• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実施状況報告書

変動する自然生態系の多様性維持メカニズム:非線形時系列解析を用いた新たな展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K14797
研究機関東北大学

研究代表者

川津 一隆  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (20747547)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード複雑性-安定性関係 / 非線形時系列解析 / 力学系理論 / 長期時系列データ / マメゾウムシ実験系
研究実績の概要

生態系の複雑性ー安定性関係の形成メカニズムを解明することは生態学だけでなく生物多様性維持の観点からも重要な課題である.しかしながら,非線型な変動を示す野外群集から複雑性と安定性を定量化することは従来の並行軍習慣に基づく理論体系では困難であった.この課題を解決するために,前年度までに実装した非平衡系の複雑性と安定性を定量化するための解析法を開発した.当該年度はまず,複雑性と安定性が既知の人口時系列に対してこの手法を適用することで,手法のパフォーマンステストを行った.次に,(系の複雑性に対応する)導入種数を操作した実験時系列を解析することで,ノイズを含む現実の時系列データにも手法が適用可能かの実証を行った.また同時に,複雑性・安定性の定量化をより正確にするための非線型時系列解析法の開発も行った.これらの解析結果は,1)種のターンオーバーが早い分類群では安定性が低くなる,2)弱い種間相互作用が卓越する,または種間相互作用の群集内のばらつきが弱くなるというメカニズムが分類群に関わらず普遍的に存在し,結果として複雑な群集においても安定性が担保される,ということが明らかとなった.以上の成果の一部は京都大学北部キャンパスで開催された第35回個体群生態学会および名城大学天白キャンパスで開催された第67回日本生態学会大会で発表された.また,国際学術誌Scientific ReportsとPopulation Ecologyに2本の論文が掲載された.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本課題は,1)力学系理論の発展,2)時系列解析法への実装,3)室内操作実験,4)野外群集時系列の解析の4つのサブ課題からなる.当該年度は3・4についての解析をほぼ終えることができ,また満足する結果を得ることができた.さらにノイズを含む時系列データから動態の安定性を定量化する新しい非線型時系列解析法を開発することができた.

今後の研究の推進方策

来年度は得られた結果を2-3本の論文にまとめ国際学術誌に投稿する.また,個体群生態学会と日本生態学会にて当研究課題で得られた知見を周知するためのシンポジウムを企画・開催する予定である.

次年度使用額が生じた理由

当初予定していた学会参加が新型コロナウイルス蔓延防止のため中止になり関連する旅費等を執行できなかったため.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Nonlinear time series analysis unravels underlying mechanisms of interspecific synchrony among foliage‐feeding forest Lepidoptera species2019

    • 著者名/発表者名
      Kawatsu Kazutaka、Yamanaka Takehiko、Patoeka Jan、Liebhold Andrew M.
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 62 ページ: 5~14

    • DOI

      10.1002/1438-390X.12025

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Field transcriptome revealed a novel relationship between nitrate transport and flowering in Japanese beech2019

    • 著者名/発表者名
      Satake Akiko、Kawatsu Kazutaka、Teshima Kosuke、Kabeya Daisuke、Han Qingmin
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 4325

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39608-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 内浦湾において原発温排水に反応した魚種の特定:非線型時系列解析によるアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      小杉奏太,益田玲爾.長田穣,川津一隆,近藤倫生
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
  • [学会発表] 魚類群集の異常検知:原発温排水サイトにおける長期観測データの解析2020

    • 著者名/発表者名
      大友優里,益田玲爾.長田穣,川津一隆,近藤倫生
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
  • [学会発表] 琵琶湖におけるプランクトン動態を予測する2020

    • 著者名/発表者名
      石川佳穂,池田将平,一瀬諭,長田穣,川津一隆,京極大助,古田世子,近藤倫生
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
  • [学会発表] 相互作用の非線形性と群集動態の安定性:変動する自然生態系における検証2019

    • 著者名/発表者名
      川津一隆,長田穣,石井弓美子,益田玲爾,嶋田正和,近藤倫生
    • 学会等名
      第35回個体群生態学会
  • [学会発表] 自由研究を科学研究に昇華させる:長期アブラゼミ羽化時系列を用いた時系列解析2019

    • 著者名/発表者名
      向峯遼,川津一隆,徳永幸彦
    • 学会等名
      第35回個体群生態学会
  • [学会発表] 植物プランクトンの変動メカニズムは時間変化するか:分類階級間の比較2019

    • 著者名/発表者名
      石川佳穂,池田将平,一瀬諭,長田穣,川津一隆,京極大助,古田世子,近藤倫生
    • 学会等名
      日本陸水学会第84回大会

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi