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乾燥化と放牧がもたらす生態系機能の変化を管理する:生物多様性に根ざした方策

研究課題

研究課題/領域番号 23K25045
補助金の研究課題番号 22H03791 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

佐々木 雄大  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (60550077)

研究分担者 鏡味 麻衣子  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (20449250)
瀧本 岳  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90453852)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
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)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード生物多様性と生態系機能 / 乾燥化 / 生態系の安定性 / 生態学的閾値 / 時系列解析 / 生物多様性 / 生態系機能 / 植物ー微生物相互作用 / 気候変動 / 温暖化
研究開始時の研究の概要

モンゴルの草原では、乾燥化と放牧強度の増大による草原の生態系機能の低下が危機的な状況にある。本研究では、乾燥度の異なるモンゴル全土に広がる多数サイトにおける生物多様性と生態系機能の関係の機構解明、過去34年間の気象・牧畜統計・植生衛星データの時系列解析による乾燥-放牧-植生の因果関係解明を組み合わせ、草原の生態系機能を維持するために、生物多様性のどの種群や機能群をどの程度保全するのか、その保全努力はどの地域で必要とされるのか、という保全実践に伴う未解決課題に答え、生物多様性に根ざした汎用性の高い草原管理手法を示す。

研究実績の概要

モンゴルの草原では、乾燥化と放牧強度の増大による草原の生態系機能の低下が危機的な状況にある。本研究は、乾燥度の異なるモンゴル全土に広がる多数サイトにおける生物多様性と生態系機能の関係の機構を解明し、草原の生態系機能を維持するために、生物多様性のどの種群や機能群をどの程度保全するのか、その保全努力はどの地域で必要とされるのか、という保全実践に伴う未解決課題に答え、生物多様性に根ざした汎用性の高い草原管理手法を示すことを目的としている。
モンゴル全土に広がる48の気象観測サイトが調査対象である。モンゴルでは、南と西に行くほど、乾燥度(1-降水量/可能蒸発散量:高い値ほど乾燥)が高くなる。各サイトには家畜の侵入を防ぐ禁牧柵(30m×30m、観測機器の保護目的)が50年以上設置されており、放牧の植生への長期効果を比較検証できる。
2023年度は、主にモンゴル東部地域を中心とした、計11サイトにおいて、植物・微生物の組成、家畜フン数(柵外の放牧強度の指標)を調査した。また、2022年度に極端少雨の影響で調査ができなかったモンゴル南部の一部サイトを再訪し調査を行った。生態系機能として、地上部バイオマスおよび植生被度、地下部バイオマス、物質の分解機能、土壌呼吸の計5種類の機能を調査した。さらに2023年度は、2022年度内に採取した土壌微生物コアサンプルを用いて、DNAメタバーコーディングを行い、真菌および細菌の群集組成を調査した。これまでに得られたデータで、生態系機能に対する植物および真菌・細菌の多様性の効果に乾燥度依存性が見られるかについて、予備解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2023年度内に予定していた地域のサイトの調査を完了することができた。また、2022年度内において気象要因により調査が実行できなかったサイトの調査も、2023年度に完了した。データが順調に蓄積されている。予備解析を含め、本課題に関連するテーマでの論文の作成・投稿も順次進めており、順調に課題を推進している。

今後の研究の推進方策

2024年度は、モンゴル西部地域において、2022・2023年度と同様に、生物多様性の調査、生態系機能の測定を行う予定である。全てのデータが揃い次第に、①放牧-生物多様性-生態系機能の関係の乾燥度依存性の解明と生態系機能の維持に必要な種および種数の特定、②生物多様性による生態系機能への効果の乾燥度依存性のメカニズムの理論的解明、についての論文を完成させ、学術誌に投稿する。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] モンゴル気象水文環境研究所(モンゴル)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ニューメキシコ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] チューリッヒ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ライプツィヒ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] モンゴル気象水文環境研究所(モンゴル)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ニューメキシコ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Understanding the drivers of ecosystem multifunctionality in the Mongolian steppe: The role of grazing history and resource input2024

    • 著者名/発表者名
      Xu Fengwei、Li Jianjun、Su Jishuai、Sasaki Takehiro、Lu Xiaoming、Wang Yang、Chen Dima、Bai Yongfei
    • 雑誌名

      Agriculture, Ecosystems & Environment

      巻: 359 ページ: 108748-108748

    • DOI

      10.1016/j.agee.2023.108748

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dryland sensitivity to climate change and variability using nonlinear dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takehiro、Collins Scott L.、Rudgers Jennifer A.、Batdelger Gantsetseg、Baasandai Erdenetsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 35

    • DOI

      10.1073/pnas.2305050120

    • 関連する報告書
      2023 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] Limited theoretical and empirical evidence that response diversity determines the resilience of ecosystems to environmental change2023

    • 著者名/発表者名
      Ross Samuel R. P.‐J.、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 39 号: 2 ページ: 115-130

    • DOI

      10.1111/1440-1703.12434

    • 関連する報告書
      2023 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] How to measure response diversity2023

    • 著者名/発表者名
      Ross Samuel R. P.‐J.、Petchey Owen L.、Sasaki Takehiro、Armitage David W.
    • 雑誌名

      Methods in Ecology and Evolution

      巻: 14 号: 5 ページ: 1150-1167

    • DOI

      10.1111/2041-210x.14087

    • 関連する報告書
      2023 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] Mixed coastal forests are less vulnerable to tsunami impacts than monoculture forests2023

    • 著者名/発表者名
      Iwachido Yuki、Kaneko Minori、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Natural Hazards

      巻: 120 号: 2 ページ: 1101-1112

    • DOI

      10.1007/s11069-023-06248-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fence-line contrast reveals effects of grazing on communities of plants and ground-dwelling arthropods in a Mongolian grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Issei、Iwachido Yuki、Nambu Misa、Sasaki Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 203 ページ: 104776-104776

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2022.104776

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of plant productivity and carbon fluxes to short-term experimental manipulations of climate change and species loss in a Mongolian grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takehiro、Nambu Misa、Iwachido Yuki、Yoshihara Yu、Batdelger Gantsetseg、Kinugasa Toshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Arid Environments

      巻: 198 ページ: 104690-104690

    • DOI

      10.1016/j.jaridenv.2021.104690

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicted effects of simulated ambient warming and moisture on forage nutrient quality and community composition in Mongolian an arid grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, Y., Aoki, R., Kinugasa, T., Sasaki, T
    • 雑誌名

      The Rangeland Journal

      巻: 44 号: 3 ページ: 159-164

    • DOI

      10.1071/rj22027

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bottom‐up effects of plant quantity and quality on arthropod diversity across multiple trophic levels in a semi‐arid grassland2022

    • 著者名/発表者名
      Lu Xiaoming、Zhao Xuezhen、Tachibana Taiki、Uchida Kei、Sasaki Takehiro、Bai Yongfei
    • 雑誌名

      Journal of Ecology

      巻: 110 号: 11 ページ: 2717-2730

    • DOI

      10.1111/1365-2745.13982

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 放牧による植物群集の変化を介した地表徘徊節足動物群集への影響の乾燥度依存性2024

    • 著者名/発表者名
      西村一晟(横浜国立大学), 石井直浩(鳥取大学), YULAN QI(Yokohama National University), 岩知道優樹(横浜国立大学), 瀧本岳(東京大学), 黒川紘子(森林総研), BATDELGER GANTSETEG(IMGRE), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 環境応答の非同期性に対する種間・種内変異の寄与2024

    • 著者名/発表者名
      石井直浩(鳥取大学), 黒川紘子(森林総合研究所), 瀧本岳(東京大学), 佐々木雄大(横浜国立大学)
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 栄養段階を超えた生物間相互作用から生物多様性効果を評価する2023

    • 著者名/発表者名
      西村一晟, 橘太希, LU XIAOMING, ZHAO XUEZHEN, 内田圭, BAI Yongfei, 佐々木雄大
    • 学会等名
      日本生態学会第70回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Laboratory of Community and Landscape Ecology

    • URL

      http://www.sasa-lab.ynu.ac.jp/pukiwiki-151/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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