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《研究課題コ−ド》0610AA304
《研究課題名(日本語)》生物多様性と生態系機能の視点に基づく環境影響評価手法の開発
《研究課題名(英語)》Development of environmental risk assessment methods with reference to biodiversity and ecosystem functioning
《予算区分》AA 中核研究
《研究経費》57000000万円
《開始/終了年度》2006〜2010
《研究目的・目標》
自然環境や自然の生態系を対象とした生態影響評価は、野外での複数のリスク因子を解明し、生物個体群や生物群集、生態系を対象とした評価に拡張して考える必要に迫られている。評価尺度についても、幾つかの考え方があり、これは人間社会の価値観にも左右される。本プロジェクトでは、「生物多様性」と「生態系機能」の視点から、生態系サービスの劣化を引き起こす(有用)個体群の再生産の阻害や種数の減少、生態系機能の低下(例えば、バイオマス生産性や物質循環効率など)をエンドポイント(評価指標)として、具体的なフィールドや問題となる生物種について生態影響評価を実施するとともに、数理モデルを活用した新たな生態影響評価手法を提案する。
《全体計画》
具体的な野外フィールド(沿岸域・淡水域)において、質の異なる複数の環境リスク要因が生物個体群や生物群集に及ぼす影響を評価する。底棲魚介類の資源量の低下や生物多様性・生態系機能・生態系のカタストロフをエンドポイントとし、エンドポイントを引き起こす因子や生物間相互作用の関与などを現場での調査、実証実験および数理モデルから明確にする。一方、輸入される侵略的外来種については、在来種との交雑リスク評価を実施するとともに、随伴侵入種についても、その影響を評価する。侵入種の原産地および侵入先での生息環境の条件をもとに、侵入種の分布拡大予測アルゴリズムを構築し、地図情報を併用することにより侵入種分布予測マップを作成する。生態系影響評価法の開発のためには,理論的な研究と野外実証研究との連携が欠かせない。野外フィールド調査や実験に基づいて得られた知見に対して,個体群や生物群集を対象に研究されてきた数理的な生態リスク評価手法の適用を試みるとともに、数理モデルを活用した新しい生態影響評価手法を提案する。
《前年度の成果概要》
1980年代後半以降の東京湾では底棲魚介類(特にシャコ,マコガレイ,ハタタテヌメリ)が低水準のまま増加しないことについて、生活史特性及び環境因子の変化に着目し、資源量が高水準であった1980年代の既往知見との比較により、その要因を解析した。安定同位体による食物網解析や底質試料の化学分析も行った。有用種であるシャコに関して、これまでの調査・解析結果と既往文献情報に基づき、貧酸素水塊が幼生と稚シャコの生残と分布に及ぼすモデルシミュレーション解析を実施した。
兵庫県のため池64池で実施していた野外調査データおよび収集した流域GISデータを用い,階層ベイズモデルによる定式化とパラメータ推定を行い,ため池全般に用いることができる生物多様性統合評価の手法を開発した。生物多様性の減少を引き起こす次の3つの異なるタイプの駆動因,1.水質悪化,2.生息地の改変,3.侵略的外来種,おのおのについて,複数のパラメータを想定し,どのパラメータが生物多様性の減少をよく説明するかを特定した。その結果,1.は夏季のクロロフィルa量,2.はため池の護岸率,3.はブルーギルの個体数となった。以上3つのパラメータを用いため池の「生物多様性の豊かさ」を示す統合指標を提示した。
両生類の新興感染症カエルツボカビの起源をDNAマーカーによって追跡調査し,日本国内のカエルツボカビの遺伝的多様性は海外産カエルツボカビのそれよりも圧倒的に高く,海外で発見されたカエルツボカビはAタイプと呼ばれるDNAタイプとそれに近縁なタイプしかないこと、系統的には日本のカエルツボカビ集団から海外のカエルツボカビ集団が派生していることが明らかとなった。感染実験により日本産カエルツボカビが海外産両生類に対して病原性があることが示された。一方在来両生類には抵抗性が備わっていることも示された。
数理モデルの予測を実験的に検証するために,藻類−ミジンコ類−メダカから成る3栄養段階のアクアリウム生態系を作成した。ミジンコには,性質の異なる数種を用い,種組成を実験的に操作することで,種の機能形質と生態系の栄養転換効率の関係を解析できるようにした。操作実験の結果,体サイズが大きく遊泳速度が遅いために捕食耐性が低いカブトミジンコは,他の種と比較して,生態系機能を低める結果が得られた。
《今年度の研究概要》
課題1:野外調査によるリスク要因の解明と生態(系)影響評価
東京湾における底棲魚介類の個体群の減少をエンドポイントとした生態影響評価結果を示すとともに、その評価手法を提案する。衛星画像からため池のクロロフィルa量の定量手法を開発し、兵庫県南西部の広域での生物多様性評価を試みる。
課題2:侵入種生態リスク評価手法の開発に関する研究
侵略的外来生物の侵入ルートおよび分布拡大プロセスを分子遺伝学的データおよび環境要因データより明らかにして、今後の分布拡大予測を図る。特に非意図的外来生物についてはどの物資に随伴して移送されているか、またどのような移送ルートをたどって分布拡大をしているかを解析して、貿易港や移送物資ごとの侵入生物持ち込みリスクの評価手法を検討する。カエルツボカビなど侵略的野生生物感染症と宿主生物の共種分化解析を行い、系統関係から、侵入感染症が在来生物に感染するリスクを評価する方法を検討する。
課題3:数理的手法を用いた生態系機能の視点に基づく生態リスク評価手法の開発
機能形質に着目した群集生態学モデルに基づいて、種の環境要求性やストレス耐性の違いによる種構成の変化から、生態系機能への影響を予測する解析方法を発展させる。生態系機能に影響する機能形質を、物質循環機能に着目した生態系モデルによって特定した上で、長期モニタリングデータに対する時系列解析を行い、環境変化による生態系機能変化を推定する。侵入種の生態リスク評価法として、メタ群集モデルの適用を検討する。
《課題代表者》高村典子
《担当者》○高村典子(環境リスク研究センター),田中嘉成,堀口敏宏,五箇公一,児玉圭太,赤坂宗光,真野浩行,横溝裕行,井上真紀,李政勲,角谷拓,岡本卓,漆谷博志,森口紗千子,早坂大亮
《キーワード(日本語)》
生態系機能,生物多様性,環境リスク
《キーワード(英語)》
ECOSYSTEM FUNCTION, BIODIVERSITY, ENVIRONMENTAL RISK
《関連先》
重点3ー中核4 生物多様性と生態系機能の視点に基づく環境影響評価手法の開発