Research press release

生態学:大規模な生態系の崩壊をモデル化する

Nature Communications

Ecology: The collapse of large ecosystems modelled

脆弱な大規模生態系(例えば、アマゾン川流域の熱帯雨林やカリブ海のサンゴ礁)で崩壊が起こり始めると、わずか数十年で崩壊が完結する可能性のあることを示唆するモデル研究について報告する論文が、Nature Communications に掲載される。

生態学上のレジームシフトは、安定した生態系が持続的に大きく変化することであり、突然起こることが多く、「転換点」に達するとフィードバックループによって駆動される可能性がある。レジームシフトの発生頻度は、気候変動と環境悪化によって上昇すると予想されるが、生態系の大きさと崩壊速度の関係は明確に解明されていない。このことが明らかになれば、環境破壊を低減するための適応管理戦略を実施する場面を特定する上で役立つ可能性がある。

今回、John Dearingたちの研究チームは、4つの陸上生態系、25の海洋生態系、13の淡水生態系の変化に関する報告から得られたデータを解析した。その結果、大規模生態系のレジームシフトが、小規模な生態系よりもゆっくり起こる傾向が分かったが、一方で、生態系の規模が大きくなるにつれて、崩壊に要する時間が長期化するペースが鈍化するため、大規模な生態系の崩壊が不相応に急速なことが明らかになった。Dearingたちは、コンピューターモデルによって裏付けられた統計的関係を用いて、アマゾン川流域(約550万平方キロメートル)の規模の生態系の崩壊過程が約49年で完了する可能性があると推定した。また、カリブ海のサンゴ礁(約2万平方キロメートル)の規模の生態系が崩壊するまでの時間は、崩壊が始まってからわずか15年ほどである可能性も明らかになった。

Dearingたちは、生態系の変化がこれまで考えられていたよりも急速に起こる可能性があり、人類がそうした変化に備える必要があるという結論を示している。

The collapse of large vulnerable ecosystems, such as the Amazon rainforest and Caribbean coral reefs, may only take a few decades once triggered suggests a modelling study in Nature Communications.

In ecology, regime shifts are large, persistent, and often unexpected changes in stable ecosystems, which may be driven by feedback loops once a ‘tipping point’ has been reached. The frequency of regime shifts is expected to increase as a result of climate change and environmental degradation; however, the relationship between the speed of an ecosystem’s collapse and its size is not clearly understood. This information could help identify opportunities to implement adaptive management strategies to reduce ecological damage.

John Dearing and colleagues analysed data from reports of 4 terrestrial, 25 marine and 13 freshwater ecosystem shifts and found that larger ecosystems tend to undergo regime shifts more slowly than smaller ones. However, as the size of the ecosystem increases, the additional time taken to collapse decreases, and so their collapse occurs relatively more quickly. The authors used statistical relationships backed up by computer models to estimate that an ecosystem the size of the Amazon (approximately 5.5 million km2) could collapse in approximately 49 years once initiated. For a system the size of the Caribbean coral reefs (around 20,000 km2), the time taken to collapse could be as little as a 15 year period once triggered.

The authors conclude that humanity needs to prepare for changes in ecosystems that may take place faster than previously envisaged.

doi: 10.1038/s41467-020-15029-x

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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