環境変化に対する生物群集の反応を，機能形質の分布（形質の平均値など）の変化として解析する理論的枠組みを研究した。群集の動態が多種系のロトカ・ボルテラモデルに従い，種間競争が資源分割モデル（多次元類似限界モデル）に従うとき，群集内平均形質値の変化は，種選択係数（種の内的自然増加率の形質値に対する回帰係数）と形質分散の積に比例する。種数が多い場合，形質が種の競争能力を左右する場合でも，群集内形質変化は種間相互作用によってほとんど影響されず，群集内の形質分散と種選択によってほぼ決まる。ただし，このことは，群集が動的平衡状態にあること，種間競争が対称的である資源分割型であることが条件である。また，多形質の場合は，形質の応答が形質間の共分散に左右されることがわかった。

さらに，形質間の共分散と群集内平均形質値の変化から，群集変動をもたらした環境因子を推測する方法を考案した。適用例として，霞ヶ浦動物プランクトン群集の機能形質を整理したうえで，霞ヶ浦長期モニタリングデータに基づいて，動物プランクトン群集における同化効率（生態効率）の長期変動を解析した。また，環境要求性に関する機能形質の解析も同時に行い，同化効率変化に対する環境要因（温度変動，栄養塩負荷量）の影響評価を試みた。動物プランクトン群集の平均同化効率の時系列データに対して，特定期間内の周期変動をウェーブレット解析によって調べた。その結果，比較的短周期のピークが機能形質間で一致し，水温の変動に対して２ないし３年遅れでミジンコ群集が同調していること，群集レベルの同化効率も同様に共変動していることがわかった。水温の長期的変化に反応して，生態系機能が応答していることが示唆された。