| 研究課題/領域番号 |
19H02974
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39060:生物資源保全学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
内海 俊介 北海道大学, 地球環境科学研究院, 教授 (10642019)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 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 / 遺伝的多様性 / GBS / シカ食害 / 環境DNA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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。
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| 研究実績の概要 |
山腹崩壊試験において、自然散布されて出現した実生の詳細な時空間動態を調べた。トドマツとイタヤカエデの実生は、山腹崩壊処理地においてクラスター分布をしたが、両種とも同種・他種が近隣にあるほど生存・成長パフォーマンスが向上することが分かった。植物の種内および種間での促進作用の重要性が示唆された。しかし、斜面にさらなる雨水による土壌侵食が発生することによってこの関係が顕在化しなくなり、土壌浸食はトドマツの生残に対して大きな負の影響を与えた。一方で、強い根を張るイタヤカエデは土壌侵食の負の影響を受けず、逆に成長が促進された。さらに、トドマツ実生群における遺伝構造をMIG-seqにより検討した。その結果、サイト内でも距離による隔離の構造が検出される場合があり、分散制限の影響が示唆された一方で、十分な種子の供給があるサイトではこのような集団構造はみられなかった。
また、これらのトドマツ実生が地下部の土壌微生物や地上部の節足動物とどのようなネットワークを構築するかについても、メタバーコーディングによって明らかにした。特筆すべき点として、大きく表層土壌がなくなっていたにもかかわらず、複数の科の外生菌根菌との共生が成立していることがわかったが、ネットワーク構造については帰無モデルと違いはみられなかった。あわせて、植栽した稚樹についても地下部・地上部に新たに形成された相互作用ネットワークの構造についても同じ手法によって明らかにすることができた。以上はいずれも、山腹崩壊後の自然再生過程について新規な知見である。
他にも自然再生に関するさまざまな点が明らかになった。生物多様性－機能関係については、種多様性効果は年を経るごとに負の効果が強くなったが、種内の多様性効果は、一貫して正の効果を持ち続けていた。堅果にジャスモン酸処理を施して播種した場合に、複数年にまたがって食害が減少させることがわかった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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