生態システムのグローバル動態に関する数理的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07304079
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 重定 南奈子 奈良女子大学, 理学部, 教授 (70025443)
• 研究分担者: 東 正彦 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (40183917) ; 巌佐 庸 九州大学, 理学部, 教授 (70176535) ; 川崎 廣吉 同志社大学, 工学部, 教授 (10150799) ; 中島 久男 立命館大学, 理工学部, 教授 (40113112) ; 山村 則男 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (70124815)
• キーワード: 数理モデル / グローハル動態 / 環境撹乱 / 侵入生物 / 分布拡大 / 生息地の網分化 / 環境変動 / 温暖化

研究概要

本研究は,現在,地球環境の変化に直面して様々な形で進んでいる生態システムのグローバルな時・空間的変化を,地球環境問題の課題であるシステムの多様性の維持,創出,保全,生態系機能の解明に焦点を当てながら,数理的手法を用いて多角的に行われた.各分担者はそれぞれの研究課題にそって精力的に研究を行い,その成果は国際数理生物学京都会議(1996年6月9-13日開催:委員長重定)で発表された.それらの多くが国際的に著名な研究者に注目され高い評価を受けた.以下に研究実績の概要をまとめる.
1.環境撹乱によって生成される空き地に侵入する放浪種と優先種の間の競争を拡散増殖方程式を用いて解析し,多種共存のメカニズムを明らかにした.また,生物の分布域拡大の過程を確率セル・オートマトンによってモデル化し,拡大速度の近似式を与える方法を提出した.(重定,川崎,高須)
2.異なる2種が出会い雑種個体が産出される交雑帯の巾と持続時間を計算する公式を導いた.(山村)
3.生態系の生物間に働く間接作用効果を数理的な観点から整理した.また,生物のグローバルな多様化プロセスに関して、シロアリを例に研究を行った(中島,東)
4.森林や陸上植物などの空間構造が入った個体群動態を解析する方法を確立する目的で格子モデルを研究した。また、人間活動により生息地の縮小・細分化、環境への化学物質の流出の影響により野外生物集団が絶滅するリスクを評価する方法を研究した。(巌佐)
5.日本近海のマサバ資源の減少について、巻き網漁業とたもすくい網漁業の二つが与えた打撃の大きさを定量的に評価する手法を開発し、マサバ資源のグローバル動態と漁業の関係を明らかにした。(松田)

研究成果

• [文献書誌] Aoki,K.: "Travelling wave solutions for the spread of farmers into a region occupied by hunter-gatherers." Theor.Population Biology. 50. 1-17 (1996)
• [文献書誌] Kohyama,T.: "A size-distribution-based model of forest dynamics over a thermal gradient along latitude." Vegetatio. 121. 117-126 (1995)
• [文献書誌] Nakajima,H.: "Indirect Effects in Ecological Interaction Networks II.The Conjugate Variable Approach." Mathematical Biocsiences. 130. 129-150 (1995)
• [文献書誌] Shigesada,N.: "Modeling Stratified Diffusion in Biological Invasions." American Naturalist. 146. 229-251 (1995)
• [文献書誌] Kubo,T.: "Forest spatial dynamics with gap expansion:total gap area and gap size distribution." Journal of theoretical Biology. 180. 229-246 (1996)
• [文献書誌] Higashi,M.: "Indirect effects in ecological interaction networks I.The chain rule approach" Mathematical Biocsiences. 130. 99-128 (1995)
• [文献書誌] Harada,Y.: "Analyses of spatial patterns and population processes of clonal plants." Researches on Population Ecology. (in press).
• [文献書誌] Matsuda,H.: "Impacts per unit weight in catch by two types of fisheries on a chub mackerel population." Researches on Population Ecology. 38(2). 219-224 (1997)
• [文献書誌] Takada,T.: "The optimal allocation to seed reproduction and vegetative reproduction in perennial plants." Journal of Theoretical Biology. 182b. 179-191 (1996)
• [文献書誌] 原田泰志: "水産資源生物の管理と生態に関する数理学的研究" 日本水産学会誌. 61. 477-480 (1995)
• [文献書誌] Giho,H.: "Transition matrix modelling on disturbance-controlled persistence of plant population." Ecol.Modelling. 94. 201-214 (1997)
• [文献書誌] Takasu,F.: "Modeling Arms Race in Avian Brood Parasitism." Evolutionary Ecology. (in press).
• [文献書誌] Shigesada,N.: "Biological Invasions:theory and practice." Oxford Univ.Press., 205 (1997)
• [文献書誌] 巌佐庸: "数理生態学への招待:生命の物理学的理解をめざして.「数理生態学」(巌佐庸編)シリーズ:ニューバイオフィジックス第10巻" 共立出版(印刷中), (1997)
• [文献書誌] Abe,T.: "Biodiversity and Ecological Perspective" Springer, 294 (1996)
• [文献書誌] 松田裕之: "「共生」とは何か-搾取と競争をこえた生物どうしの第三の関係" 現代書館, 230 (1995)