• 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

2023 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 – 2025-03-31
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 / 魚類群集潜水観察 / ネットワーク不確定性
研究実績の概要

生態系の複雑性-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,非線形性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平衡群集観に基づく理論体系からは困難であった.この課題解決のために,本研究計画ではまず,1)系の安定性に大きく影響する種間相互作用の密度依存性を観測時系列データから推定する手法と,2)推定した密度依存性を仮想的に改変することで動態の安定性*1に与える影響を調べる手法LMDr(Local Manifold Distance-based regression)を開発した*2.これらの手法を用いて,寄生蜂-マメゾウムシ実験*3のデータを,潜水観察による魚類群集データ*4の解析を行ったところ,1)実験個体群では,系の安定性を高めるスイッチング寄生様*5の相互作用が検出され,その効果は系を不安定化させる宿主間競争よりも強い,2)魚類群集では,系の安定化に働く密度依存性を持つ相互作用が卓越し,魚類群集の長期存続に寄与していることを明らかにした.また,本課題のアイデアを発展させ,生態系に加わるプレス摂動*6の予測ができなくなるネットワーク不確定性がどのような生態的特徴のときに生じるかについて包括的に解明する理論的枠組を確立した.
(*1:時系列データの変動係数CVから計算される;*2:局所重み付け線形回帰を発展させた非線形時系列予測法;*3:近縁なヨツモンマメゾウムシ・アズキゾウムシと寄生蜂ゾウムシコマユコバチからなる(宿主間は強い拮抗的関係にあり2種だけだと必ず競争排除が起こる);*4:舞鶴湾で行われている月2階のトランセクト潜水観察;*5:個体数の多い宿主をより好んで寄生する行動;*6:温暖化のような持続的に発生する撹乱)

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

前年度までに本研究計画の一部を国際学術誌Ecology Letters,Population Ecology誌および3本の総説をBook Chapterとして出版した.また,本研究計画を発展させた論文をProceedings of the National Academy of SciencesおよびProceedings of the Royal Society B誌に改訂稿を投稿中である.研究本体に当たる論文に関しても現在改訂がほぼ終わり,間もなく投稿予定であるため.

今後の研究の推進方策

今年度は研究本体に当たる論文の投稿・受理を目指すとともに,本研究計画で得られた成果に関する総説論文の執筆・投稿および,国際学会等での発表を行う.

次年度使用額が生じた理由

オープンアクセス費用として予定した論文出版が遅れたため.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Dynamics‐based characterization and classification of biodiversity indicators2023

    • 著者名/発表者名
      Otomo Yuri、Masuda Reiji、Osada Yutaka、Kawatsu Kazutaka、Kondoh Michio
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.1002/ece3.10271

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time series analysis showing how different environmental conditions affect the interspecific interactions of <i>Callosobruchus maculatus</i> and <i>Callosobruchus chinensis</i>2023

    • 著者名/発表者名
      Kawase Takanori、Kyogoku Daisuke、Kawatsu Kazutaka、Katayama Noboru、Miki Takeshi、Kondoh Michio
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 66 ページ: 6~21

    • DOI

      10.1002/1438-390X.12160

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamics-based characterization of biodiversity indicators baed on environmental responsiveness2024

    • 著者名/発表者名
      Yuri Otomo, Reiji Masuda, Yutaka Osada, Kazutaka KAwatsu, Michio Kondoh
    • 学会等名
      日本生態学会第71回大会
  • [学会発表] 複雑な生態系における創発的ネットワーク不確定性の解明2024

    • 著者名/発表者名
      川津一隆
    • 学会等名
      日本生態学会第71回大会
  • [学会発表] Sentinel-2画像を用いた森林害虫の解析と発生予測の試み2023

    • 著者名/発表者名
      森夏美,川津一隆,鈴木紀之,Vyachesiav Martemyanov,山下恵,井上真紀
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会第73回大会
  • [学会発表] 生態現象の予測不可能正:その原因をデータから探る2023

    • 著者名/発表者名
      川津一隆
    • 学会等名
      第39回個体群生態学会大会
  • [学会発表] ランダム行列の観点から解き明かす生態系の創発特性2023

    • 著者名/発表者名
      川津一隆
    • 学会等名
      統計思考院人材育成事業ワークショップ「生物多様性と群集動態:定量化の数理と統計的推定法」
    • 招待講演
  • [備考] Kazutaka Kawatsu Web Page

    • URL

      https://www.somany-frogs.com/

  • [備考] LMDr_for_RSOS

    • URL

      https://github.com/somanyfrogs/LMDr_for_RSOS

  • [備考] ecological_indeterminacy_study

    • URL

      https://github.com/somanyfrogs/ecological_indeterminacy_study

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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