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カエルが多い水田はどこにあるのか?
関東平野の水田に生息するカエル類の分布を鳴き声で推定

柗島 野枝(東邦大学理学部生物学科 博士研究員) 長谷川 雅美(東邦大学理学部生物学科 教授) 西廣 淳(国立環境研究所 気候変動適応センター 気候変動影響観測研究室 室長、東邦大学大学院理学研究科 客員教授)

●くろまる カエル類と水田環境の関係の解析は、カエル類の分布の把握だけでなく、広大な平野の中での環境の違いや、どこに特徴的な環境を持つ水田があるのかということも表します。これは、水田の生物多様性の保全に関して重要な地域の把握につながります。 ●くろまる 野外調査では「カエル類の鳴き声の録音」という方法を用いたことで、カエルの調査をしたことがない専門家以外の方々の協力を得ることができました。このような取り組みは、カエル類の移入種や絶滅危惧種などの広域的なモニタリングにも有効であると考えられます。

沖積平野に存在していた自然湿地は、稲作が始まって以降そのほとんどが水田に変わっていきました。今や水田はそのような湿地に生息していた多くの動植物の主要な生息地となっています。しかし、近年の水田環境の大きな変化(農地環境の変化や水田そのものの消失)が湿地の生物の減少を引き起こしています。このような状況で水田生態系における生物多様性を保全するためには、どのような場所で多様性が高いのか、また特徴的な環境を持つ場所はどこなのかを把握する必要があります。
種の多様性や個体数は、生息地内に様々な環境の要素が含まれていると増加するといわれています(環境の異質性)。「水田」と一口に言っても、そこには気候、地形、周辺環境や湛水時期などが異なる多様な環境の要素が含まれています。本研究では、日本で最も広い沖積平野である関東平野において、水田の代表的な生物であるカエル類の野外調査と解析を実施し、カエル類の分布パターンと、平野での水田環境の違いを示しました。

関東平野の標高180m以下の200地点において、2018年5月と6月に各地点あたり月1回ずつ調査を行いました。夜間に様々な水田環境からなる調査地点に行き、ICレコーダーでカエル類の声を録音しました。この野外調査には研究者だけではなく一般の調査協力者も参加しました。鳴き声調査から、ニホンアマガエル、トウキョウダルマガエル、シュレーゲルアオガエル、ヌマガエル(西日本からの国内移入種)、ウシガエル(特定外来生物)の5種を検出できました(写真1)。しかし、かつては平野部でも生息していたツチガエルの鳴き声は聞くことができませんでした。また、ヌマガエルは西日本からの国内移入種で、近年関東地方に侵入し急速に分布を拡大していますが、栗山川と那珂川流域では検出されませんでした。なお、この調査期間に繁殖期ではない種(ニホンアカガエルやアズマヒキガエル)は、鳴き声調査で見つけることはできません。
ニホンアマガエル、トウキョウダルマガエル、シュレーゲルアオガエル、ヌマガエルの4種に対して、異なる空間スケールの環境要因(気候や地形、水田周辺の土地利用割合、水田の湛水時期や圃場整備割合など)と、各種の鳴き声のデータから得た「存在確率」または「生息数の相対的な多さ」(注1)との関係を解析しました。これらのカエル類は同じ水田で繁殖することは珍しくないのですが、影響を受ける要因は種によって異なっていました。
解析結果をもとに、関東平野全域における各種の存在確率と相対的な生息数の多さを地図上で示しました(図1)。存在確率と生息数の相対的な多さのパターンは、各種とも似た傾向を示しました。周囲に森林が多い水田環境を選好しやすいシュレーゲルアオガエルは平野の中央部に少なく、平野部の辺縁や丘陵地といった森林が多い地域に分布し、生息地内の水田環境の特徴(湛水時期)に影響を受けやすいトウキョウダルマガエルは主に平野の中央付近に分布すると言った違いが見られ、全体として種数や生息数の多さは関東平野の東側の方が多い傾向が見られました。
分布パターンを地図に重ねることは、どのようなところにカエル類が多いのかを示すとともに、広大な平野のどこに特徴的な、あるいは多様な生息環境を持つ水田があるのかということも示しています。地図化によって、地域的な傾向や水田の生物多様性において保全上重要な場所の把握に利用しやすくなると考えられます。関東平野ではカエル類の種数は少ないものの、特徴的な生態を持つ種(シュレーゲルアオガエル、トウキョウダルマガエル)の存在は、それらが生息する水田地域にはそれぞれが選好する環境の要素が含まれていることを示す指標となると考えられます。
水田は、人が管理する農地である以上、経済活動や地域の人口動態によって環境が変化しやすい場所です。そのような状況を踏まえた上で、水田を利用する湿地生物を保全する場合に、地域の水田環境がどのような特徴を持つか、あるいは、どこにどのような特徴を持つ水田域があるのかを知ることが重要です。これは、地域の生物相を理解したり、保全する場所の優先順位を考えたりする場合の基礎的な情報になると考えられます。この研究の特徴の1つは、「カエル類の鳴き声の録音」という、誰でもできる簡単な方法を用いたことです。これによって野外調査に専門家以外の方々の協力を得ることができました。カエル類は種によって鳴き声が異なるので、実際に捕まえたり姿を見たりしなくても声を聴くだけで種類が分かります。鳴き声を利用する調査方法自体は一般的ですが、広範囲の調査を短期間に実施したことで、関東平野の「カエル類の分布のスナップショット」を示すことができました。このスナップショットは、将来、関東平野の気候変動や環境変化によってカエル類の分布が変わった時の基礎情報になることが期待されます。また、このような調査方法は、地域的な生息環境の違いや移入種・絶滅危惧種の検出などの広域的なモニタリングにおいても有効であると考えられます。

雑誌名:「Wetlands」(2022年11月3日) 論文タイトル:Effects of landscape heterogeneity at multiple spatial scales on paddy field-breeding frogs in a large alluvial plain in Japan 著者:Noe Matsushima, Masami Hasegawa, Jun Nishihiro DOI番号:10.1007/s13157-022-01607-w アブストラクトURL:https://link.springer.com/article/10.1007/s13157-022-01607-w

(注1)「存在確率」、「生息数の相対的な多さ」
生物の分布を表す時に、その場所に生物が「存在するかどうか」を確率で表すことがあります。本研究ではこれを存在確率として示しました。一方、この指標では1匹のみでも多数生息していても「在」と判断される場合があります。しかし、ある場所に生息している生物の個体数を実際に調べることは非常に困難です。そこで、本研究では「ある種のカエルがたくさん鳴いている」ことを「ある種のカエルがたくさんいる」と仮定しました。録音データを10分割し、各分割データに対して「鳴いている」・「鳴いていない」という情報に変換し、個体数の代替指標としました(生息数の相対的な多さを示すもので、個体数そのものを表す値ではありません)。200地点のカエル類各種の「在」「不在」および「多さ」それぞれに対し、環境要因(気候や地形、水田周辺の土地利用割合、水田の湛水時期や圃場整備割合など)を説明変数としたモデルを構築して、各地点の各種の存在確率や相対的な多さを求めました。

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