群集生態学における大きな仮説の一つに「種間相互作用や種多様性が群集動態の安定性を駆動する」というものがある。これまでの理論研究や単純化された実験系での研究はこの仮説は支持しているように思える。しかし、非常に複雑なネットワーク構造を持つ野外生態系においてこの仮説を支持する直接な証拠は未だに得られていないのが現状である。野外生態系ではこれまでの多くの理論研究の前提と異なり、種多様性・種間相互作用強度・動態の安定性は時間的に非線形に変動し、そのような動態を線形的な統計手法によって解析することは困難である。

そこで本研究では、近年急速に開発が進んでいる非線形時系列解析手法を用いて野外生態群集の変動するネットワーク構造・相互作用強度の定量化を行った。さらに再構築した種間相互作用ネットワークに基づいて群集動態の局所安定性を計算し、その安定性に影響を与えている要因を明らかにすることを試みた。

データは京都府舞鶴湾で２週間に一度、約12年間に渡る潜水観察によって得られた多種の魚の個体数カウントデータを用いた。まず、Convergent Cross Mappingによって魚種間の因果関係を検出し、その後多変数S-map法を用いて種間相互作用強度を定量化した。さらに相互作用行列に基づいて計算された局所安定性に影響を与える変数を解析した結果、「相互作用強度の平均値」や「弱い相互作用が優占すること」、「シンプソンの多様度指数」が群集動態の安定性に影響を与えていることが判明した。また、「弱い相互作用が優占すること」と「シンプソンの多様度指数」は群集の安定性に正の影響を及ぼしており、これは弱い相互作用の喪失や種多様性の減少が群集動態の不安定化に結びつくことを示唆している。本研究は野外生態系においても種間相互作用や種多様性は動態の安定性の決定要因であり、それらは野外生態群集の維持に貢献している可能性があることを示している。