固着性生物の種内変異が種間共存に及ぼす影響の長期観測に基づく解明

• 研究課題/領域番号: 18H02504
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分45040:生態学および環境学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 甲山 隆司 北海道大学, 地球環境科学研究院, 名誉教授 (60178233)
• 研究分担者: 金子 正美 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (00347767) ; 野田 隆史 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (90240639) ; 相場 慎一郎 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (60322319) ; 工藤 岳 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (30221930) ; 久保 拓弥 北海道大学, 地球環境科学研究院, 助教 (80344498)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 生物群集 / 個体群動態 / 生活史特性 / 機能形質 / 生態系機能 / 生物多様性

研究成果の概要

陸上植物や沿岸付着動物のような、固着性生物では、定着環境の変異に対応して個体間変異が大きい。同じ固着性の他種と共存するメカニズムと、種内個体間変異がどのよおうに関係するかは未解明の課題である。本研究は、森林樹木・低木・沿岸フジツボを対象に、継続観測データに基づいて、種内の生活史変異を解析した。個体間変異の時間積算が、種レベルの回転率の遅速トレードオフをもたらし、共存に貢献することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生態系の生物多様性と純一次生産速度の関係を正確に推定し、種内個体間変異の観測法と個体変化の観測誤差を明らかにした本研究は、気候変動枠組み条約のREDD+ (森林減少・劣化に由来する排出の削減) や持続可能な開発目標 SDGsの目標17 (森林と生物多様性の持続可能な管理) に新たな推定手法と予測モデルを提供し、人間社会の脱炭素化政策と生物多様性の保全・修復政策の策定に貢献するものである。そのために、本研究で用いた観測データに加えて新解析手法のソース・コードをウェブ上で一般公開した。

研究成果

• [国際共同研究] Wageningen University(オランダ)
• [国際共同研究] University of California Berkekey/Smithsonian Tropical Research Institute(米国)
• [国際共同研究] Forest Research Institute Malaysia(マレーシア)
• [雑誌論文] Habitat-specific effects of flowering advance on fruit-set success of alpine plants: a long-term record of flowering phenology and fruit-set success of Rhododendron aureum (2021)
  • 著者名/発表者名: Kudo Gaku
  • 雑誌名: Alpine Botany 巻: - 号: 1 ページ: 53-62
  • DOI: 10.1007/s00035-021-00248-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trade‐off between standing biomass and productivity in species‐rich tropical forest: Evidence, explanations and implications (2020)
  • 著者名/発表者名: Kohyama Takashi S.、Potts Matthew D.、Kohyama Tetsuo I.、Niiyama Kaoru、Yao Tze Leong、Davies Stuart J.、Sheil Douglas
  • 雑誌名: Journal of Ecology 巻: 108 号: 6 ページ: 2571-2583
  • DOI: 10.1111/1365-2745.13485
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Interspecific difference in the recovery of rocky intertidal zonation after the 2011 Great East Japan Earthquake (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanamori, Y., Iwasaki, A., Oda, S., and Noda,T.
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 35 号: 1 ページ: 95-105
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12085
  • NAID: 120006953321
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transition in Population Dynamics of the Intertidal Barnacle Balanus glandula after Invasion: Causes and Consequences of Change in Larval Supply (2020)
  • 著者名/発表者名: Noda Takashi、Ohira Masashi
  • 雑誌名: Journal of Marine Science and Engineering 巻: 8 号: 11 ページ: 915-915
  • DOI: 10.3390/jmse8110915
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geographical distribution, genetic diversity, and reproductive traits of mixed polyploid populations in Parasenecio kamtschaticus (Senecioneae; Asteraceae) (2020)
  • 著者名/発表者名: Kudo Gaku、Hirao Akira S.
  • 雑誌名: Plant Systematics and Evolution 巻: 306 号: 5
  • DOI: 10.1007/s00606-020-01714-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light and nutrient limitations for tree growth on young versus old soils in a Bornean tropical montane forest. (2020)
  • 著者名/発表者名: Aiba S., Kitayama K.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 133 号: 5 ページ: 665-679
  • DOI: 10.1007/s10265-020-01217-9
  • NAID: 40022332353
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fruit development of Lithocarpus (Fagaceae) and the role of heterochrony in their evolution (2020)
  • 著者名/発表者名: Chen Xi、Kohyama Takashi S.、Cannon Charles H.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 133 号: 2 ページ: 217-229
  • DOI: 10.1007/s10265-020-01168-1
• [雑誌論文] Nitrogen mineralization rates of the soils incubated under different temperatures from different elevations along an environmental gradient on Yakushima Island (2020)
  • 著者名/発表者名: Mana Mukai, Taiki Mori, Shin-ichiro Aiba, Kanehiro Kitayama
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 35 号: 2 ページ: 428-438
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating net biomass production and loss from repeated measurements of trees in forests and woodlands: formulae, biases and recommendations (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohyama, T.S., Kohyama, T.I. and Sheil, D.
  • 雑誌名: Forest Ecology and Management 巻: 433 ページ: 729-740
  • DOI: 10.1016/j.foreco.2018.11.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Altitude-dependent variation in biomass and wood production of subalpine Abies spectabilis forest in eastern Himalaya (2018)
  • 著者名/発表者名: Tiwari R.M., Akutsu, K., Shrestha, B.B. and Kohyama, T.S.
  • 雑誌名: Eurasian Journal of Forest Research 巻: 21 ページ: 1-10
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Effects of measurement errors on the growth estimation from repeated measurements. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohyama, T. S., Kohyama, T. I., Sheil, D.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
• [学会発表] Successional trajectory of intertidal sessile community: approach asymptotically to undisturbed community, speed and direction of community changes (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida, K., Noda, T.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
• [学会発表] Elevation decreases the temporal stability in intertidal algal community. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tachibana, M., Noda, T.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
• [学会発表] A new framework to understand context dependence of two species population dynamics: a case study of rocky intertidal sessile assembly (2021)
  • 著者名/発表者名: Yao, Y., Fukaya, K., Noda, T.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
• [学会発表] Latitudinal and altitudinal variations across temperate to subtropical forests from southern Kyushu to the northern Ryukyu Archipelago, Japan. (2021)
  • 著者名/発表者名: Aiba, S., Kira, Y., Araki, K., Imamura, F., Ishinuki, T., Nagata, T., Shimonishi, S., Ugawa, S., Wakiyama, S., Yamada, T., Yoneda, T., Suzuki, E.
  • 学会等名: Annual Meeting of the Ecological Society of Japan
• [学会発表] 樹高ー幹直径関係に及ぼす個体間の成長変異の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 甲山隆司・西村貴司
  • 学会等名: 日本生態学会67回大会
• [学会発表] 日本列島太平洋沿岸における潮間帯固着生物群集の動態の定量：生態学的弾性との関連性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石田拳・仲岡雅裕・山本智子・堀正和・奥田武弘・金森由妃・野田隆史
  • 学会等名: 日本生態学会67回大会
• [学会発表] he variation in interaction strength between Gloiopeltis furcata and Chthamalus challengeri along vertical gradient in intertidal sessile assemblage (2020)
  • 著者名/発表者名: Yao Yuan・Tachibana Michikusa・Noda Takashi
  • 学会等名: 日本生態学会67回大会
• [学会発表] 岩礁潮間帯固着生物群集における共存可能性の緯度変化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 立花道草・堀正和・山本智子・野田隆史
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] 奄美大島の異なる標高における原生的森林の構造と種組成 (2020)
  • 著者名/発表者名: 相場慎一郎
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] 毎木調査データに基づく奄美群島・屋久島および九州南部の原生的森林の比較 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉良友祐・相場慎一郎・下西聡一郎・今村文子・山田俊弘・永田貴文・石貫泰三・脇山成二・鈴木英治
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] マイクロサテライトも「読む」時代：アンプリコン解析による高効率ジェノタイピング． (2020)
  • 著者名/発表者名: 甲山哲生・亀山慶晃・雨谷教弘・ 工藤岳
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] 低地に分布する高山性植物の繁殖生態－ツツジ科2種の倍数性・和合性・遺伝組成－ (2020)
  • 著者名/発表者名: 和久井彬実・工藤岳
  • 学会等名: 第67回日本生態学会大会
• [学会発表] Mechanisms of the negative correlation between biomass and specific production among tree species and sites in tropical forest. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohyama, T.S., Potts, M.D. and Sheil, D.
  • 学会等名: 日本生態学会第６６回大会
• [学会発表] 潮間帯生物群集における共存機構の高度変化：加入ニッチと遷移ニッチの種差の役割. (2019)
  • 著者名/発表者名: 立花道草, 野田隆史
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会
• [学会発表] 「移動モデル」による潮間帯生物群集の動態の定量化：生態学的弾性の解釈. (2019)
  • 著者名/発表者名: 石田拳,奥田武弘,金森由妃,立花道草,藤井玲於奈,岩渕邦喬,小林由佳理,竹中映美, 彭燁帆,野田隆史
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会 ，神戸，2019年３月17日
• [学会発表] 三陸沿岸のムラサキインコガイの個体群動態に対する東北地方太平洋沖地震の影響. (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩渕邦喬, 野田隆史,仲岡雅裕,岩崎藍子,金森由妃.
  • 学会等名: 日本生態学会第 66回大会
• [学会発表] 日本列島太平洋沿岸の岩礁潮間帯における外来固着生物の15年間の分布変化. (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林由佳理, 野田隆史,仲岡雅裕,山本智子,奥田武弘,堀正和,金森由妃
  • 学会等名: 日本生態学会第66回大会
• [学会発表] Variation in biomass production properties among tree species in a Malaysian rain forest. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohyama, T.S., Potts, M.D. and Sheil, D.
  • 学会等名: 日本熱帯生態学会第28回年次大会
• [学会発表] Relating demography and primary productivity among tree species and across forests. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohyama, T.S., Potts, M.D. and Sheil, D.
  • 学会等名: 55th Annual Meeting of the Association for Tropical Biology and Conservation (ATBC)