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広域環境変動下での生物群集レジリエンス評価・予測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H03010
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39060:生物資源保全学関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

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)

研究分担者 鈴木 健大  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (00748999)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード生物多様性 / 生物群集 / 生物間相互作用 / 安定性 / 群集生態学 / 共起性 / 気候変動 / 群集組成 / 湖沼 / 魚類 / 群集構造
研究開始時の研究の概要

気候変動や土地利用の集約化・放棄など、大規模・広域的な環境変動の生態系への影響が顕在化している。本研究は、広域的な環境変動に対する生態系の応答予測の汎用的な枠組みを作ることを目的とする。特に、生物群集内の生物間相互作用をモデル化し、これまで理論や実験等では困難であった、複雑な野外群集全体を対象とした安定性の広域的な定量化や安定性自体の環境依存性の解明を可能にする手法の開発を行う。その上で、淡水魚類等の野外生物群集を対象として上記の手法の適用・検証を行う。さらに、気候変動や土地利用変化などの広域的な環境変動が野外生物群集の組成や安定性にどのような影響を与えるかを評価・予測する。

研究成果の概要

気候変動や土地利用の集約化・放棄など大規模・広域的な環境変動の生態系への影響が顕在化している。本研究は、広域的な環境変動に対する生態系の応答予測の汎用的な枠組みを作ることを目的とし、①生物群集を構成する多数の生物間の相互作用を明示的に考慮する同時分布推定モデルを活用することに加え、②生物群集組成の安定性を評価・定量化する新手法「エネルギーランドスケープ解析」を拡張し、これまで困難であった、群集の安定性の広域的な定量化や安定性自体の環境依存性の解明を可能にする手法を構築した。さらに、微生物群集や、国内、ヨーロッパ、北米地域から収集した淡水魚類群集データを対象に上記の手法を適用・検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、生態系の環境応答予測の普遍的な枠組みを構築することで、生物群集内の生物間相互作用を明示的に考慮し、これまで理論や実験等では困難であった複雑な野外群集全体を対象として安定性の広域的な定量化や安定性自体の環境依存性の解明につながる方法論を確立した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] University of North Carolina(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Facilitative interaction networks in experimental microbial community dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita H, Ushio M, Suzuki K, Abe MS, Yamamichi Y, Yusuke Okazaki, Canarini A, Hayashi I, Fukushima K, Fukuda S, Kiers ET, Toju H (
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 14 ページ: 153952-153952

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1153952

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alternative stable states, nonlinear behavior, and predictability of microbiome dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita H, Ushio M, Suzuki K, Abe MS, Yamamichi Y, Iwayama K, Canarini A, Hayashi I, Fukushima K, Fukuda S, Kiers ET, Toju H
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 11 号: 1 ページ: 63-63

    • DOI

      10.1186/s40168-023-01474-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimation of silent phenotypes of calf antibiotic dysbiosis2023

    • 著者名/発表者名
      Okada, Shunnosuke Inabu, Yudai Miyamoto, Hirokuni Suzuki, Kenta Kato, Tamotsu Kurotani, Atsushi Taguchi, Yutaka Fujino, Ryoichi Shiotsuka, Yuji Etoh, Tetsuji
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 6359-6359

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33444-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Computational estimation of sediment symbiotic bacterial structures of seagrasses overgrowing downstream of onshore aquaculture2023

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, Hirokuni Kawachi, Nobuhiro Kurotani, Atsushi Moriya, Shigeharu Suda, Wataru Suzuki, Kenta Matsuura, Makiko Tsuji, Naoko Nakaguma, Teruno Ishii, Chitose
    • 雑誌名

      Environmental Research

      巻: 219 ページ: 115130-115130

    • DOI

      10.1016/j.envres.2022.115130

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multispecies site occupancy modelling and study design for spatially replicated environmental DNA metabarcoding2022

    • 著者名/発表者名
      K. Fukaya, N. I. Kondo, S. S. Matsuzaki, T. Kadoya
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 13 号: 1 ページ: 183-193

    • DOI

      10.1111/2041-210x.13732

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emergent dual scaling of riverine biodiversity2021

    • 著者名/発表者名
      Terui, A., Kim, S., Dolph, C. L., Kadoya, T., & Miyazaki, Y.
    • 雑誌名

      Terui, A., Kim, S., Dolph, C. L., Kadoya, T., & Miyazaki, Y. (2021). Emergent dual scaling of riverine biodiversity. Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 47

    • DOI

      10.1073/pnas.2105574118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy landscape analysis elucidates the multistability of ecological communities across environmental gradients2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kenta、Nakaoka Shinji、Fukuda Shinji、Masuya Hiroshi
    • 雑誌名

      Ecological Monographs

      巻: TBD 号: 3

    • DOI

      10.1002/ecm.1469

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エネルギーランドスケープ解析による群集集合・レジームシフト理論の融合2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木健大
    • 学会等名
      日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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