在来種・外来種の生態学的比較

侵入生態学・保全生物学による種多様性と群集動態の統合研究

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研究概要

淀川流域は、在来種約1,200種と外来種約350種が共存する複雑な植物群集を形成している。河川改修・都市化・地球温暖化等の人為的攪乱により、外来種の侵入・定着・拡散が加速し、在来種との競争関係が激化している。本研究では、分子系統学・群集生態学・侵入生態学の統合的アプローチにより、種多様性パターンと生態学的プロセスを定量的に解析する。

植物相構成の基本統計

在来種

1,200

種(77.4%)

外来種

350

種(22.6%)

侵略的外来種

45

種(生態系影響大)

絶滅危惧在来種

180

種(保全優先)

多様性比較解析

分類学的多様性・機能的多様性・系統的多様性の3次元評価により、在来種・外来種群の特性差異を定量化。外来種は在来種に比べて機能的特性の分散が大きく、生態的地位の拡散による侵入成功を示唆する。

多様性指標の比較

  • α多様性: 在来種45.2±12.8種/100m²、外来種8.1±4.2種/100m²
  • 機能多様性: 在来種FD=2.8、外来種FD=3.4(高い機能分散)
  • 系統多様性: 在来種PD=1,250Ma、外来種PD=890Ma
  • 固有性: 関西固有85種、淀川固有38種(在来種のみ)

種群別研究

種間相互作用動態

在来種・外来種間の競争・促進・中性関係を野外実験・操作実験により定量評価。特に資源競争・アレロパシー・ポリネーター共有における相互作用強度を測定し、群集集合理論の予測と比較検証を行っている。

主要相互作用パターン

競争関係の定量化

  • 光競争: 外来木本種による在来草本の70-90%成長阻害
  • 栄養競争: 外来種の高い栄養利用効率(NUE 1.5-2.2倍)
  • 空間競争: 密度効果による在来種排除(50%密度低下)
  • 化学的阻害: アレロパシー物質による発芽・成長抑制

生態系レベルへの影響

種多様性変化

-25~-60%

Shannon指数低下

機能群構成変化

-40~-80%

在来機能群の衰退

生態系機能変化

-20~+50%

一次生産・分解速度

景観均質化

+30~+70%

群落間類似度増加

予測モデルと管理指針

種分布モデル(MaxEnt・Random Forest)・個体群動態モデル・群集集合モデルを統合し、将来の種組成変化を予測。climate change・land use change・invasion pressureのシナリオ解析により、効果的な保全管理戦略を提案している。

季節別植物図鑑 生態系と環境