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2015 年度 実績報告書

分子レベル同位体比精密分析による生態系解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25291101
研究機関総合地球環境学研究所

研究代表者

陀安 一郎  総合地球環境学研究所, 研究高度化支援センター, 教授 (80353449)

研究分担者 近藤 倫生  龍谷大学, 理工学部, 教授 (30388160)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード安定同位体 / 生態系 / アミノ酸 / 生物標本 / 食物網
研究実績の概要

河川における放射性炭素14の天然存在比(Δ14C)の動態を、溶存有機態画分(DOC)、溶存無機態画分(DIC)、懸濁有機態画分(POC)と分けて分析・調査し、大気由来炭素、有機物分解由来炭素、母岩由来無機炭素の寄与について検討した。その結果、河川別の母岩の違いによってこれらの画分の寄与が異なることがわかった。
カスミザクラの結実木から直接種子を採取し、同じ年においては種子の酸素安定同位体比の値が標高によって低くなるという関係を明らかにした。その関係を用いて、糞から取り出したカスミザクラ種子の酸素安定同位体比から親木の標高を求め、標高方向の種子散布距離を求めた。その結果、ツキノワグマは平均で307m、テンは平均で193m、標高の高い方に種子を散布していることが分かった。
北海道大学植物園付属博物館に所蔵されている1920年から1945年に採取された択捉島のヒグマ頭骨標本から骨の一部を、また、北海道大学総合博物館より食物資源候補を提供していただいた。これらのサンプルの炭素・窒素・イオウ安定同位体比を測定し、各食物資源のヒグマへの寄与率を択捉島と北海道東部地域で比較した。その結果、北海道東部地域のヒグマ個体群ではサケの利用割合が8.2%(95%信頼区間:5.4-10.3%)だったのに対して、択捉島のヒグマでは27.3%(同20.6-34.1%)であり、択捉島のヒグマがサケに強く依存していたことが判明した。
20の実証的食物網データに対して、前年度に開発した理論手法を適用することで、生態系構造の構築を行い、また生態系レベルでの栄養転換効率の推定、系間比較を行った。その結果、栄養転換効率が高い栄養段階ほど低くなる傾向を見いだした。さらに、安定同位体分析から推定される栄養位置(trophic position)をもとにして、食物網の生産構造を明らかにする理論的手法の開発に取り組んだ。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Feeding habits may explain the morphological uniqueness of brown bears on Etorofu Island, Southern Kuril Islands in East Asia.2016

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi, J., Otsubo, K., Morimoto, J.O., Nakamura, F. and Tayasu, I.
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1111/bij.12798

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mountain climbing bears save cherry species from global warming by their vertical seed dispersal.2016

    • 著者名/発表者名
      Naoe, S., Tayasu, I, Sakai, Y., Masaki, T., Kobayashi, K., Nakajima, A., Sato, Y., Kiyokawa, H. and Koike, S.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 26 ページ: R315-R316

    • DOI

      10.1016/j.cub.2016.03.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Terrestrial-aquatic linkage on stream food webs along a forest chronosequence: multi-isotopic evidence.2016

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, N.F., Togashi, H., Kato, Y., Yoshimura, M., Kohmatsu, Y., Yoshimizu, C., Ogawa, N.O., Ohte, N., Tokuchi, N., Ohkouchi, N. and Tayasu, I.
    • 雑誌名

      Ecology

      巻: 97 ページ: 1146-1158

    • DOI

      10.1890/15-1133.1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Testing for a predicted decrease in body size in brown bears (Ursus arctos) based on a historical shift in diet.2016

    • 著者名/発表者名
      Matsubayashi, J., Tayasu, I., Morimoto, J.O. and Mano, T.
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Zoology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1139/cjz-2016-0046

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Adaptive movement and food-chain dynamics: towards food-web theory without birth–death processes2016

    • 著者名/発表者名
      Kondoh, M., Mougi, A., Ushimaru, A. and Nakata, K.
    • 雑誌名

      Theoretical Ecology

      巻: 9 ページ: 15-25

    • DOI

      10.1007/s12080-015-0266-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sources of dissolved inorganic carbon in two small streams with different bedrock geology: insights from carbon isotopes.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, N.F., Tayasu, I., Yamane, M., Yokoyama, Y., Sakai, S. and Ohkouchi, N.
    • 雑誌名

      Radiocarbon

      巻: 57 ページ: 439-448

    • DOI

      10.2458/azu_rc.57.18348

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of sulfur deposition over the period of industrialization in Japan using sulfur isotope ratio in Japanese cedar tree rings taken from stumps.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishida, T., Tayasu, I. and Takenaka, C.
    • 雑誌名

      Environmental Monitoring and Assessment

      巻: 187 ページ: 459

    • DOI

      10.1007/s10661-015-4678-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative reconstruction of sulfur deposition using a mixing model based on sulfur isotope ratios in tree rings.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishida, T., Tayasu, I. and Takenaka, C.
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Quality

      巻: 44 ページ: 1800-1808

    • DOI

      10.2134/jeq2014.11.0506

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turnover of species and guilds in shrub spider communities in a 100-year post-logging chronosequence.2015

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi, T.F. and Tayasu, I.
    • 雑誌名

      Environmental Entomology

      巻: 45 ページ: 117-126

    • DOI

      10.1093/ee/nvv142

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparison of freeze-dry and oven-dry preparation methods for bulk and compound-specific carbon stable isotope analyses: examples using the benthic macroinvertebrates Stenopsyche marmorata and Epeorus latifolium.2015

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu, F., Suzuki, Y., Kato, Y., Yoshimizu, C. and Tayasu, I.
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 30 ページ: 137-142

    • DOI

      10.1002/rcm.7421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction-type diversity hypothesis and interaction strength: the condition for the positive complexity-stability effect to arise2015

    • 著者名/発表者名
      Kondoh, M. and Mougi, A.
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 57 ページ: 21-27

    • DOI

      10.1007/s10144-014-0475-9

    • 査読あり
  • [学会発表] Use of multiple isotopes in watershed ecology2016

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Tayasu, Naoto F. Ishikawa, Takanori Nakano, Ki-Cheol Shin, Yutaka Kurita
    • 学会等名
      IsoEcol 2016
    • 発表場所
      Ito Hall, The University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-04-07 – 2016-04-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Dietary reconstruction of the extinct Ezo wolf (Canis lupus hattai)2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Matsubayashi, Ichiro Tayasu
    • 学会等名
      IsoEcol 2016
    • 発表場所
      Ito Hall, The University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-04-05 – 2016-04-05
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶存物質および生物の多元素同位体組成が示す生態系情報:東北太平洋岸地域の例2016

    • 著者名/発表者名
      陀安一郎, 由水千景, 松林順, 加藤義和, 長田穣, 奥田昇, 斉藤有, 申ギチョル, 中野孝教, 神松幸弘, 近藤倫生, 冨樫博幸, 天野洋典, 栗田豊
    • 学会等名
      第63回日本生態学会仙台大会
    • 発表場所
      仙台国際センター,仙台
    • 年月日
      2016-03-24 – 2016-03-24
  • [学会発表] 登山家グマが温暖化の危機からサクラを救う:彼らの垂直方向の種子散布に注目して2016

    • 著者名/発表者名
      直江将司, 陀安一郎, 酒井陽一郎, 正木隆, 小林和樹, 中島晶子, 佐藤嘉和, 山崎晃司, 清川紘樹, 小池伸介
    • 学会等名
      第63回日本生態学会仙台大会
    • 発表場所
      仙台国際センター,仙台
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] 群集生態学における種間相互作用論とその限界2016

    • 著者名/発表者名
      近藤倫生
    • 学会等名
      第63回日本生態学会仙台大会
    • 発表場所
      仙台国際センター,仙台
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] 食物網における栄養転換効率の栄養段階依存性~21の水域食物網を比較して~2016

    • 著者名/発表者名
      高嶋あやか、近藤倫生
    • 学会等名
      第63回日本生態学会仙台大会
    • 発表場所
      仙台国際センター,仙台
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] 安定同位体分析を応用した生物間相互作用の空間モデリング2015

    • 著者名/発表者名
      松林順, 陀安一郎
    • 学会等名
      第5回同位体環境学シンポジウム
    • 発表場所
      総合地球環境学研究所,京都
    • 年月日
      2015-12-25 – 2015-12-25
  • [学会発表] 炭素安定同位体比と放射性炭素天然存在比を用いた河川溶存無機炭素の起源推定2015

    • 著者名/発表者名
      石川尚人,陀安一郎,山根雅子,坂井三郎,大河内直彦
    • 学会等名
      日本陸水学会第80回大会
    • 発表場所
      北海道大学函館キャンパス,函館
    • 年月日
      2015-09-28 – 2015-09-28
  • [学会発表] Ecological Complexity and Community Stability2015

    • 著者名/発表者名
      Michio Kondoh
    • 学会等名
      2015 Joint Meeting of The 5th China-Japan-Korea Colloquium on Mathematical Biology and The Japanese Society for Mathematical Biology
    • 発表場所
      Ryoshin-kan Building, Imadegawa Campus, Doshisha University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-08-29 – 2015-08-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 安定同位体比を用いた食性解析におけるmixing problem の影響とその解消方法について2015

    • 著者名/発表者名
      松林順,陀安一郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27
  • [学会発表] 沿岸生態系研究手法としての多元素同位体の利用2015

    • 著者名/発表者名
      陀安一郎,中野孝教,栗田豊
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-27

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公開日: 2017-01-06  

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