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極限環境から紐解く、群集構築ルールのストレス勾配に沿った変化

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ0077
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関京都大学

研究代表者

篠原 直登  京都大学, 生態学研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード群集生態学 / 群集集合 / 多種共存
研究開始時の研究の概要

植物群集を構築するルール(種の生態学的なニッチに基づく選択と、個体の移動分散などの偶然性のどちらが卓越するか)が環境条件の勾配に沿って変化するという新たな仮説を検証する。
まず、温室での栽培実験により、草本植物6種の成長率、死亡率、結実数が水分条件や土壌pHなど、異なる環境条件下でどう変化するかを明らかにする。さらに、競争実験を行い、群集構築の偶然性(同じ環境条件下で種組成がどの程度ばらつくか)を検証し、環境条件と偶然性の関係を明らかにする。競争実験で得られたパラメータをもとに群集動態モデルを構築し、環境条件と群集構築のルールの間の関係の一般性を検証する。

研究実績の概要

今年度は、「植物群集を構築するルール(種の生態学的なニッチに基づく選択と、個体の移動分散などの偶然性のどちらが卓越するか)がストレスの勾配に沿って変化する」という仮説の検証のため、データベース解析および予備実験を行なった。
まず、自然界に存在する多様なストレス勾配の一つである緯度に注目し、植物群集の構築ルールが緯度ともに変化することを、大規模データベースの解析から明らかにした。データ解析から、高緯度ほど林床での植物種組成が空間的に集中分布していることが分かった。本成果は、2つの招待講演(理論進化生態フォーラム [総合研究大学院大学]、菌根共生からみた進化群集生態学 [京都大学])で発表し、その内容をまとめた論文は国際誌に掲載された(Shinohara et al. 2024 Oikos)。
次に、別のストレス勾配として土壌中の水分条件に注目した栽培実験を計画した。そのための予備実験として、京都大学生態学研究センター内の圃場から一年生草本2種(メヒシバ、オオイヌタデ)の実生を採取し、2種をさまざまな密度・頻度で混植する競争実験を行なった。その結果、2種ともに強い種内競争が卓越することが分かった。次年度に同様の実験をより多くの種を用いて、およびいくつかの水分条件処理で行うために、圃場内で種子の採取を行いその発芽実験を行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究・家庭状況の変化のために今年度は研究にやや遅れが生じた。しかし、アクセスのしやすさのために研究対象を大学内の圃場に変更したため、次年度以降は予定より早く研究が進むと考えられる。

今後の研究の推進方策

次年度以降は、本年度の予備実験を発展させ、より大規模な野外操作実験を行う。5種の一年生草本をさまざまな密度・頻度で混植し、各個体のパフォーマンスを計測する。実験処理として3つの水分条件処理(少・中・多)を用意し、各種の群集動態のパラメータおよびそれから予想される群集道外が、乾燥という環境ストレスによってどのように変化するかを明らかにする。
また、当初予定していた数理モデルの解析に加えて、日本国内及び世界レベルの大規模データベースの構築を行い、緯度とという当初想定していなかった環境クラインに応じて、植物群集の構築ルールがどのように変化するかを解析する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Plant-mycorrhizal associations may explain the latitudinal gradient of plant community assembly2024

    • 著者名/発表者名
      Shinohara Naoto、Kobayashi Yuta、Nishizawa Keita、Kadowaki Kohmei、Yamawo Akira
    • 雑誌名

      Oikos

      巻: e10367 号: 6 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1111/oik.10367

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物群集の決定要因の緯度クライン2024

    • 著者名/発表者名
      篠原直登
    • 学会等名
      理論進化生態フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物-菌根共生が説明する植物群集の集合プロセスの緯度クライン2023

    • 著者名/発表者名
      篠原直登
    • 学会等名
      菌根共生からみた進化群集生態学
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湖沼における植物プランクトンの共存2023

    • 著者名/発表者名
      篠原直登
    • 学会等名
      第十回プランクトン学会若手の会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

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