淀川流域生態系の統合研究

生態系機能・物質循環・環境応答の多階層解析

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生態系研究の概要

淀川流域生態系は、河川・湿地・河畔林・草地が複合した動的なモザイク構造を呈し、多様な生物群集と環境要因の相互作用により特徴づけられる。年変動・季節変動する水文レジーム、都市化・農業による栄養塩負荷、気候変動による攪乱頻度変化等が、生態系の構造・機能・サービスに複合的影響を与えている。本研究では、生態系生態学・景観生態学・地球化学の統合的アプローチにより、システム全体の動態を定量評価する。

生態系研究の基盤データ

流域面積

8,240

km²(研究対象域)

生態系タイプ

12

類型(河川・湿地・森林等)

観測サイト

120

地点(長期観測)

測定項目

85

項目(物理・化学・生物)

生態系構造と機能

淀川流域は、河川チャンネル・氾濫原・段丘・丘陵の4階層構造を持ち、各階層で異なる環境勾配と生物群集が形成される。垂直方向の水・栄養塩移動と水平方向の生物移動により、階層間の物質・エネルギー交換が活発に行われている。

生態系機能の定量評価

  • 一次生産: 1,200-1,800 g C/m²/年(群落タイプ依存)
  • 分解速度: k = 0.1-2.0 year⁻¹(リター質・環境依存)
  • 栄養塩除去: 30-65% N除去、20-45% P除去
  • 炭素固定: 2.5-8.0 t C/ha/年(森林生態系)

研究領域

統合的生態系評価

個別研究領域の成果を統合し、淀川流域生態系の全体像を包括的に理解する。特に人為的攪乱下での生態系の抵抗性(resistance)・復元力(resilience)・適応能力(adaptability)を定量評価し、持続可能な管理指針を提案している。

生態系サービス評価

主要サービスの経済価値(年間)

  • 調節サービス: 53億円(炭素固定・水質浄化・洪水制御)
  • 供給サービス: 8億円(木材・薬用植物・食料)
  • 文化サービス: 12億円(レクリエーション・教育・美的価値)
  • 基盤サービス: 定量化困難(一次生産・土壌形成・栄養循環)

統合指標による健全性評価

生物多様性指数

2.1-2.8

Shannon H'(群落依存)

生態系安定性

0.65-0.82

CV⁻¹(変動の逆数)

連結性指数

0.45-0.73

景観レベル連結度

機能冗長性

1.2-1.9

機能群多様性

将来シナリオ分析

複数の環境変化シナリオ(気候変動・土地利用変化・外来種侵入)を組み合わせた統合影響評価により、2050年・2100年の生態系状態を予測。最適な適応戦略の科学的根拠を提供する。

在来種と外来種 保全と管理