| Project/Area Number |
21K18318
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kindai University |
|---|
Principal Investigator |
早坂 大亮 近畿大学, 農学部, 准教授 (20583420)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
|
|---|
| 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 / 生物間相互作用 / メソコズム / 生態毒性学 / 群集生態学 / 環境影響評価 / レジリエンス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
化学物質の生態毒性評価の課題のひとつに「生態系レベル評価の難しさ」が挙げられる。それは、生態系の複雑さや個別性に起因する。そこで本研究では、化学物質の生態系レベル評価の可能性を検討すべく、農薬の曝露拠点、かつ生物・生態系サービスのホットスポットである水田をモデルに、複合影響要因や地理的影響を操作・比較可能な野外・開放系実験を主軸として、（1）汎用的な生態系把握のためのコア機能群（共通の特性をもつ生物種や個体群の集合）や相互作用の特定と、（2）実用的な生態系機能の指標（生態系レジリエンス指標）の検討に取り組む。また、それを通じて化学物質による群集・生態系への実効性のある影響評価手法を検討する。
|
| 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。
|
| 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。
|
| 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。
|
Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
