| 研究課題/領域番号 |
26440247
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
難波 利幸 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30146956)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 生物群集 / 構造 / 安定性 / ボトムアップ効果 / トップダウン効果 / 食物網 / ギルド内捕食 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，トップダウン効果とボトムアップ効果の相乗作用が生物群集の構造と動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし，平成２６年度には，嗜好植物と不嗜好植物と植食者からなる食物網とギルド内捕食系に栄養塩を導入した数理モデルを研究することを計画した。
嗜好植物と不嗜好植物と植食者からなる食物網では，栄養塩を明示的に導入し，それをめぐる２種の植物の競争を考慮したモデルを解析した。その結果，栄養塩で決まるボトムアップの効果と，植食者で決まるトップダウンの効果は相補的にはたらき，一方が大きいときに２種の植物の共存が可能になった。また，２種の栄養塩利用効率が拮抗している場合に，ボトムアップとトップダウンの効果がともに強くなると，まず低い栄養塩濃度でも成長できる嗜好植物が増えるが，それを餌とする植食者が増えるために嗜好植物は激減し，その後，不嗜好植物が長い間優占する。この結果は，２種の植物が干渉競争をする場合と類似であり，この食物網の動態は，競争の詳細にはよらないことが明らかになった。これは，世界各地で起こっている有蹄類の増加とそれによる植生の変化を理解するための重要な結果である。
一方，ギルド内捕食系では，栄養塩や上位捕食者の影響を調べる準備として，系の動態と機能の反応の関係の全貌を明らかにするために，これまでほとんど研究されてこなかったⅢ型の機能の反応を取り入れたモデルを解析した。このモデルでは，ギルド内被食者の相対密度が減少すると相対捕食率はそれを上回る率で減少する。そのため，基底被食者の生産性が高くなってもギルド内被食者が絶滅することなく，高生産性環境では，数理モデルはギルド内被食者の絶滅を予告するが現実はそうなっていないという矛盾を解消する一つの機構を提示することができた。食物網のモジュールの一つとして重要なギルド内捕食の普遍性を説明する重要な結果である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
嗜好植物と不嗜好植物と植食者からなる食物網で，栄養塩をめぐる２種の植物の競争を考慮したモデルでは，最初に検討した植食者の嗜好植物に対する機能の反応がⅠ型の場合には個体数の振動が起こらず，干渉型の競争との比較が困難だったため，その後Ⅱ型の機能の反応を導入したモデルを解析した。そのために研究に若干の遅れが生じ，ボトムアップの効果とトップダウンの効果の相乗作用について一定の理解を得られたものの，不嗜好植物がない場合とある場合の系の振動パターンの比較に至らなかった。
また，ギルド内捕食系では，理論は高生産性環境ではギルド内被食者が絶滅することを予測するのに対し，実証研究ではそうならないことが長い間謎とされてきた。この謎を解明することが，ボトムアップの効果とトップダウンの効果の影響を調べるための前提として重要であるが，これまでは捕食者の機能の反応としてⅢ型の機能の反応が考慮されてこなかった。そこで，予備的な研究として，26年度にはⅢ型の機能の反応を取り入れたギルド内捕食系の研究を行ったため，当初予定していた栄養塩を導入したモデルの解析に至らなかった。
平成26年度に完成できなかった上記二つのテーマについては，27年度に研究を実施する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画では，平成27年度は，ダイアモンド食物網，植食者－植物系，ギルド内捕食系に栄養塩を入れたモデルにさらに捕食者を追加し，トップダウン効果とボトムアップ効果の相乗作用を調べることを予定していた。前年度に残ったテーマについて研究を進めるとともに，当初予定していたテーマにも取り組む。今後の研究を推進するために，客員研究員及び二人の卒研生との共同研究を計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
台湾の国立東華大学で2014年11月15日から17日まで開催された第４回台湾-日本生態学ワークショップに，研究発表と討論のために参加したが，体調不良により途中で参加を取りやめることとなったため，旅費の一部を返納したので，次年度使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
2015年10月に滋賀県立大学で開催される予定の第3１回個体群生態学会大会に参加し研究発表を行うための旅費として使用する予定である。
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