環境省環境研究総合推進費 D1102（2011-2013年度）

「生物多様性の機能評価のための安定同位体指標に関する研究」

１．研究課題名： 生物多様性の機能評価のための安定同位体指標に関する研究

２．研究代表者氏名及び所属：　　　　　　　　　

　　　陀安　一郎（京都大学生態学研究センター）

３．研究実施期間：平成23～25年度

４．研究の趣旨・概要

　生物多様性は、遺伝子・種・生態系といった階層構造を持ちますが、生態系レベルで重要となる生物多様性の機能評価手法については十分に研究されていません。

　本研究課題は最新の安定同位体研究手法を用いて、生態系レベルでの生物多様性の機能評価手法について検討を行います。具体的には、琵琶湖集水域および京都大学和歌山研究林周辺の集水域において、それぞれの生態系食物網構造と栄養塩循環の関係を研究します。また、生物標本試料を用いて過去から現在に至る食物網の変化について解析します。

　これらにより、安定同位体比を元にした食物網解析の有効性を明らかにし、今後の生物多様性観測に安定同位体指標を導入する意義について提言します。

５．研究項目及び実施体制

　①森林生態系管理が河川生態系に及ぼす影響の研究

　　（京都大学・フィールド科学教育研究センター・徳地直子）

　②集水域の栄養塩供給機構評価のための安定同位体指標の開発

　　（東京大学・農学生命研究科・大手信人）

　③安定同位体解析による食物網構造解析技術の開発

　　（京都大学・生態学研究センター・陀安一郎，奥田　昇）

　④安定同位体食物網情報を用いた生態系評価

　　（龍谷大学・理工学部・近藤倫生）

６．研究のイメージ

研究成果の主な発表状況

（１）主な誌上発表

＜査読付き論文＞

1)T. NAKAZAWA, M. USHIO and M. KONDOH: Advances in Ecological Research, 45, 269-302 (2011) “Scale Dependence of Predator-Prey Mass Ratio: Determinants and Applications”

2)T. KUWAE, E. MIYOSHI, S. HOSOKAWA, K. ICHIMI, J. HOSOYA, T. AMANO, T. MORIYA, M. KONDOH, R. C. YDENBERG and R. W. ELNER: Ecology Letters, 15, 347-356(2012)“Variable and complex food web structures revealed by exploring missing trophic links between birds and biofilm”

3)M. YOSHIMURA: Entomological Science, 15, 145-154 (2012)“Effects of forest disturbances on aquatic insect assemblages”

4)A.MOUGI and M. KONDOH: Science, 337, 349-351 (2012)“Diversity of interaction types and ecological community stability”

5)N. OHTE: Ecological Research, 27, 657-665 (2012)“Implications of seasonal variation in nitrate export from forested ecosystems: a review from the hydrological perspective of ecosystem dynamics”

6)N. OHTE, M. NAKAOKA, and H. SHIBATA: In “The Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region” eds. S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA, 205-215 (2012)“ILTER and JaLTER: Their Missions and Linkage to Database Development in the Asia-Pacific Region”

7)N.F. ISHIKAWA, M. UCHIDA, Y. SHIBATA and I. TAYASU: Marine & Freshwater Research, 63, 210–217 (2012)“Natural C-14 provides new data for stream food web studies: a comparison with C-13 in multiple stream habitats”

8)奥田昇:日本生態学会誌 62, 207-215 （2012）“安定同位体を用いた水田生態系の構造と機能の評価手法”

9)S. OHBA, J. TAKAHASHI and N. OKUDA: Insect Conservation and Diversity, 6:155-161 (2013) “A non-lethal sampling method for estimating the trophic position of an endangered giant water bug using stable isotope analysis”

10)Y. SAKAI, Z. KARUBE, T. TAKEYAMA, A. KOHZU, C. YOSHIMIZU, T. NAGATA, I. TAYASU and N. OKUDA: Limnology, 14, 167-177 (2013)“Seasonal and site-specific variability in terrigenous particulate organic carbon concentration in near-shore waters of Lake Biwa, Japan.”

11)N. OHTE: Ecological Research, 28, 749-757(2013)“Tracing sources and pathways of dissolved nitrate in forest and river ecosystems using high- resolution isotopic techniques: A review”

12)T. EGUSA, N. OHTE, T. ODA and M. SUZUKI: Hydrological Research Letters, 7, 12-17 (2013)“Relationship between catchment scale and the spatial variability of stream discharge and chemistry in a catchment with multiple geologies”

13)N.F. ISHIKAWA, F. HYODO and I. TAYASU: Ecological Research, 28, 759-769 (2013) “Use of carbon-13 and carbon-14 natural abundances for stream food web studies”

14)A. MOUGI and M. KONDOH: Population Ecology, 56, 257-263 (2014) “Instability of a hybrid module of antagonistic and mutualistic interactions”

15)A. MOUGI and M. KONDOH: Ecological Research, 29, 113-119 (2014) “Adaptation in a hybrid world with multiple interaction types: a new mechanism for species coexistence”

16)N.F. ISHIKAWA, M. UCHIDA, Y. SHIBATA and I. TAYASU: Ecology, 95, 1264-1271 (2014) “Carbon storage reservoirs in watersheds support stream food webs via periphyton production”

17)N.F. ISHIKAWA, Y. KATO, H. TOGASHI, M.YOSHIMURA, C. YOSHIMIZU, N. OKUDA and I. TAYASU: Oecologia, doi: 10.1007/s00442-014-2936-4 (in press)“Stable nitrogen isotopic composition of amino acids reveals food web structure in stream ecosystems”