| 研究課題/領域番号 |
23570040
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| 研究機関 | 独立行政法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
田中 嘉成 独立行政法人国立環境研究所, 環境リスク研究センター, 室長 (60338647)
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| 研究分担者 |
吉野 正史 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00145658)
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| キーワード | 群集生態学 / 機能形質 / 生態系機能 / ロトカボルテラモデル / 環境応答 |
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| 研究概要 |
生物群集の環境変化に対する応答を、機能形質の分布変化として予測する数理モデルの研究を行った。特に、環境変動性や確率性が、群集内の形質分布に与える影響を解析するために、多次元レプリケーター方程式に基づいた形質動態の解析を進めるとともに、Chesson and Warnerのロッタリー競争モデルに、環境フィルター効果と資源競争を組み込んだ一般化した群集モデルを作成した。ロッタリー競争モデルは、群集形成過程における確率性が多種共存を可能にすることを説明する最も一般的な理論であり、生物群集の中立説の理論的背景にもなっている。このモデルに基づく解析の結果、群集内の種形質の分散が環境フィルター効果によって減少し、資源競争によって増加する一般的傾向が、単純な解析的な結果として確認できた。群集形成過程における確率性が増加（もしくは環境フィルターおよび資源競争効果が減少）し、中立群集に漸近した場合、このような決定論的予測がどの程度影響を受けるかを今後シミュレーションによって明らかにした。今後、確率的数値シミュレーションを行って、種ランク－頻度関係における中立パターンが、種のニッチを導入することによってどの程度、崩れるかを示す。また、中立モデルによる予測のパターンが崩壊しない状況における、形質動態の決定論的プロセスが成立する条件を示し、形質ベースアプローチの一般性が準中立群集でも成り立つかどうかを今後明らかにしたい。
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| 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
これまで対象にしてこなかった新たなタイプの生態学モデルを適用し、群集内の形質動態と、環境の確率性、生態的ニッチによる種間競争、環境フィルター効果の相対的な重要性との関係を、半解析的な方法で進めている点でおおむね順調と考えている。ただし、エフォート率の限界から、数値シミュレーションが遅れているので、今後、挽回し論文執筆につなげたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の推進方法として、数理モデルに対する数学的な解析と、群集や形質分布の統計量で表わされたモデルに対する数値シミュレーションによる検証の2方向が考えられる。前者に関しては、多種系のロトカボルテラモデルや、ロッタリー競争モデルなどの古典的な群集生態学モデルを基礎に、群集内の形質動態の一般側を導出し、確率的な環境変動を加えた動態式の開発を試みる。今後は、レプリケータ力学系や拡散近似の手法の応用など、当該研究分野でこれまで適用されてこなかった数学的手法も試みたい。また、後者の数値シミュレーションに関しては、形質動態の基本式が、群集の成立過程における確率性があった時にどの程度成立するか検証する。近似的な中立群集においても、形質動態の決定論モデルが成立することを示し、生物群集の確率的な中立理論と決定論的なニッチ理論が矛盾しない条件を明らかにしたい。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
購入予定の英文書籍等を、運営交付金に基づく研究費で購入することができた。
論文原稿の執筆を予定より早く行い、英文校閲等に有効に活用したい。
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