侵入生物駆除のシミュレーション

　そこで私たちは小笠原諸島の媒島の物質循環を再現した生態系のシミュレーションモデルを作成しました。生態系の物質循環は、植物が土の中の栄養分を吸収して成長するところから始まります。小笠原諸島では、生態系に必要な栄養分の大部分は、海鳥が海で魚を食べ、島に帰って排泄することでもたらされます。栄養分を吸収して成長した植物を草食動物が食べ、さらにそれを肉食動物が食べます。食べると動物は糞をします。また、死んでしまうこともあるので遺骸も発生します。植物も同様で、日常的に枯葉が発生しますし、台風などで倒れて枯れてしまうこともあります。これら排泄物や遺骸をひとまとめにしてデトリタスと呼びます。生態系の中にはデトリタスを食べる動物もいます。デトリタス食の動物はまた肉食動物に食べられます。再利用されないデトリタスは、一部は風化して流れ去っていきますが、一部は分解され、また植物が利用可能な栄養分になって土の中に戻ります。媒島には侵入生物のヤギとネズミもいますが、両種とも広食性であり、ヤギはほとんど全ての植物を、そしてネズミはヤギ以外のほとんど全ての動植物を食べます。ところで、生態系には食う－食われるの関係以外の相互作用も含まれています。例えば植物同士は生える場所や光、栄養分などをめぐって競争します。ヤギはあちこちを踏み荒らすことで植物の生長や海鳥の営巣を妨害します。海鳥も巣の周りを歩き回ったり、巣穴を掘ったりすることで植物の生長を妨害します。また、多様性も生態系の重要な要素です。図2では、見やすさを重視して、植物、草食の虫などのようにひとまとめにして表されていますが、植物にもたくさんの種類があり、それぞれ多様な性質を持っています。栄養分が豊富ならば早く成長するもの、裸地があると早く成長できるもの、栄養分が少なくても日陰でも耐えられるものなどがあります。虫にも多様性があります。大きさはもちろん、餌の好みも様々で、特定のものしか食べないものや幅広く何でも食べるものもいます。今回私たちが作成した生態系モデルは、これらの全ての要素をまるごと取り込んで、なるべく現実に近いものになるように媒島の生態系をコンピュータの中に再現したのです。

　このモデルを用いて侵入種を駆除するシミュレーションを行いました。その結果、ヤギを駆除すると図3aの状態から図3bの状態への変化が起こることがわかりました。ヤギを駆除すると植物は食べられなくなります。ネズミは植物性の餌を独占できるようになるので、ネズミの数が増えます。その結果ネズミが食べている虫の数が減るのでこれも植物が食べられなくなる効果をもたらします。そのため、木と草の競争を邪魔するものが少なくなります。草は木よりも背が低く、木との競争には勝てません。その結果全島森林に覆われることになります。ネズミを駆除した場合は図3aから図3cへの変化が起こります。ネズミを駆除すると虫の数が増えますし、ヤギは相変わらず残っているので、その結果植物はもっと激しく食べられるようになります。この場合、成長の早い草の方が被害を受けにくいので、全島草原化することになります。

　今回私たちが作成したモデルは、生態系変化の傾向は当てられましたが、実際の変化の速度までピタリと当てられるほどにはまだ完成しておりませんでした。しかしシミュレーションをやってみて、その結果を現実と比較することで新たにわかることもあります。例えば今回の結果から、生態系を回復させるためには土壌侵食や栄養分の不足に対する対策が必要なことを提示できましたし、海鳥の繁殖の仕方についてさらに研究を進めることが必要なことも明らかとなりました。そして、これらの要素を取り込むことがモデルの改良のために必要なことも明らかとなりました。つまり、生態系の保全を効率良く進めるための方法、野外での生態学的な調査のポイント、モデルの改良の方向性が明らかになったのです。このような野外調査とシミュレーションが有機的に結びついて効率良く研究を進めていくようなサイクルを今後も続けていくことが必要です。