研究内容

　本研究室では、群集生態学における重要問題の解決に資する幅広いプロジェクトに取り組んでいます。

　中心的なテーマは、生物間の相互作用が生物群集の多様性にどのような影響を及ぼしているのか、どのようにして多種共存機構が成立しているのかです。

　植物を中心に、動物や微生物など対象生物とし、手法としては野外調査と実験・室内実験・分子実験・データ解析などを駆使することで、課題に立ち向かいます。

植物群集の多種共存機構の解明

　なぜ、森林において多様な種類の樹木が共存できているのか、また、なぜ樹種の構成は時間とともに移り変わるのかについて研究しています。とくに着目しているのが、植物は付近の土壌の物理化学的な性質や土壌の微生物群集など環境を変え、その変化した環境がその場所における次世代の植物の生存や成長に影響を及ぼす現象、すなわち「植物土壌フィードバック（plant-soil feedback）」です。近年の研究で、植物土壌フィードバックが森林における樹木群集の構造と動態に影響することが明らかになってきました。本研究室では、群集生態学において最も重要なパターンのひとつである、低緯度（熱帯地域）ほど樹木の多様性が高まる現象（樹木多様性の緯度勾配）においても植物土壌フィードバックが関与している可能性について、野外実験とDNAメタバーコーディングを融合させるアプローチで取り組んでいます。

動物群集や微生物群集の多種共存機構の解明

　離散的な構造をもち、空間的・時間的に変動する生息環境（パッチ状環境）における多種共存機構に解明に取り組んでいます。パッチ状環境のモデル系として、きのこに集まる昆虫群集の多種共存について研究してきました。メタ群集理論の考え方を用いて、競争能力と分散能力のトレードオフや、きのこの空間分布が昆虫の多様性に与える影響などを検証してきました。また、微生物群集は、群集生態学の概念実証を行ううえで有効なモデル系です。実験室で多数のウェルからなるプレートを用いることでハイスループットで個体群や進化のダイナミクスを調べることができます。こうした特徴を生かして、生物多様性維持機構の解明を進めています。

生態系のレジームシフトと代替安定状態

　なぜ、一見安定して見える生態系が何らかの出来事をきっかけとして突如として崩壊することがあるのでしょうか。こうした突発的かつ非線形な生態系の変化は、世界各地の様々な生態系で報告されており、レジームシフトと呼ばれています。レジームシフトが一度生じると生態系の回復に膨大なコストがかかるため、早期警告シグナルを開発してレジームシフトの前兆を検知したり、一度崩壊した生態系を再生するための具体的な手法を開発したりすることが求められています。群集生態学と生態系生態学の知見をうまく融合することが、それらの目的を達成する鍵になると考えています。本研究室では、生態系再生への応用につながる基本的な知見の確立を目指した研究を進めています。

長期植生データ解析からみた森林生態系のダイナミクス

　京都大学芦生研究林のシカによる食害が深刻になっているサイトにおいて、長期植生データ解析を通じて樹木群集の動態を調べています。毎木調査・実生調査・種子トラップ調査などのデータをさまざまな角度から検証することで、森林構造と動態を決定づける要因に迫りたいと考えてます。シカの影響を直接的に検証するためシカ柵を設置した大規模生態系操作実験のサイトを用いて、植生・土壌・水質までさまざまな調査結果を統合することで、シカ食害が生態系に与える影響を検証しています。とくにシカ食害が土壌微生物に影響することが生態系レベルでどのような波及効果をもつのかについて明らかにしています。