「生態系の健全性とは何か?:食物網理論からのアプローチ」

 

奥田 昇

 

 最近、生態学では、「健全な生態系の保全」というスローガンが声高に叫ばれている。しかし、「健全性」という言葉の意味するところは多分に曖昧である。そこで、本発表では、食物網理論の観点から、生態系管理の現場において実用性の高い「健全性」の定義を提案してみたい。そもそも、生態系管理という概念自体、人間に利する尺度を用いて、その目的変数を最大化する系の状態を維持する営為を指す。したがって、健全な生態系を管理するといった場合に、それは自然中心というより人間本位にならざるを得ない。そのような立場から生態系の健全性を定義するなら、それは、人間が生態系から享受する恩恵の豊かさ、すなわち、質的・量的に優れた「生態系サービス」が安定的に供給される状態を指標とすることができるだろう。例えば、水域生態系を例に取ると、「安全で美味しい水が飲める」「水遊びが楽しめる」「食料資源として魚介類が沢山獲れる」「澄んだ水面(みなも)に戯れる魚を愛でて心が癒される」など色々と挙げられよう。これらのサービスを大別すると、「水質環境軸」と「高次生産軸」にカテゴリー化できる。これらの変数に基づいて生態系の健全性を定量化する方法論を提示した上で、生態系サービスが安定的に供給される系の状態について検討したい。

 

キーワード:食物網安定性、食物連鎖長、トロフィック・カスケード、表層-底層カップリング、富栄養化

 

参考文献

 

Brett, M. T. & Goldman, C. R. 1997. Consumer versus resource control in freshwater pelagic food webs. Science, 275, 384-386.

Carpenter, S. R., Cole, J. J., Hodgson, J. R., K Itchell, J. F., Pace, M. L., Bade, D., Cottingham, K. L., Essington, T. E., Houser, J. N. & Schindler, D. E. 2001. Trophic cascades, nutrients, and lake productivity: whole-lake experiments. Ecological Monographs, 71, 163-186.

Frank, K. T., Petrie, B., Choi, J. S. & Leggett, W. C. 2005. Trophic cascades in a formerly cod-dominated ecosystem. Science, 308, 1621-1623.

Hansson, L.-A., Annadotter, H., Bergman, E., Hamrin, S. F., Jeppesen, E., Kairesalo, T., Luokkanen, E., Nilsson, P.-Ǻ., Søndergaard, M. & Strand, J. 1998. Biomanipulation as an application of food-chain theory: constraints, synthesis, and recommendations for temperate lakes. Ecosystems, 1, 558-574.

Jeppesen, E., Jensen, J. P., Jensen, C., Faafeng, B., Hessen, D. O., Søndergaard, M., Lauridsen, T., Brettum, P. & Christoffersen, K. 2003. The impact of nutrient state and lake depth on top-down control in the pelagic zone of lakes: a study of 466 lakes from the temperate zone to the arctic. Ecosystems, 6, 313-325.

Jeppesen, E., Søndergaard, M., Jensen, J. P., Mortensen, E., Hansen, A.-M. & Jørgensen, T. 1998. Cascading trophic interactions from fish to bacteria and nutrients after reduced sewage loading: an 18-year study of a shallow hypertrophic lake. Ecosystems, 1, 250-267.

Lindeman, R. L. 1942. The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology, 23, 399-417.

McCann, K. S., Rasmussen, J. B. & Umbanhowar, J. 2005. The dynamics of spatially coupled food webs. Ecology Letters, 8, 513-523.

Paine, R. T. 1980. Food webs: linkage, interaction strength and community infrastructure. Journal of Animal Ecology, 49, 667-685.

Pimm, S. L. 2002. Food webs. Chicago: The University of Chicago Press.

Post, D. M. 2002. The long and short of food-chain length. Trends in Ecology & Evolution, 17, 269-277.

Post, D. M., Conners, M. E. & Goldberg, D. S. 2000a. Prey preference by a top predator and the stability of linked food chains. Ecology, 81, 8-14.

Post, D. M., Pace, M. L. & Hairston Jr, N. G. 2000b. Ecosystem size determines food-chain length in lakes. Nature (London), 405, 1047-1049.

Rooney, N., McCann, K., Gellner, G. & Moore, J. C. 2006. Structural asymmetry and the stability of diverse food webs. Nature (London), 442, 265-269.

Shurin, J. B., Borer, E. T., Seabloom, E. W., Anderson, K., Blanchette, C. A., Broitman, B., Cooper, S. D. & Halpern, B. S. 2002. A cross-ecosystem comparison of the strength of trophic cascades. Ecology Letters, 5, 785-791.

Vadeboncoeur, Y., Jeppesen, E., Vander Zanden, M. J., Schierup, H.-H., Christoffersen, K. & Lodge, D. M. 2003. From Greenland to green lakes: Cultural eutrophication and the loss of benthic pathways in lakes. Limnology and Oceanography, 48, 1408-1418.

Vadeboncoeur, Y., Lodge, D. M. & Carpenter, S. R. 2001. Whole-lake fertilization effects on distribution of primary production between benthic and pelagic habitats. Ecology, 82, 1065-1077.

Vadeboncoeur, Y., McCann, K. S., Vander Zanden, M. J. & Rasmussen, J. B. 2005. Effects of multi-chain omnivory on the strength of trophic control in lakes. Ecosystems, 8, 682-693.

Vander Zanden, M. J., Shuter, B. J., Lester, N. & Rasmussen, J. B. 1999. Patterns of Food Chain Length in Lakes: A Stable Isotope Study. The American Naturalist, 154, 406-416.

Vander Zanden, M. J. & Vadeboncoeur, Y. 2002. Fishes as integrators of benthic and pelagic food webs in lakes. Ecology, 83, 2152-2161.