Large-scale empirical tests for (co)evolutionary ecosystem restoration

（共同）进化生态系统恢复的大规模实证测试

基本信息

批准号：
19H02974
负责人：
内海俊介
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

大規模撹乱に対する節足動物群集の再生過程を検証した。昨年までに完成した大規模実験地を活用し、地上徘徊性昆虫の調査を行った。実験地を山腹崩壊処理区とし、隣接する天然林・人工林を対照区として、地上徘徊性昆虫群集の撹乱応答を比較した。処理区と対照区では、群集の種組成がまったく異なり、処理区では各サイト間での組成の変異性（β多様性）が対照区と比較してきわめて高いことが分かった。大規模撹乱が生じた際には、森林を好む昆虫種は定着できず、周囲の撹乱地をハビタットとするような種が移入すること、その移入には確率性も大きく貢献していること、という過程を通して群集が形成されることが分かった。そしてこの移入が機能しない場合には、多様性回復は遅くなることが示唆された。また、非生物環境要因との関連性の解析も行ったが、環境要因による群集への説明度はきわめて低く、撹乱地間での群集組成の違いを説明できなかった。したがって、山腹崩壊という極端な環境改変による決定論的過程がまず重要であるが、その上でさらに確率的過程も相対的に重要性が高いことが示唆された。次に、植栽した植物上の陸域昆虫群集と地下部の根圏微生物群集についてメタバーコーディングによる調査を行い、再生過程における地上部・地下部のネットワーク構築過程の調査を行った。陸域昆虫群集については環境DNAの収集によりこれを行った。これらのデータより、植物―昆虫のネットワークと植物―根圏微生物のネットワークを構築した。植物－昆虫ネットワークは、植物－根圏微生物ネットワークに比べ、度数もエッジ数も遥かに小さかった。しかし、昆虫―微生物のマルチレイヤーネットワークを構築したところ、地下部微生物のリンクが発達した植物ほど昆虫の定着も進んでいることが見えてきた。さらに、自然定着した実生の調査を行うとともに、遺伝解析を進め、再生過程初期における遺伝構造を検討している。

我们检查了节肢动物群落的再生过程，以应对大规模干扰。使用到去年完成的大规模实验地点，我们研究了爱心地面的昆虫。实验部位被用作山腰塌陷处理区，并将邻近的天然和人造森林用作对照区域，并比较了地面挥舞昆虫群落的干扰反应。在处理和对照切片中，社区的物种组成完全不同，并且发现与对照切片相比，治疗切片中的位点之间的组成性突变性（β多样性）非常高。当发生大规模的干扰时，发现无法建立爱好森林的昆虫物种，并且通过在周围有境内栖息地的物种被进口的过程中形成社区，而这种概率也对进口产生了巨大贡献。有人建议，如果这种植入不起作用，多样性的恢复将降低。我们还分析了与非生物学环境因素的关联，但是由于环境因素而对社区的解释极低，无法解释受干扰地区之间社区组成的差异。因此，有人提出，涉及极端环境修改（例如山腰崩溃）的确定性过程本质上很重要，但随机过程也相对重要。接下来，我们对种植植物的土地昆虫群落和根际微生物群落进行了元编码研究，并在再生过程中研究了地上和地下地区的网络建设过程。这是通过收集环境DNA为陆地昆虫社区完成的。基于这些数据，我们构建了一个植物诱体和植物 - 晶体微生物的网络。与植物 - 裂圈微生物网络相比，植物体内网络的程度和边缘数量要小得多。但是，当我们建立一个多层昆虫微生物网络时，我们开始看到地下微生物之间具有发达联系的植物，建立了更多的昆虫。此外，我们正在对已建立的幼苗进行研究，并进行遗传分析以检查再生过程开始时的遗传结构。