なかでも森林再生の取り組みは多い。しかし、復元の効果や速度に対する種内変異や遺伝的変異そして遺伝的多様性の意義について明らかではない。本研究は、対象種を絞らないゲノミクスを活用する包括アプローチによって、遺伝的多様性が森林再生に寄与する普遍的意義について洞察を与えた。②大規模復元実験 復元の取り組みでは過去に損なわれた生態系の保全とモニタリングが中心となり、個々事例の間での比較が困難である。そのため、復元速度や方向性を制御因子についての原則の体系化が進まない。本研究は多地点で反復のある大規模実験を実施し、一般原則と状況依存性を提示した。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (39 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Which native legume or non-legume nitrogen-fixing tree is more efficient in restoring post-landslide forests along an environmental gradient?2024

    • Author(s)
      Makoto Kobayashi、Utsumi Shunsuke、Zeng Ruiqi、Mamiya Wataru、Miyazaki Tohru、Okuyama Tomohiro、Tanaka Fumiya、Yamada Takashi、Yoshida Toshiya
    • Journal Title

      Forest Ecology and Management

      Volume: 554 Pages: 121672-121672

    • DOI

      10.1016/j.foreco.2023.121672

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      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 1-12

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      Kucho Ken-Ichi、Tobita Hiroyuki、Utsumi Shunsuke、Uchiumi Toshiki、Yamanaka Takashi
    • Journal Title

      Journal of Forest Research

      Volume: 0 Issue: 2 Pages: 1-4

    • DOI

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      Kagiya Shinnosuke、Utsumi Shunsuke
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      Volume: 452 Issue: 1-2 Pages: 513-527

    • DOI

      10.1007/s11104-020-04583-4

    • NAID

      120007089520

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      Japanese Journal of Conservation Ecology

      Volume: 25 Issue: 2 Pages: n/a

    • DOI

      10.18960/hozen.1933

    • NAID

      130007964565

    • ISSN
      1342-4327, 2424-1431
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    • Publisher
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    • ISBN
      9784320058408
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URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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