143coverlua (2019-11-09 17:02)

土壌の物理性第 143 号

令和元年 11 月 20 日発行（年 3 回発行）

昭和 45 年 7 月 31 日

学術刊行物承認

土壌の物理性Journal of the Japanese Society of Soil Physics

土壌物理学会Japanese Society of Soil Physics

ISSN 0387-6012

第 143 号
2019 年 11 月

土壌の物理性
第 143 号

2019 年 11 月

目

次

巻頭言

江口定夫

...

1

飯島慈裕

...

5

帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用
長田友里恵 · 相馬 啓 · 青木信哉 · 渡辺晋生

...

17

長谷川周一

...

25

日本学術会議公開シンポジウム「土と持続可能な開発目標（SDGs）— アフリカの土 · 市街地の土 —」開催概要
南條正巳 · 犬伏和之 · 山本洋子

...

29

International Seminar and Congress of Indonesian Soil Science Society(ISCO-ISS 2019) 参加報告
足立泰久

...

33

小島悠揮

...

35

A-GE28 Subsurface mass transport, material cycle, and environmental
assessment 開催報告
小島悠揮 · 濱本昌一郎 · 斎藤広隆 · 森 也寸志

...

37

也寸志

...

39

A-GE31 New roles of soil science for extraterrestrials 開催報告
登尾浩助 · 溝口 勝

...

41

A-HW22 Materials transport and nutrient cycles in watersheds; fromheadwaters to coastal seas 開催報告
小林政広 · 吉川省子

...

45

H-CG34 Education and research for rehabilitation of agriculture against
harmful rumors in nuclear disaster areas 開催報告
溝口 勝 · 登尾浩助

...

49

腐植物質分析ハンドブック — 標準試料を例にして — 第 2 版

橋本洋平

...

51

山口敦史

...

53

........................................................................

57........................................................................

63

寒冷地 · 凍土特集
総説

北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から

論
資

文
料

「古典を読む」への誘い

JpGU 報告
資 料

A-GE30 Conservation and restoration of soil environment
at terrestrial surface 開催報告

森

書評
土粒子
バイロイト大学での研究を振り返って

会務報告
編集後記

表紙写真の説明（左）タイガ（カラマツ林）下のクリオタベーションを受けた永久凍土地域の表層土壌（撮影場所：ロシ
ア連邦サハ共和国ヴィリュイ地域，撮影日：2012 年 7 月 19 日，撮影者：飯島慈裕氏）．詳しくは今号掲
載の「北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から」をご参照ください．
（右上）地盤凍結工法を適用した実証実験後、人工的に造成した凍土を掘り出しているところ．今号掲載の「帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用」をご参照ください．（右中）土壌物理学会は 2013 年に福島で学会大会を開催して以降，継続的に福島の復興問題に取り組んでいる．土壌物理学会が協賛した日本地球惑星科学連合（JpGU）2019 年大会「地球人間圏科学複合領域」セッションでは，飯舘村復興対策課の杉岡 誠
氏にご講演頂いた．詳しくは今号掲載の「JpGU2019 H-CG34 Education and research for rehabilitation ofagriculture against harmful rumors in nuclear disaster areas 開催報告」をご参照ください．（右下）土壌物理学会が協賛した日本学術会議公開シンポジウムでは，第 35 回日本国際賞を受賞したラタン · ラル博士
（写真手前）をお招きし，「土は持続可能な開発目標（SDGs）にどのように役立つか」について理解を深めた．撮影者：犬伏和之氏．詳しくは今号掲載の「日本学術会議公開シンポジウム「土と持続可能な開発目標（SDGs）— アフリカの土 · 市街地の土 —」開催概要」をご参照ください．

第 17 回（ 2019 年度）土壌物理学会（論文賞）選考結果
土壌物理学会

学会賞選考委員会
委員長 石黒宗秀

学会賞選考委員会として下記の論文を論文賞としてふさわしいと決定しました．

1．著者
Ca Thi NGUYEN
Shoichiro HAMAMOTO
Taku NISHIMURA(Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University of Tokyo)
2．対象論文Effects of soil amendments on pH and aggregate stability of saline sodic soil and acid sulfate
soil in Mekong delta, Viet Nam, 第 141 号, p.3 – 18.
3．推薦理由ベトナムのメコンデルタ地域における特徴的な硫酸酸性土壌，塩性ソーダ質土壌，沖積土壌を対象とし，その地域から排出される卵殻と鶏ふん堆肥（以下鶏ふん）を用いて土壌物理化学性を改良することを目的とした論文である．実験により，次のことを明らかにしている．鶏ふん施用では，塩性ソーダ質土壌 · 沖積土壌の pH 改善効果および団粒安定効果が認められた．しかし，硫酸酸性土壌の pH 改善効果は，鶏ふん施用単独では認められず，卵殻を混合することで pH 改善効果が進み，団粒構造も安定した．また，鶏ふんの分解促進による効果を CO2 発生量から検討している．本論文は，卵殻と鶏ふんを有効利用する土壌改良法について，化学性 · 物理性 · 微生物活動の視点から評価した有意義な論文である．
以上の理由により，対象論文は第 17 回土壌物理学会賞（論文賞）に値するものと認め，ここに推薦する次第である．
本結果は 2019 年 10 月 25 日に開催された評議員会にて承認され，2019 年 10 月 26 日に開催された総会で授賞式がおこなわれました．

第 17 回（ 2019 年度）土壌物理学会（ポスター賞）受賞者
土壌物理学会

学会賞選考委員会
委員長 石黒宗秀

開催日：2019 年 10 月 26 日
会 場：2019 年度土壌物理学会大会ポスターセッション会場（つくば市：筑波産学連携支援センター）
以下の発表が会員および学会賞選考委員会の投票によりポスター賞に選ばれました．

⃝ 業 績：手取川の水辺に住むハンミョウ幼虫たちのサバイバルテクニック
著 者：水田陽斗 · 百瀬年彦 · 上田哲行
⃝ 業 績：砂粒の蛍光現象（IRSL）を利用した養浜効果の評価
著 者：蜜澤 岳 · 雁沢好博 · 百瀬年彦
⃝ 業 績：機械学習を利用した裸地表面における水収支の予測
著 者：牧 貴広 · 宮本英揮
⃝ 業 績：多価イオンの存在下でのヘテロ凝集の臨界凝集濃度
著 者：杉本卓也 · 小林幹佳
⃝ 業 績：1G 下および微小重力下における多孔質体中の浸潤速度
著 者：佐藤直人 · 丸尾裕一 · 長沼菜摘 · 野川健人 · 登尾浩助

登録メールアドレスの確認について
土壌物理学会事務局
このたび事務局では，会員の皆様へ円滑に情報提供するため，電子メールによる情報配信を試験的に運用することと致しました．その作業の一環として，学会入会時に登録されたメール
アドレスへ「【土壌物理学会事務局】登録メールアドレスのご確認」と題したメールを 2019 年
8 月 28 日にお送り致しました．
ご返信されていない方は，お手数ですが該当メールの内容にしたがって，事務局までご連絡くださいますよう，お願い申し上げます．
メールが届いていない方は，学会名簿に登録されているメールアドレスが古く，未達の可能性がございます．学会ホームページトップの赤いアイコン「お問い合わせ」ボタンから事務局
へお知らせください．

出版企画案募集のお知らせ
企画準備委員会委員長

長

裕幸

先の土壌物理学会総会（10 月 26 日）にて企画準備委員会の設置が承認されました．
企画準備委員会では土壌物理学会の設立 60 周年に際し，学会活動の更なる活性化を期し，下記の要領で会員の皆様より出版企画を公募いたします．採用された企画に対しては，出版時に学会より 50 万円（最大）の助成を行います．応募を希望される場合は下記要領に従い，出版
企画書を学会事務局へ提出ください．

1. 出版企画の条件〇 土壌物理学に関係するもの（教科書，解説書，啓蒙書，あるいは学会誌に掲載された特集，古典を読むなどの記事を書籍としてまとめたもの）であること．
〇 土壌物理学会編を謳うこと（編著者，著者は別途定めて良い）．
〇 著者は学会員であること．
2. 出版企画書（形式自由，以下の内容を記載してください）
2.1 タイトル
2.2 著者（出版責任者）（分担執筆者がいる場合は執筆陣全員）
2.3 出版物の概要，内容，分量など
2.4 出版の意義
2.5 出版スケジュール
2.6 見積もり（出版社との打ち合わせにもとづいて発行すること）（退職記念などの予算を充当する場合はいわゆるマッチングファンドを考慮することができる）
2.7 締め切り 2020 年 2 月 29 日
2.8 提出先 土壌物理学会事務局
3. その他
3.1 助成金は出版時に支出します．
3.2 出版の体裁については企画準備委員会と調整させていただくことがあります．
3.3 採用予定件数 1 ∼ 2 件 （応募状況等を考慮しながら次年度以降の予定を決めます）．
尚，提出された出版企画書については企画準備委員会（委員長 佐賀大学 長裕幸，委員は未定）および評議委員会にて審議を行い，採否を決定いたします．
3.4 本件についてのご質問は企画準備委員会（土壌物理学会事務局）あてメールでご質問願います．
企画準備委員会では，この他，出版以外の企画等についても広く公募いたしますので，アイ
デアをお持ちの方は企画準備委員会（土壌物理学会事務局）に是非ご一報下さい．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.1 ∼ 3 (2019)

会員数と論文数のこれまでとこれから
江口定夫 1

つくば市で 10 月 26 日に開催された 2019 年度大会は，参加者数は 108 名（うち学生 49 名），ポスター発表数
は過去最多の 61 件と盛況で，成功裡に終わったと思う．一方，大会前日に開催された評議員会では，減少が続く
会員数の将来予測が必要であること，大会と並行して行われた編集委員会（メール会議）では，論文投稿数が少なく雑誌として危機的状態にあることが指摘されていた．会員数が減る中で，本会の会計収支は今後どうなるのか，論文数を確保するにはどうすれば良いかなど，具体的な議論を進めるためには，会員数や論文数の定量的な情報が欠かせない．本会事務局が管理する会員データを参照させて頂いたところ，現在，生年月が登録（任意）されている正会員のうち，20，30，40，50 歳代及び 60 歳以上の割合は，それぞれ，6 %，15 %，38 %，27 % 及び14 % であった．本稿では，この現状データを活用しつつ，会員数と論文数の過去と未来について，過去のデータ
整理とやや土壌物理的なアプローチに基づく解析を行った結果を紹介する．
土壌物理学会という土壌断面（鉛直一次元土壌カラム）を想定し，深さ方向を正会員の年齢とする．1990 年春
頃，23 歳の筆者がこの土壌カラムの上端から入会（浸入）した．このとき，他の正会員は全て年上であり（入会時，筆者は学生会員だったが，単純化のため，正会員だったと仮定する），年下はゼロだったと近似できる．なお，定年（一般に，60 歳以上）後の正会員の多くはカラム下端から退会する（またはシニア会員となる）が，この際の年齢を，今の 61 歳以上の正会員の平均年齢（65 歳）とし，誰でも一定と仮定する．当時の土壌中の保水量（546 人）を筆者が流出するまでの移動時間（42 年）で割った値は，平均体積含水率（13 人 / 年）とみなせる．
定常状態ならば，退会者と同数の若い正会員がカラム上端から入会し，土壌全体の保水量はほぼ一定に保たれる．
土壌としても学会としても，この状態は理想的だろう．本誌の会務報告を過去に遡って会員数の動向を調べると（Fig. 1 上，記載が無い号は直線補間した），筆者の入会から約 10 年間，正会員数はほぼ一定で，見かけ上はこの理想的な状態に近かった．この頃，筆者が属する研究機関（農環研）でも毎年，若手の採用があった．ピストン流を仮定すると，筆者より年上の正会員数は，Fig. 1 上の破線（ピストン流）で表される．
ところが 1990 年代後半，所謂「ポスドク 1 万人計画」が実施され，その直後，国研は独立行政法人となり，人件費が抑制されるようになった．その結果，非常勤ポストのポスドクの採用が増えた一方，農環研でも若手常勤
職員の採用がぱったりと途絶え（ゼロではないが），何年経っても最年少，という同僚がどの職場でも普通に見られるようになった．本会の正会員数も，2000 年頃から急激に減少し始めた（Fig. 1 上）
．注目すべきは，長期的に見るとほぼ直線的に減少していること，その傾き（過去 20 年間の平均：−13.7 人 / 年）が破線（ピストン流）の
傾きとおよそ一致することである．即ち，見かけ上，土壌保水量の減少はカラム下端からの流出水量に等しく，
カラム上端からの浸入水量は実質ゼロ，2000 年頃の入会者はいつまで経っても最年少のまま，となる．
しかし実際には，土壌カラムの途中で入会 · 退会する正会員がいる．実態として長期的には，退会者数の方が多い．この正味の途中退会者数を土壌中の根による吸水とみなし，筆者より年上の正会員について，どの年齢でも同等の割合で吸水が生じること，その割合を吸水率 x（ =1 年当たりの年上の退会者数 / 年上の正会員数）で表
し，計算の簡略化のため（実態とは異なるが），定数とする．即ち x は一定だが，体積含水率の減少に伴い，1 年当たりの吸水量やカラム下端からの流出水量は減少する．会員データによれば，今，筆者より年上の正会員の割
合は 33 % であるため，この実測値を再現するように，x の値を調節した．その結果，x = 0.028 という値が得られた．即ち毎年，筆者より年上の正会員の 2.8 % がカラム途中で（正味として）退会していたことになる．これを表したのが，Fig. 1 上の非定常流（吸水あり）の点線である．
この非定常流（吸水あり）の方法を，今の 30，40，50 及び 60 歳の正会員に適用したところ，それぞれ，Fig. 1
下の点線，破線，一点鎖線及び二点鎖線が得られ，x の値は，それぞれ，1.9 %，2.0 %，2.5 % 及び 2.6 % であった．吸水率 x の値が年齢と共に上昇し，特に今の 40 歳と 50 歳の間の差が大きいのは，各世代が辿ってきた時代の特徴というよりは，正会員の正味の途中退会数が 40 ∼ 50 歳以上で増える傾向を表すように思える．中堅以降の年代は，複数学会への所属について取捨選択を考える時期なのかもしれない．2030 年までの正会員数は，過去
1 国立研究開発法人農業 · 食品産業技術総合研究機構 農業環境変動研究センター

土壌の物理性

2

第 143 号

(2019)

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2009
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1989
1990

2009
2010

2029
2030

Fig. 1 会員数の長期変遷と将来予測（詳細は本文を参照）．

3 年間の傾き（ −8.6 人 / 年）を外挿し，総会員数は，学生会員数が正会員数に比例すること，定年後退会者の 3割がシニア会員になること，団体会員（賛助会員，購読会員）数は変化しないことを仮定して将来予測した（Fig.
1 下）．年代別に見ると，今の 40 歳代の正会員が現在及び今後の学会を中心的に担う世代であることがよく分かり，その多くは，1990 年代のほぼ定常状態及びその直後の時期に入会した正会員であることが示唆される．
次に，この土壌で生産される収穫物としての「研究論文」の長期変遷を調べてみた（Fig. 2 上）．研究論文の定義は，ここでは，本誌に掲載された論文，報文，研究ノート，論説，総説，解説，講座，研究紹介，資料（但し，学会開催 · 参加報告等は除く）とした（いずれも，シンポジウム特集を含む）．本誌 1 号当たりの研究論文数は，50 号の土壌物理研究レビューを除き，およそ 5 ∼ 10 本で推移してきたが，2010 年代半ば以降，2 ∼ 4 本の号が増えている．一方，正会員 1 人当たりの研究論文数を算出すると（Fig. 1 下）
，近年は最低でも 0.01 本 / 号 / 人程度であり，1960 年代半ばから 1980 年代前半までと比べればむしろ高い．正会員が 700 人前後いた頃は，70 人のう
ち 1 人が 1 年に 1 回研究論文を出せば，5 本 / 号の雑誌（年 2 回発行）が成り立っていた．当時は自主投稿の研究論文数が多かったが，それは，正会員が多かった要因が大きい．今の正会員（230 人）が同じことをしても，1
本 / 号（年 3 回発行）に過ぎない．2000 年以降，正会員数の減少とは反対に研究論文数が増えたのは，当時の編集委員会が中心となって特集や講座を組み，会員だけでなく会員外への依頼原稿を掲載した部分が大きいと思われる．今後，もし 5 本 / 号を目標として，年間 15 本の研究論文全てを正会員の執筆で賄おうとすると，2030 年には正会員 10 人に 1 人が 1 年に 1 回研究論文を出しても足りない計算になる．年 3 号発行が難しいならば，当巻頭言ਊੂ峙岝ফಀ峼৅ষ

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2000

2009

2020

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2029

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0.02

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2020

2030

Fig. 2 本誌掲載の研究論文数及び大会ポスター数の長期変遷と研究論文数の将来予測（詳細は本文を参照）．

初の年 2 号発行に戻す方法もあるのかもしれない．
筆者が 65 歳で退会する頃，正会員は 115 人となり，体積含水率は 2.7 人 / 年となる．しかし乾燥した土壌には，それに適した作物生産の技術と収穫物がある筈であり，今の筆者には全く想像できない形で，本会 · 本誌は活性化していくのかもしれない．筆者が今思いつくこととしては，例えば，1999 年度の大会から始まったポス
ター発表（土壌物理研究の最前線）がある．発表数が多いだけでなく，内容はバラエティーに富み，とても活気があり，面白い．学生を中心に若い方々の発表がとても多く，話を聞くにはプログラムの 2 時間では全く足りない．筆者にとって，土壌物理の研究手法は色々な場面で有効であり，様々なニーズがあり，そして何より面白い，ということを感じることが出来る，とても貴重な機会となっている．しかしポスター発表数は，研究論文数とはほとんどリンクしていない（Fig. 2 上）．論文発表の場は本誌ではなく，他誌にあるためと思われるが，これらの10 分の 1 でも，研究論文として本誌に掲載できれば，情報交換や研究交流の場としての役割を果たせるのではな
いかと思う．特に大会ポスター賞を受賞した人（約 5 名 / 大会）には，本誌への投稿を強力に呼びかけるなど，積極的な取り組みがあっても良いかもしれない．また，若い正会員の確保について，世界で最も少子高齢化が進む日本では，今後さらに留学生の重要性が増すと考えられる．その対応策の一つとして，本会ホームページの英文表記（特に投稿要領や大会参加案内）など，早急に進める必要があるだろう．さらに，正会員：シニア会員の人数の比は，現在 10 : 1 だが，10 年後には 4 : 1 になると予測される．これまで本会を引っ張って来て下さったシニア会員の皆様には，是非，研究論文投稿や大会参加など，引き続き，本会への積極的な関与をお願いしたい．
以上，会員数と論文数に関する実績データ及び推測データを紹介した．数は重要だが，単に増やすことだけが目的にならないように，本会 · 本誌を今後どうしていくのが一番良いのか，皆で考えるための基礎データの一つとして活用いただければ幸いである（編集事務局ファイルとして引き継ぐ予定）．最後に，会員数及び論文数の調査とデータ整理に多大なご協力をいただきました農環研の郷原弘美さんに深く感謝いたします．

データロガー ＦＴＪｒ（エフティージュニア）『ワンタイム測定機能』搭載で、フィールドを移動しながら多点測定
低価格ながら、各種のセンサと直接接続でき、様々な計測に利用できるとご好評をいただいているＦＴＪｒには、設定したインターバ
ルによる一般的なデータロガーとしての機能のほか、ボタン操作時の測定値を記録する『ワンタイム測定機能』が搭載されています。
電源・測定スイッチを【ＳＥＴ】にして、【ＥＮＴＥＲ】キーを長押しするだけの簡単記録。
ワンタイム測定機能を利用することで、従来のインターバルによる計測はもちろんのこと、フィールドを移動しながらの多点測定にご活用いただけます。
記録機能を持たない表示器を利用している場合など、表示された値を野帳に手書きするなどの作業が不要になり、手間の低減と転記時の誤記入の防止を実現します。

圃場を移動しながら、土壌水分の多点計測を行う場合の例▲
ACCESSSAMPLECANCEL

COPY

ENTER

▼

MEAS
SET
OFF

ENTERボタンを押すだけで簡単記録【ワンタイム測定機能】● 本体のボタン操作で測定実行、測定値をメモリに記録● 測定値以外に日付、時刻、測定番号も記録● 直前の測定値をキャンセルできるので、不要データの取り消しが簡単● 記録データはＵＳＢメモリで簡単回収(データファイルはＣＳＶ形式)● ワンタイム測定データと通常の測定データは回収後に識別可能

設置中の土壌水分計

例えば土壌水分計測では、標準のアルカリ乾電池４本利用時において、IMKO社TRIME-PICOの場合で約1,100回、Delta-T社SM150Tで約1,400回、A･R･P社WD-3シリーズで約800回の測定が可能です。
※ 内蔵電池での測定回数は、１回の測定及び表示時間を１分間としたときの計算上の回数です。
動作間隔、周囲温度などにより測定回数は大きく変動しますので目安としてください。
ワンタイム測定機能は、土壌水分計測に限った機能ではなく、他のセンサとの組み合わせにおいても利用できます。
また、SDI-12出力タイプのMETER社5TE（旧Decagon Devices社）やA･R･P社WD5など、RS232C、RS485、SDI-12のシリ
アル出力タイプのデジタルセンサに対応する FTJr-Digital （エフティージュニア デジタル）にもワンタイム測定機能が搭載されています。
お手持ちのセンサとの接続の可否など、お気軽にお問い合わせください。

詳しくはFTJr ワンタイム で 検索
〒060-0063 札幌市中央区南３条西８丁目７番地４ 遠藤ビル５Ｆ
TEL011-596-0201 FAX 011-596-0234
E-mail info@mcs-fs.com URL http://www.mcs-fs.com

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143 p.5 ∼ 16 (2019)

北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から
飯島慈裕 1

Present situation of research on permafrost in Arctic region:
View point of terrestrial environmental changes
Yoshihiro IIJIMA1

1. はじめに北極をとりまく陸域は「周北極（circumpolar）」という言葉があるように，ちょうど北極点を中心として同心円状に広がっていく空間分布を想起させる．しかし，北極域での地表面を構成する植生 · 土壌，さらには地下の永久凍土の分布には同一視できない地域性がある（松浦, 2014）．永久凍土の分布に着目すると，基
本的に現在の気候条件で年平均の地表面温度が氷点下以下である地域であることに加え，最終氷期以降の気候環境の履歴が反映されている（Fig. 1）．例えば北東
ユーラシアの東シベリア地域に深さ数百 m に達する永久凍土が広域に形成されているのは，ここが最終氷期に氷床に覆われず，氷期の間に強烈な冷却にさらされたことが影響している（石川, 2014）．一方，スカンジ
ナビア半島では氷床に厚く覆われていたために，氷床下の地温の低下が抑えられ，結果として永久凍土の分
布は点在的で高山地域にのみ限られることとなった．
このような永久凍土の分布の非対称性は，最終氷期以降から現在にいたる植生 · 土壌の発達にも大きな影響を与えている．北欧から北米地域では連続的な永久凍土の分布はほぼツンドラ帯に対応している．それに対して，不連続または点在的な永久凍土は内陸部で島状に分布する北方林の直下など，生態系との共生関係で維持されている．一方で，北東ユーラシアでは連続的な永久凍土が分布し，その上には広域にわたりカラマツ（Larix cajanderi, L. gmelinii, L. siberica など）を主体とする北方林が成立している．

方の諸過程を経たフィードバックでさらに温暖化に寄与する可能性が指摘されている．特に，永久凍土帯の土壌では，温度上昇が年間の凍結融解層（活動層）の深化をもたらし，それはさらに含氷率が高い永久凍土層の融解につながる．これは，氷期 – 間氷期の時間ス
ケールでは不可逆的な地形変化となり，周辺の自然環
境を大きく変えると考えられている（Streletskiy et al.,2015）．加えて，活動層ならびに表層の永久凍土層には多量の炭素が貯留されている．その推定量は近年の推定精度の向上から大幅に上方修正されており（Tarnocai
et al., 2009; Hugelius et al., 2014），二酸化炭素，メタンなどの温室効果気体の放出において，その存在と今後の変化過程は無視できない．しかしながら，人類にとって永久凍土環境の変化がもたらす気候 · 環境変動への影響の大きさはいまだ未知の部分が多く，近年ではさらに世界的に関心が高まりつつある研究対象となっている．
これらを解明するには，北極域全体で継続的に実施されている凍土の現状ならびに変化の観測と，それらの事実に基づいて諸過程が改良された数値モデルを用

近年は，北極の温暖化増幅（Arctic Amplification）
として知られるように（Serreze and Barry, 2011），北
極域は地球温暖化の影響を最も強く受けると同時に，凍土層 – 活動層（表層土壌）– 植生を介した生物 · 物理双1 Graduate School of Bioresources, Mie University, 1577 Kurimamachiya-cho, Tsu, Mie, Japan. Corresponding author: 飯島慈裕，三重大学大学院 生物資源学研究科．
2018 年 6 月 15 日受稿 2019 年 4 月 20 日受理

Fig. 1 北極域の永久凍土分布（国際永久凍土学会が編集した環北極域永久凍土 · 地下氷分布図（Brown et al., 2001）
を基に作成）．

土壌の物理性

6

第 143 号

いた将来予測との連携が欠かせない．北極の温暖化増幅が指摘され始めた 2000 年代以降は，観測−モデルの連携が意識された国際的な北極域の研究プロジェクトが実施されてきた．永久凍土の構造とその長期的な変化や，地表面―活動層を介した大気との間の熱 · 水循環について，流域規模から全球規模までのモデルを用いた凍土分布のこれまでの研究については石川 · 斉藤
（2006），石川（2014），斉藤ら（2014）のレビューに詳しい．国際的には，北極評議会（Arctic Council）の作業部会の一つである北極圏監視評価プログラム作業部会（AMAP: Arctic Monitoring and Assessment Programme）
が 2011 年と 2017 年に公開した北極域の気候変動に関する総合監視レポート（SWIPA: Snow Water Ice andPermafrost in Arctic）において，最新の研究成果を知ることができる（AMAP, 2011; 2017）．
本稿では，北極域の気候変動との相互作用が注目されている永久凍土帯を対象とした研究の現状と今後の課題について，以下のように論を進める．まず，永久凍土観測研究の展開を第 2 章で述べる．第 3 章では，日本の研究貢献が大きい東シベリア域の成果を中心に，永久凍土の物理的環境（熱と水）の変化を対象として，理解の現状と今後の課題を示す．続く第 4 章では，観測−モデル研究の最近 10 年程度の発展とその理解の現状をまとめるとともに，さらに明らかにすべ
き対象について今後の展望を述べる．

2. 北極域永久凍土帯の観測網の展開
2.1 国際協働による凍土観測
北極域の永久凍土帯では，凍土に関する温度変化の時空間変動の把握が基本的かつ本質的な重要性を持
つ．地温観測網の展開は国際的な協働で実施されており，その歴史は石川（2014）に詳しい．ここではその内容を紹介しつつ，最近の動向についてまとめる．
永久凍土帯の温度変化を対象とする際には，主に 2
つの視点がある．第一に，永久凍土層そのものの温度変化である．永久凍土の温度変化を捉えるには，地温が年変化の影響を受けない永久凍土層の深層部での計測が必要となるため，地下 10 m 程度の地温鉛直分
布の連続観測を設定することになる．国際永久凍土学会（IPA: International Permafrost Association）の作業グ
ループの一つとして組織された全球永久凍土観測網（GTN-P: Global Terrestrial Network-Permafrost）は，永久凍土帯でのボアホール（borehole）による地温鉛直分
布観測を行っている研究者によって登録されている観測ネットワークである（Biskaborn et al., 2015）．2018
年 8 月時点で，26 カ国の研究者が参画し，南北両半
球合わせて計 1,357 地点でのボアホールが登録されている（https://gtnp.arcticportal.org/；最終閲覧日 2018 年
8 月 31 日）．公開情報としては，ボアホールの位置 ·標高 · 掘削年 · 観測深度 · 管理者などのメタ情報の他，
約 500 地点での最近までの年平均地温がある．新規に(2019)

登録されたボアホールは地球温暖化ならびに北極の気候変動への関心が高まった 2000 年代以降に急速に増加しており，中でも 2007 ∼ 2008 年の国際極年（IPY:International Polar Year）に合わせて IPA がボアホール
観測網の世界的な展開を促した TSP（Thermal State ofPermafrost）プロジェクトを実施したことが効いている．現在，2016 ∼ 2020 年の戦略的実施計画が上げられており（Streletskiy et al., 2017），データ管理と運営の改良に加えて，観測手法のプロトコルの策定や可視化システムの導入などが計画されている．
第 2 の視点は，永久凍土帯の地表面付近（活動層）の温度変化である．活動層は年周期の凍結融解サイクルが卓越するため，凍土の層構造の変化は活動層厚という深さの情報で提供される．活動層厚は 1 ha から 1 km2の広さのグリッドを設定して，その分布を測定するプロトコルが設定されている，CALM（Circumpolar Active
Layer Monitoring Program）という国際的な観測ネット
ワークがあり，GTN-P と同様にデータが共有されている．この観測プログラムは 1991 年の国際ツンドラ計画（ITEX: International Tundra Experiment）に合わせて提案され，現在までに北極域の 15 カ国で 250 カ所の観測サイトのメタ情報が登録され，約 100 地点の観測データが公開されている（https://www2.gwu.edu/ calm/；
最終閲覧日 2018 年 8 月 31 日）．土壌の融解深の測定
は，融解した土壌に凍土面まで鉄棒を差す計測法の他，
ボアホールに土壌凍結深計（フロストチューブ）を埋めて計測時に取り出し計測する方法，地温プロファイ
ルの測定から内挿する方法などが併用されている．

2.2 北極域での凍土環境研究
北極域の国際的な共同観測研究体制は，東西冷戦終結以降の 1990 年代から本格的に始まったといえる．
日本はいち早くロシア連邦の東シベリア（サハ共和国）
において，北海道大学低温科学研究所が中心となった 1970 年代の木下らの共同研究を嚆矢として（木下· 鈴木, 1973），その後 1990 年代から永久凍土とその上に成立する自然環境に関する共同観測研究が推進された（Shibuya et al., 1999 など）．以降 20 年を超えて，
北東ユーラシアからアラスカにかけての領域を中心として，様々な観測研究プロジェクトが実施されてきている．
この期間は奇しくも北極域の温暖化傾向の端緒となる現象が見え始めた時期であることもあり，観測実績に基づいて北極気候変動に関係する多様な研究成果が得られてきた（飯島 · 佐藤, 2014）．当初は大陸スケー
ルの水 · 熱循環過程の主要部として永久凍土の役割が総合的に観測され，北方林 · ツンドラという異なる植生における相互作用が観測事実として明らかにされた．
その後，2000 年代に入り北極海の夏季の海氷面積の減
少や，北極流入河川の流量増加などの変化に対応して，永久凍土帯における様々な変化現象が観測されるようになった．2011 ∼ 2015 年にかけて実施されたグリー
ン · ネットワーク · オブ · エクセレンス（GRENE）事

総説：北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から

7

Fig. 2 北極域における永久凍土温度（地表から 9 ∼ 26 m 深の年平均地温）の長期変化（AMAP, 2017 の Figure 4.2 を基に作成）．

業北極気候変動分野「急変する北極気候システム及びその全球的な影響の総合的解明」（GRENE-Arctic）は，
日本の北極研究に関わる大学 · 研究機関が結集して北極域の気候 · 環境変動に関する 4 つの戦略研究目標の達成を目的として実施された．この第 1 目標「北極域における温暖化増幅メカニズムの解明」中の「環北極陸域システムの変動と気候への影響」において，凍土帯の環境変化を中心として観測とモデルの融合的研究が促進され，凍土融解，植生変化，温室効果気体の動態に関する共同研究が進んだ（例えば Miyazaki et al.,2015; Takata et al., 2017）．
また，欧米各国においても，主に温室効果気体の起源としての永久凍土の現状と諸過程の詳細な解明とそのモデル化を目指す，という同様な目的の国際共同研究が実施されてきた．欧州の研究コンソーシアムとして 2011 ∼ 2015 年に実施された PAGE21（Changing
Permafrost in the Arctic and its Global Eﬀects in the 21stCentury）や，アメリカ合衆国の北極環境変動の総合研究プログラム SEARCH（Study of Environmental Arctic Change）の下で 2011 年から実施されている PCN（Permafrost Carbon Network）がある．日本の GRENEArctic を含めて，ほぼ同時期に凍土帯での環境変化の影響に関して問題意識や対象が共通する研究が多地域で実施されたことによって，観測地域の共有や補完，
メタ解析やモデル相互比較実験など，様々な国際共同研究の意思疎通が図られたことで，北極域永久凍土の諸過程の重要性がさらに脚光を浴びる状況となっている．

3. 北極域の永久凍土環境変動
3.1 永久凍土層の温度変化
永久凍土層の温度変化の解析では，地温が年変化しなくなる深さ（ZAA: Zero Annual Amplitude）以深の観測データが用いられる．その深さは地表面からの伝導熱量の大きさと熱拡散係数との関係から地域的に大きく変わる．それは，土壌や含氷率の分布と対応し，より温度が高く氷の多い（融解の潜熱による緩衝がある）
地域では数 m 程度であり，寒冷で基盤岩にあたる（熱伝導率が高い）地域では 20 m 程度と幅がある．これ
らの凍土深部の温度変化について，アラスカ，カナダ，
北欧を中心として，10 ∼ 30 年におよぶ観測データが蓄積されてきた．長期にわたり計測された地温観測デー
タの結果から，現在の北極域での永久凍土の温度変化には，凍土層の構造や温度状態に応じた地域的な傾向があることが明らかになってきた．

2010 年代までのアラスカの南北横断道路（Dalton
Highway）沿いや，極北カナダの島嶼沿いに南北に展開された地温観測網の結果から（Fig. 2: Romanovsky etal., 2017），寒冷な永久凍土ほど温暖化が顕著に進行する傾向がある．かつては凍土深部の温度は 10 年周期の変動が見られたため，太陽の黒点周期による日射量

8

土壌の物理性第 143 号

(2019)

Fig. 3 CALM による北極域 6 地域の活動層厚の長期変動（AMAP, 2017 の Figure 4.6 を基に作成）数値は各地域の長期平均からの客年観測値の偏差．

ある．
変動がその変化要因という説明がされた時代もあった（Osterkamp et al., 1994）．今日では，観測の蓄積によっ3.2 活動層と地表面付近の永久凍土層の変化て，気候変動が永久凍土層の温度と同期していること
永久凍土帯の年間の最大融解深である活動層厚は，が明確に示されている．カナダ最北のアラート（Alert） その年の気候変化に応じて，永久凍土層内の地温変化
や，アラスカの北極海沿岸のプルドーベイ（Prudhoe
よりも短い時間スケールで反応する．そのため，活動
Bay）などの地域では，10 m 以深の永久凍土層におい層厚は大きな年々変動を示し，冬季の積雪深 · 積雪期て IPY 以降の昇温が 0.5 ◦ C /10 year 以上に達してい間や夏季の気温状態（積算温度）を反映する（Smith
る．これらのツンドラから極砂漠に近い植生が粗な地
et al., 2009）．北極域の活動層厚の変化は，CALM な
域では，地表面との熱交換の緩衝となる植生や土壌有
どで 10 年以上の観測が行われている（Romanovsky et
機物層が薄いために，凍土層の地温は気温変動の影響
al., 2017）．それらによれば，アラスカや極北カナダでを強く受ける．これらの地域は北極域でも気温の温暖は 1998 年をピークとしてその後は変動がほとんどな化傾向が顕著に現れており，ZAA の深度において，10
く安定していたが，IPY 以降の観測で再び厚くなる傾年スケールで温暖化傾向が顕著に現れていることは十向が強まり，2010 年以降はさらに厚くなる状態にある
分に確からしいことが指摘されている．アラスカのツ （Fig. 3）．ロシアでは，ヨーロッパロシアから極東ロシ
ンドラ域のプルドーベイ地域の観測点であるウェスト
アにかけてほぼ同様に一貫した活動層厚の深化傾向がドック（West Dock）やデッドホース（Deadhorse）で続いている．1990 年代後半に深化が進んだあと，同様
は，50 m 深の凍土層の温度においても，30 年間で約に 2010 年代に再び深化傾向が強まっている．
1 ◦ C の上昇が観測されており（Fig. 2），その平均的な活動層厚の深化は冬季の凍結の遅れとも関係してい地中伝導熱量は 0.5 W m−2 に相当している．
る．アラスカ · ツンドラ域での観測地点における活動
その一方で，アラスカ南部や北欧，ロシアでは永久層全層の凍結日は 1980 年代には 10 月中旬であった◦
凍土層の温度が 0 C に近い暖かい地域（不連続永久のに対し，2010 年代では 12 月中旬まで約 2 ヶ月の遅凍土帯の地点を含む）であり，昇温傾向は 0.2 ◦ C /10
れへと推移している（AMAP, 2017）．東シベリアのヤ
year を下回る地点が多い（Fig. 2）．地温が融点に近い
クーツクでは，活動層全層の凍結が 2003 年までは 10
これらの地域では，熱が氷の融解潜熱に費やされ，見月下旬であったのに対して，2007 年には 2 月初旬まで
かけ上地温の上昇が抑えられている．また，アラスカ
遅れる事態が観測されている（Iijima et al., 2010）．こ
内陸部では，特徴的に凍土温度が 2007 年以降は停滞
れらは，地温上昇と活動層厚の深化に活動層内の土壌または低下している地点も存在していた．これらは相水分量の増加が重なり，全体の熱容量が増大しながら対的に温暖化傾向が抑えられ，また冬季の積雪量が少
昇温したことで，凍結の潜熱に必要な冷却期間が延びなかったことと対応している．これらの点から，暖かたことが原因と考えられている．
い凍土帯は，大気の温暖化に対して見かけの反応は鈍3.3 北方林帯の凍土環境変動
いといえるが，それは裏を返せば温暖化に抵抗する層
北方林（boreal forest または taiga）は，北極域ではやがなんとか凍土の存在を維持しているということでもや低緯度の sub-Arctic とされる領域に広がっている．

総説：北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から

9

Fig. 4 東シベリアの各領域における期間ごとの (a) 年平均気温（◦ C）と，(b) 融解指数（◦ C · day）の偏差（Fedorov et al., 2014b の Table 3 および Table 5 を元に作成）それぞれ長期平均値からの偏差を示す．

この地域は，永久凍土と共生して熱 · 水環境を安定化させる役割を担っている．ここでは日本の研究組織が継続的な成果を上げてきた，ロシア連邦の東シベリア地域で得られた知見を中心に紹介する．
東シベリアでは，連続的永久凍土帯が北方林（特にカラマツが優占する）と共生関係にある．レナ川流域に広がる北方林帯の土壌はロームまたは砂質ロームであり，水はけが良く乾燥しやすい．表層付近の土
壌は，凍結融解によって撹乱を受けるクリオタベー
ションが発達する．こうした土壌は，USDA（UnitedStates Department of Agriculture）の土壌タクソノミー
では Gelisol，または下位区分の土壌目においてはクリ
オタベーションの程度が高ければ Turbels，低い場合はOrthels に相当する．もう一つ別の重要な特徴として，
永久凍土層内に氷で飽和 · 過飽和したシルトまたは細砂層で含氷率が 50 ∼ 90 % に達する氷の層の堆積がある．この地下氷が過去の氷期において堆積環境と同時に形成されたアイスウェッジ等の履歴をもつ場合，それをエドマ層（Yedoma）という（エドマ層に関する最新のレビューは，Schirrmeister et al.（2013）， Strauss
et al.（2017）などがある）．東シベリアのレナ川中流
域は，北極海沿岸の河口域以外で広大なエドマ層の分布が知られており，その厚さは 20 ∼ 40 m に達する
（Ulrich et al., 2017）．
東シベリアの北方林帯の永久凍土では，森林火災の頻度が高い場合や，伐採や虫害などの森林撹乱因子が重なると，凍土融解が進み，その後に森林が再生しない過程を経ることがある．それは，地表面撹乱による融解の強化で最大融解深（活動層厚）が永久凍土層中のエドマ層が現れる深さに達するかどうかが，その決定的な閾値となる．融解深がその閾値を越えると，エドマ層の氷が融け，水分は流出 · 蒸発散で失われる．

この氷の体積減少は地下のエドマ層の不等な分布に応じて起きるため，地盤沈下による凹凸な地形が発達す
る．この現象をサーモカルスト（thermokarst）という．
地盤の沈下に伴い，サーモカルストの中央部では湖沼化が始まり，もとの北方林から，草原，水域へと変化する．レナ川中流域では，最終氷期後の完新世温暖期に永久凍土融解によるサーモカルストが進行し，最終的な景観として凹地状の草原地形（アラス（alas））が分布している．
東シベリアでの近年の凍土融解は，北極域の気候変動の影響を受けて，活動層内の土壌の熱 · 水環境の大きな変化が経年的に効いていることが現地の継続的な観測研究から明らかとなってきた．特に，20 世紀の温暖時期（1935 ∼ 1945 年，1988 ∼ 1995 年）と異なり，2005∼ 2009 年は，東シベリア全域が年平均気温，夏季の融解指数の増加，冬季の凍結指数の減少が共通して現れる事態となっている（Fig. 4; Fedorov et al., 2014b）．
加えて，この期間は東シベリアで湿潤な気候偏差が強まった時期に相当していた．2004 年の冬以降，冬季の積雪深と引き続く夏季後半の降水量が同時に平年を大きく上回る年が 2008 年まで続き，地表面および活動層内に極めて過湿な環境が形成された．その結果，活動層内の土壌水分量はほぼ飽和 ∼ 湛水に近い状況となり，土壌の熱伝導率，比熱が増大して，活動層厚の深化が進んだ（Iijima et al., 2010）．地表面の熱 · 水 · 炭
素フラックス観測の主要観測点として知られるヤクーツク市近郊のスパスカヤパッド研究林では，2004 年の
土壌湿潤化以降，以前は 1.2 m 以下であった活動層厚が 2009 年には 2 m 以上に達する状況となった．簡易
貫入計を利用した詳細な活動層分布を測定した結果，2009 年時点で活動層厚が 1.5 m ∼ 2.0 m に達したのは，地形が緩やかに傾斜した谷状の場所に現れていた．そ10

土壌の物理性第 143 号

(2019)

Fig. 5 東シベリア · チュラプチャの草原における活動層土壌断面調査結果（Iijima et al., 2016 の Figure 3 を基に作成）
左図線：簡易貫入試験器による Nc 値，左図点：土壌水分量体積含水率，
右図線：地温，右図点：熱伝導率計（KD2Pro）による土壌比熱
PL：Plastic Limit と LL：Liquid Limit は永久凍土研究所の報告書の値に基づく．

れは水の集まりやすい形状として，地下の永久凍土面の分布とも対応しており，その一帯の活動層下部に土壌水分が滞留していた（Iijima et al., 2014）．
さらに，その直上に立地するカラマツは，葉が枯れて枯死に至る個体が現れた．活動層の深化と合わせて生じた過剰な土壌水分は，カラマツの根系が主に50 cm よりも浅い土壌に分布していることもあり，蒸発散過程で利用されにくく，経年的に滞留することが活動層の深化に拍車をかけることになったと考えられる．レナ川中流域のカラマツ林や草原において，2011∼ 2014 年にかけて実施された土壌断面調査においても（Fig. 5）
，1 m 以深の活動層下部には土壌水分が飽和に近い湿潤層が滞留していた．土壌表層 40 cm の比熱は
約 1.5 MJ m−3 K−1 であったのに対して，1 m 以深では
約 2.0 MJ m−3 K−1 となっているなど，活動層内土壌の
熱 · 水環境の変化が多年にまたがる影響を持ち続けている様子が明らかとなった（Iijima et al., 2016）．
先述の通り，活動層の深化がエドマ層にまで達すると，地下氷の融解と消失が起こり，サーモカルストによる地形変化が進む．東シベリアでは，レナ川と支流のアルダン川にはさまれた地域において，地下約 2 m 以
深から地下氷の層が分布している．カラマツ林など植生が健全に保たれている場所では，植生や土壌の有機物層の効果によって熱伝導が抑えられ，活動層厚は 1.0∼ 1.5 m 程度で安定しているのが平均的な状態であった（Iijima et al., 2010）．活動層と地下氷の間は，サーモ
カルストが生じないためのいわばバッファーの役割を果たしており，遮蔽層（shielding layer; Brouchkov et al.,2004）または遷移層（transient layer; Shur et al., 2005）と呼ばれる．植生状態が農地や森林火災などの影響で改変され，活動層の昇温と深化が遮蔽層以上に及ぶと，サーモカルストの引き金となる．一端地形が陥没し始めると，そこには地下氷の融解水や周囲からの水の流入によって，湖沼化がはじまり，小面積のサーモカル
スト湖が形成されはじめる．1940 年代以降の空中写真を用いた面積変動からは，新たに形成されるサーモカ
ルスト湖は，各時期の湿潤 · 乾燥状態に関わらず，一貫して拡大を続けていることが明らかとなった（Ulrich etal., 2017）．1990 年代から継続して計測されている耕作放棄地上のサーモカルスト湖の発達によって，1993∼ 2008 年にかけて，湖沼面積は 16 倍に，体積は 104倍に拡大し，水収支の解析からその約 3 分の 1 の水は地下氷由来であることが推定されている（Fedorov etal., 2014a）．2005 ∼ 2008 年の湿潤期間では，森林内に湛水して活動層厚が深くなり，サーモカルストが発達する箇所が現れ，人為的な改変がなくても気候の温暖化と湿潤化が重なることで凍土荒廃が進む事例として注視すべき状況となっている．
一度サーモカルストによる水域の拡大からその後の乾燥による草原化が進行すると，土壌面からの蒸発が盛んに起こり，土壌中の塩類が地表面付近に集積するため，土壌の化学的性質が森林時の状態から森林の再生には不適な状態に大きく変わる．カラマツ林からア
ラス中央部にかけての活動層土壌内の電気伝導度と総説：北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から

2004

11

2014

Fig. 6 東シベリア · ティクシ（ツンドラ域）におけるサーモカルスト湖の拡大（ロシア
科学アカデミー · 永久凍土研究所 Alexander Fedorov 博士撮影）άືᒙ䛾῝໬䛸ᆅୗị䛾⼥ゎ㛤ጞᆅୗị䛾⼥ゎ䛜㐍䜏䚸Ỉ㊰≧䛻Ⓨ㐩ṧ䛳䛯Ỉᇦᣑ኱䛩䜛Ỉᇦ
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Fig. 7 ツンドラ植生での永久凍土荒廃と地表の変化（Liljedahl et al., 2016
を基に作成）．

pH の鉛直分布の測定によると（Lopez et al., 2007），健全な森林内では，季節を通じて森林内の表層土壌の電気伝導度は低く，40 cm 深までの表面付近は酸性 ∼ 中性を示している．それ以深の活動層の下部に電気伝導度の相対的に高い層が存在しているが，その層の地表面付近への移動 · 集積はほとんど認められない．一方，
アラス草原内では，50 ∼ 60 cm 深をピークとして，電気伝導度が高く溶脱した塩類が集積する層が形成され，夏季の盛んな蒸発を経た 7 ∼ 8 月にはより高い状態になる．また pH は，土壌の表層付近からアルカリ性を呈するように変化しており，結果として耐塩性の草本種でないと優占しえない土壌環境へと変わる．
人為改変や森林火災などの地表面変化に，長期的な気候変動で温暖化や湿潤化などの頻度の増加が重なる
ことによって，地表付近の永久凍土の融解を引き起こす事態が続くと，これまで再生できていた北方林生態系が不可逆的に草原化する可能性が高まる．その意味
でも，永久凍土と共生している北方林生態系では，撹
乱の強度 · 頻度と気候変動の重なりに対する生物 · 物
理的な応答の実態とその変化する過程を，より総合的に注視していく必要がある．

3.4 ツンドラ帯の凍土環境変動
北極域のツンドラ帯では，約 3 分の 2 の面積が平坦
地で湿地状の景観を呈する（CAVM Team, 2003）．進行する凍土温度の上昇や活動層厚の深化は，ツンドラ域の表層の土壌と水域の分布を微地形の変化をともないながら変えている．1999 ∼ 2014 年の LANDSAT 画
像をもとにツンドラ · 永久凍土域の水域面積変動を検出した結果によると（Nitze et al., 2017），東シベリアとアラスカのツンドラ帯では，0.5 ∼ 2.8 % の水域面積の減少傾向が示された．これは，サーモカルストによる新しい水域が拡大する反面，既存のより多くの水域が崩壊によって流出し乾燥化していることが主な要因であると考察されている．また，環北極ツンドラ域の各
国の長期的な観測地点（10 地点）を対象に空中写真や高解像度衛星画像による 1 m 以下のスケールで，より詳細なサーモカルストの進行と水域変化を検出した結果がある（Liljedahl et al., 2016）．アイスウェッジの融解によって周囲が陥没したポリゴンの谷地形が網目状に発達し，初期の段階では小さな割れ目に沿った池が形成される（Fig. 6; 東シベリア · ティクシの例）．その後，それが次第に互いに結びついて流路網へと変わって水が流出し，一部乾燥化が進む過程を経ている様子が明らかとなった．同時に微細な地形を表現した水文
モデルによって，従来は平坦な湿地帯が起伏を持つポ
リゴン地形へと変化することで，雪も網目状の谷に再堆積しやすくなり，ツンドラ域全体の水の流出を加速させている可能性が示された（Fig. 7）．
これらの水域変化の行き着く先は，ツンドラの乾燥化なのであろうか？ 重力変化を測定できる人工衛星
GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）によって，北極域の陸水貯留量変化を推定した結果によ12

土壌の物理性第 143 号

れば（Suzuki et al., 2018），有意な減少トレンドが東シ
ベリアやカナダのツンドラ域に現れていた．その傾向を支持する要因として，陸面の気象 · 土壌水分状態の再解析データからは，夏季の温度上昇による乾燥化の寄与が大きいことが示されている．しかし，凍土融解· サーモカルスト湖を解像できる微細なスケールから導かれた結果と，北極域全体の変動を広域スケールでとらえた結果との間をつなぐ，包括的なツンドラ域凍
土帯の環境変化影響の評価には未だ至っていない．
ツンドラ域の凍土融解と水域の消長との関係は，温室効果気体の中でも，メタンのフラックスの強度と強く関係するため，北極域観測研究の主要な対象となっている．アイスウェッジの融解したポリゴン状の微地
形は，メタンフラックスの空間変動をもたらす．ツン
ドラ植生が維持されている環境は，メタンの吸収が卓越するのに対し，凍土融解後に地盤が沈下して発達した水域は，その面積が小さく水深が浅くても，冬季に水域の底が凍るのに時間がかかるようになり，メタン生成が活発化し季節的にも長期化する．レナ川河口の観測例によれば，メタン放出は夏季には 78 ∼ 100 mg
m−2 day−1 （Sachs et al., 2010），冬季であっても 0.01 ∼5.8 mg m−2 day−1 という値が得られている（Langer etal., 2015）．一端水域が形成されると，その水際の側面
で侵食が拡大し，より多くの有機物を取り込みながら水没していく．こうした新鮮な有機物の供給がさらにメタン発生を助長することとなる．ツンドラ域での凍土荒廃の初期段階では，地下の古い炭素の寄与がなくてもメタンの生成が活発になると考えられる．
しかし先述の通り，こうした水域の水路化が進んで流出すると，再び乾いて植生が回復する可能性がある
ため，水域形成後のメタンフラックスの経年的な変化
は不確定性が高く，その経過を追った観測事実はほとんどない．ツンドラ域の水域を人工的に排水する実験を行った事例では（Kittler et al., 2017），その後メタン放出は減った一方で，好気性の環境に戻ったことで土壌からの呼吸による二酸化炭素の放出が増加し，逆に吸収は少なくなるため，全体の収支では温室効果気体のソースになったことが報告されている．

4. 永久凍土環境変動のモデル化とその方向性
気候変動予測の不確実性を低減させる一環として，従来の大気大循環モデルは，地球上で気候変動に対する寄与が大きい物理，生物，化学過程を明示した地球シ
ステムモデル（ESM：Earth System Model）へと発展を続けている．しかし，北極域など寒冷圏の陸域における現象や過程の特異性や重要性については，気候予測のためのモデル開発の優先順位から見ても海洋や大気の諸過程の精緻化に比べると，意識はありながらも対応は遅かった．そのため，気候モデルにおける陸面過程においても，寒冷圏特有の現象（例えば，積雪層の雪質の変化や凍土，あるいは厚い有機層 · 泥炭などの熱(2019)的効果）に関わる過程の導入やその再現性の検討が重点的に行われるようになったのは，北極の気候変動が想定以上の速さで進行しつつあると認識されるようになった近年になってからである．また，寒冷圏におけるモデルの検証 · 改良 · 高度化といった作業が行われるようになったものの，主に観測に基づく知見やデー
タの少なさから，以下に見るように現在に至ってもな
おそれらが十分に行われているとは言えず，寒冷圏を対象にするモデル比較も 2010 年代になって行われるようになったに過ぎない（Koven et al., 2013; Miyazaki
et al., 2015; McGuire et al., 2016）．
凍土域では，水の相変化や土壌の物理的性質，炭素含有量などにより土壌の物性値が大きく変わるため，断熱効果や透水性に対して地域的な差異があり，同一地点でも大きな季節性を有する．氷と水の違いによって熱伝導率や熱容量が変わるほか，土壌水分量による透水係数の変化も大きい．また有機層や泥炭層の熱伝導率や熱容量は乾燥時には鉱物層より低く，水や氷の含まれ方の季節変化によって大きく変化する．また積雪もその断熱効果や融雪水を通して大きく影響する．
陸面過程モデルが凍土の諸過程をどの程度考慮しているかによって，モデルから得られる地温，特に0 ◦ C を境にした挙動に大きな違いがみられる．斉藤ら（2014）の指摘では，例えばゼロカーテン効果（凍結· 融解の潜熱の影響で地温が 0 ◦ C で一定となる期間：
Outcalt et al., 1990）の有無である．北緯 60 度以北の1 m 深までの土壌表層について観測と複数の地球システムモデル，大気海洋大循環モデル（AOGCM） によ
る月平均地温統計値の頻度分布を調べた結果では，観測データはゼロカーテン効果による 0 ◦ C 付近での頻度上昇と，不凍水（0 ◦ C 以下になっても凍結しない水）の影響による 0 ◦ C 以下での緩やかな頻度の上昇を示した．一方，水の相変化を考慮しないモデルはゼロカー
テンを示さず，不凍水を考慮しないモデルでは 0 ◦ C 付
近のみで頻度が急激に上昇し，相変化と不凍水の両方を考慮したモデルだけが観測と同様の頻度分布を示していた（Koven et al., 2013）．

IPCC の第 5 次評価報告書（IPCC, 2013）によると，
地球システムモデル等により算出される凍土の分布については，観測データの整備の問題もあり，評価できる
段階ではなく，今後の課題であると指摘している．現
在，気候変動予測に用いられている地球システムモデ
ル等に組み込まれている陸面過程モデルにおいて，これら全ての過程を考慮しているモデルは少ない（Koven
et al., 2013）．例えば，世界各国の地球システムモデルに組み込まれている凍土過程について熱的な遮蔽効果をまとめると（Table 1; McGuire et al., 2016），多くのモデルで積雪の遮蔽効果や土壌水分の不凍水と相変化の効果などのプロセスは組み込まれている．その一方で，特に土壌表層のコケ層や有機層の断熱効果を考慮したモデルは少ない．これらの効果の欠落は，観測値に対して活動層厚は過大評価の反面，地温は過小評価

総説：北極域の永久凍土研究の現在：陸域環境変化の視点から

13

Table 1 世界各国の陸面過程モデルの凍土熱伝導過程に関する仕様の違い（McGuire et al., 2016 を基に作成）．

陸面過程モデル

不凍水とコケ層の 土壌有機物層 積雪層の遮蔽効果 の遮蔽効果 遮蔽効果 相変化の効果

土壌の熱力学モデル手法

深度

CLM4.5Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

45.1 mなし

CoLM

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

3.4 m

なし

なし

あり

なし

ISBA

Multilayer Fourie solution

12.0 m

なし

あり 1

あり

あり

あり 1

あり

あり

JULES

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

3.0 m

なし

なし

あり

あり

LPJ-GUESS

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

6–8 m

なし

なし

あり

なし

MIROC-ESM

Multilayer heat conduction

14.0 m

なし

なし

あり

なし

1-D Fourie solution

88.0 m

なし

なし

あり

あり

Uvic

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

250.0 m

なし

あり

あり

あり

UW-VIC

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

25.0 m

なし

あり

あり

あり

JSBACH

Modified Richtmayr-Morten implicit scheme

10.0 m

なし

あり 1

あり

あり

TEM6

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

36.0 m

あり

なし

あり

なし

SiBCASA

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

15.0 m

なし

あり

あり

あり

GIPLa

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

200.0 m

あり

あり

あり

あり

GIPLb

Multilayer finite diﬀerence heat diﬀusion

200.0 m

あり

あり

あり

あり

ORCHa and ORCHb

1：土壌有機物層の厚さは予測されず，定数であるもの．

となるバイアスがあることが知られている（Dankers etal., 2011; Lawrence et al., 2012; Ekici et al., 2014）．

5. おわりに

永久凍土帯の熱 · 水循環を詳細に解明し，それを将来予測のモデル開発に組み込む上で，地球システムモ
デルに組み込まれる陸面過程モデルの改良の一方で，永久凍土上に成立する生態系の生物物理過程を含んだStandalone タイプの数値モデルの有効性が指摘されている．欧州では，CryoGrid 3 モデル（Westermann et al.,2016），日本では，CHANGE モデル (Park et al., 2013)などが知られている．これらのモデルでは，現地観測や再解析データ，温暖化予測データ等をもとに，空間
内挿や力学的ダウンスケールを施した入力データに基づいて時空間スケールを変えた実験が可能であり，凍土の熱的分布を可視化できる．近年では，衛星リモー
トセンシングによる地表面温度や積雪分布を組み込む
ことで，地温分布や永久凍土の確率的分布などへの有効性も示されている（Westermann et al., 2016）．

IPCC 第 5 次報告書では，最も気温上昇の低いシナ
リオ（RCP 2.6）においても，21 世紀末には表層の永久凍土の 37 % が減少すると予測されている．しかし，
これは活動層の深化，サーモカルストの発達などの地
表付近の変化に関わる生物物理過程が適切に取り込めておらず，不確定性が依然として高い予測結果に基づいていることに留意する必要がある．また，東シベリ
アで 2000 年代に経験した気候湿潤化による凍土と生態系の荒廃過程や，ツンドラ域の融解による流出の増加などの新たに確認された現象の連鎖は，気候予測にどれだけ寄与する現象となるか，さらなる観測に基づ
く精査に加え，これらの生物物理過程の定量的評価手法を発展させる必要がある．

これらのモデルをさらに改良する上で，先述の近年の凍土帯の環境変化現象から示唆される以下の効果を取り入れる必要があろう．一つは，東シベリアの北方林で見られた気候変動由来の過剰な土壌水分に端を発する生態系変化を加味した越年的な効果である．もう一つは，凍土融解にともなう地形変化（サーモカルスト）が，初期には数 m のスケールで発生し，それが数
十 m，数百 m の水域や植生の変化へと水平方向に波及する効果である．これらは，変化の時系列が近年になって観測されはじめた事例であり，現地観測 · 衛星
リモートセンシング解析の空間的拡張と合わせて，広域スケールへの影響の大きさを精査した上で，モデル化する努力が必要になるといえる．

また，これまでの科学的な理解では，植生の撹乱が少なく健全な状態であれば，永久凍土層までの融解に至る変化は小さく，その共生系は維持されていると考えられていた．しかし，近年の観測事実からは，ツン
ドラ · 北方林いずれにおいても，凍土の維持にとって条件が悪い地域，すなわち陸水が滞留し，活動層の熱 ·水循環が大きく変わるようなところから，水平方向に荒廃の影響が広がることも明らかになってきた．
これらの顕在化しつつある永久凍土環境の変化は，
地表面の撹乱がもたらす活動層から永久凍土表層の熱· 水環境の変化に起因している．今後，北極域の永久凍土帯においては，植生 · 土壌表層の諸過程を科学的知
見に基づいて理解し，その成果を様々な分野にフィードバックしていく必要がある．特に，永久凍土帯に暮らす人々に対しては注意深く判断して土地利用を行

土壌の物理性

14

第 143 号

(2019)い，不可逆的な変化が急激に進行しないための，科学的な成果に基づく，社会との協働がより切実に必要となっている段階に差しかかっているといえる．

Fedorov, A.N., Ivanova, R.N., Park , H., Hiyama, T. and Iijima,

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search, 53, doi: 10.1002/2016WR019267.

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Saeki, T., Ohta, T., Saito, K., Ueyama, M., Ito, A., Maksyu-

Etzelmüller, B. and Krinner, G. (2016): Simulating the ther-tov, S., Miyazaki, S., Burke, E.J., Ganshin, A., Iijima, Y.,

mal regime and thaw processes of ice-rich permafrost groundIse, T., Machiya, H., Maximov, T.C., Niwa, Y., O’ishi, R.,with the land-surface model CryoGrid 3. Geoscientific Model

Park, H., Ssai, T., Sato, H., Tei, S., Zhuravlev, R., Machida,

Development, 9: 523–546, doi: 10.5194/gmd-9-523-2016.

要旨

北極域は地球温暖化の影響を最も強く受けると同時に，永久凍土環境の変化が土壌や植生を介して生物 · 物理双方の諸過程を経るフィードバックでさらに温暖化に寄与する可能性が指摘されている．
2010 年代までの観測の蓄積から，北極域の凍土の温暖化，活動層の深化傾向が顕在化するとともに，北方林の気候湿潤化による凍土 – 森林共生系の変化，ツンドラ域のサーモカルスト発達と水文過程変化などの諸現象が明らかとなってきた．これまでの気候変動予測に利用されてきた陸面過程モデルには，永久凍土表層土壌の熱 · 水循環過程に関与する熱遮蔽効果の表現や，これらの新たな現象の連鎖は反映されておらず，気候予測にどれだけ寄与する現象となるか，さらなる観測に基づ
く精査に加え，これらの生物物理過程の定量的評価手法を発展させる必要がある．
キーワード：永久凍土，北極域，ツンドラ，北方林，陸面過程モデル

ᐮ෭ᆅ兟 ෾ᅵ≉㞟
J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.17 ∼ 23 (2019)

ㄽ傍傍ᩥ
Original Paper

帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用
長田友里恵 1 · 相馬 啓 1 · 青木信哉 2 · 渡辺晋生 3

The application of the ground freezing method
for replacing the wall surface of a strip-shaped steel reinforced earth wall
Yurie OSADA1 , Hiroshi SOMA1 , Shinya AOKI2 and Kunio WATANABE3

Abstract: Strip-shaped steel (Strip) reinforced earth walls
have been in use for more than 45 years．As a measureagainst aging or disaster, maintenances of reinforced earth
walls will be required in the near future. Conventional
chemical grouting has been used for stabilizing soil behind a wall when replacing the wall surface during maintenance. However, the injected chemical grout may affectthe permeability of the drainage layer behind the wall surface. Therefore, the ground freezing method, which enables the reinforcement of the ground without grout materials, has gained attention. However, the ground freezing
method is ordinarily applied to saturated soil. Therefore,
the applicability of this method to unsaturated soil such as
Strip reinforced soil was examined. CO2 was used as arefrigerant for the cooling system, and the working space
was reduced. In the full-scale experiment, 6 freezing pipes
with 60.5 mm in diameter were installed at 0.6 m intervals
behind the wall in a 10.8 m × 2.4 m artificial fill. After 4days freezing, the surface of the reinforced earth wall was
replaced successfully without the soil collapsing. From theresults of the laboratory experiment and comparisons to amodel for saturated soil, it was found that, when the saturated soil water content is 0.4 m3 m−3 , the unsaturated
water content ranged from 0.2 to 0.3 m3 m−3 is required inorder that the freezing rate of the unsaturated soil should beequivalent to the one of the saturated soil. Further investigation, such as the influence of water content and waterflow on freezing expansion and construction technique atthe time of wall surface replacement, will be needed to establish this technique.
Key Words : ground freezing method, reinforcement earth
wall, unsaturated soil, frost heaveとストリップの摩擦によって補強盛土を構築する帯鋼
補強土壁（Fig. 1）は日本で採用されてから 45 年以上が経過した（川井ら, 1998）．経年劣化や災害などによる破損が予想され，今後は維持補修技術が求められる．
帯鋼補強土壁は道路脇などの擁壁として用いられており，構造物を維持した状態で壁面材の交換を行う場合，
これまでは背面の盛土がこぼれ出さないように水ガラ
ス系の固化材注入が行われてきた（熊田ら, 1998）．しかし，注入した固化材が施工後の帯鋼補強土壁背面の排水層の透水性に影響を及ぼす恐れがある．そこで固化材を使用せずに地盤の補強を可能とする地盤凍結工法が注目されている．
地盤凍結工法とは，土中の間隙水を凍結させること
で土の物理性を改良し，補強 · 止水を行う工法であり，解凍後は土の物理性が施工前の状態に戻る環境に優しい工法である．一般的に地盤凍結工法は地下水位以下の飽和土を対象とした工法であり，シールドトンネルなどの地下工事で用いられる．これまでにも多くの施工実績があり，ノウハウの蓄積や関連する課題の検討がなされてきた．一方，帯鋼補強土壁背面は不飽和土である．建物直下の耐震改修工事（町田ら, 2016）の

1. はじめに帯状の鋼製補強材（ストリップ）を層状に敷設し，土1 Chemical grouting Co., Ltd.

Kyodo News Bldg., 2-2-5, Toranomon,
Minato-ku, Tokyo 105-0001, Japan. Corresponding author: 長田友里恵,
ケミカルグラウト株式会社.
2 JFE Shoji Terre One Corporation, 7-1 Otemachi 2-chome, Chiyoda-ku,
Tokyo 100-0004, Japan.
3 Graduate School of Bioresources, Mie University, 1577 KurimaMachiya, Tsu 514-8507, Japan.
2018 年 9 月 20 日受稿 2019 年 5 月 7 日受理

Fig. 1 帯鋼補強土壁の例．
Application example of the strip-shaped steel reinforced earth
wall.

18

土壌の物理性第 143 号

(2019)

Fig. 2 凍結システムの比較．
Comparison of CO2 system and conventional system.

Fig. 3 実大実験概要図．
Schematic of full-scale experiment and layout of freezing pipes.

報告があるものの，地盤凍結工法の不飽和土への適用例は未だ少ない．不飽和土と飽和土では凍結時に発生する潜熱や凍結前後の熱伝導率の変化，凍土の強度や透水性など様々な物性が異なる．地盤凍結工法の不飽和土への今後の活用を進めていくためには，地温変化
や凍結膨張量など不飽和土の凍結過程の理解や，飽和土凍結の凍土造成日数や凍上量の予測などの知見をどれくらい不飽和土の凍結に適用可能かの把握が必要である．また，従来の地盤凍結工法では土中に埋設した凍結管にブラインと呼ばれる循環溶液を流して土を凍結する．ブラインの冷却や配送に要する設備は大型化しがちであり，帯鋼補強土壁の補修作業に想定される
道路脇などでは，十分なスペースを確保することが困
難なケースが想定される．ところで，近年，液体ブラインの代わりに CO2 気液混合流体を用いた凍結シス
テムが開発された．例えば，シールド到達防護を目的とした石狩湾新港放水路設備工事では， この凍結シス
テムによる省スペース化が工程短縮に寄与した（塩屋,
2018）．そこで，帯鋼補強土壁の壁面材交換における地盤凍結工法の適用性について検討するため，CO2 気液混合流体を用いた冷却システム（以降，CO2 気液混
合流体システム）を用いた壁面材交換の実証実験を行い，その際の帯鋼補強土壁背面の凍結過程を観察した．
また，給水による流水条件下の排水層の凍結を定量的に評価するため，実証試験の凍結過程と飽和土の凍結モデルの比較や不飽和土層の室内凍結実験を試みた．

2．CO2 気液混合流体システムの適用
冷却システムの概要図を示す（Fig. 2）．従来システ
ムでは冷却したブラインを土中に埋設した凍結管に循環させ，出入りの温度差分の顕熱による冷却を行う．

論文：帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用

19

対して今回採用する凍結システムでは凍結管に液化CO2 を循環させ，顕熱による冷却に加えて液化 CO2の一部が気化する際の気化潜熱によって地盤を冷却する．このように CO2 気液混合流体システムでは冷媒の単位重量当たりの熱交換量が従来の方式よりも大きい
ため，凍結管 1 本当たりの冷媒循環量が少ない量でも従来と同等の凍土を造成することができる．加えて，液化 CO2 の粘性はブラインの約 1/90 と小さい．そのため今回採用したシステムでは配管径を 15 ∼ 20 mmに，ポンプ出力は 0.55 kW まで縮小した（相馬, 2018）．

はじめに 10.8 m × 2.4 m の帯鋼補強土壁を構築した．概要図を Fig. 3 に示す．帯鋼補強土壁は 10 枚の壁面材（F4，HU2，HD2）で構成されており，盛土内に敷設したストリップに結合している．壁面材とストリップは，壁面材にあらかじめ取り付けてあるコネク
ティブプレートにボルト · ナットで固定する（Fig. 4）．
帯鋼補強土壁の背面には層厚 0.5 m の排水層を設けた．
盛土材には細粒分含有率 9.6 % の砂質礫（GS-F）を，
排水層には再生砕石を用いた．盛土材の締固め度は106.4 % であった．帯鋼補強土壁構築から 5 か月後に凍結管と測温管を設置した．凍結管は外径 60.5 mm 内に外径 34.0 mm の内管を挿入した二重管構造で，冷凍機から送った液化 CO2 はヘッダー管で等しく 6 分岐させ，各凍結管の内管から送り，外管から戻した．凍結管を帯鋼補強土壁の背面 0.5 m の位置に 0.6 m 間隔で 6本設置し，−45 ◦ C の液化 CO2 を循環した．CO2 は大気圧下においては気体もしくは固体で存在するが，圧力を 0.7 ∼ 0.8 MPa に保持することで −45 ◦ C の気液混
合流体となり，気体 – 液体の相変化による冷却を行う．
Fig. 3 に示す 4 箇所（平面図，T1 ∼ T4）に測温管を設置した．測温管の凍結管からの距離は T1 は 500 mm，
T2 は 300 mm（2 本の凍結管の間），T3 は 350 mm，T4
は 400 mm である．各測温管の 0.5，1.0，1.5，2.0 m 深に設置した温度計による測定値によって凍土造成を確認した．土の凍結膨張が帯鋼補強土壁に及ぼす影響は
11 箇所設置した変位計（Fig. 5, 1 ∼ 11）によって確認した．壁面材の除去時に土砂の崩落が想定される領域を凍結させるため，凍結運転中は帯鋼補強土壁背面の排水層に，排水層上端に設置した全長 4 m の等間隔に孔を開けた給水パイプから約 2.8 L min−1 で給水した．
凍結運転開始から 4 日後，壁面材交換を行った．壁面
材交換完了後，冷媒の循環を停止し凍土を解凍した．

3.2 室内凍結実験
飽和条件と不飽和条件による凍結過程の違いを把握するために，飽和土と不飽和土について室内凍結実験を行った．実験の概要図を Fig. 6 に示す．内寸 500
mm × 450 mm × 100 mm の容器の一側面は鉄板で，そFig. 5 変位計設置位置と設置状況．
Layout of displacement meter installed on the wall.

100mm

100 mm᩿⇕ᒙ

3.1 実大実験

Fig. 4 壁面材のコネクティブプレートとストリップ接続
状況．
Connective plate of the wall and connection of a strip.

450 mm

3. 壁面補修実証実験

㕲
ᯈ

50 mm

100 mm
100 mm
100 mm

↑ ⤥Ỉ
PPᐜჾ

෭፹
- 20䰳

⇕㟁ᑐ
500 mm෾⤖⥺

Fig. 6 実験装置の概要図．
Schematic of the laboratory experiment.

㈞௜෾⤖⟶土壌の物理性

20

Water saturated

0

Depth (m m )

100

200

From cold plate
50 mm

300

250 mm

400

450 mm
0

0.1

0.2
0.3
Water content (m 3 m -3)

0.4

0.5

Fig. 7 試料の初期含水率分布．
Initial distribution of the volumetric water content of the soil.

第 143 号

(2019)の中央部には貼付面積 140 mm × 22 mm の凍結管を接着した．容器内は風乾した鳥取砂丘砂を均一な乾燥密度 1.67 Mg m−3 で充填し，容器周囲は断熱した．容器
下端から給水し，一つは試料すべてを水分飽和とし，一つは下端の飽和から上端の体積含水率 0.05 m3 m−3程度まで重力水分分布とした．Fig. 7 に不飽和試料の初期体積含水率分布を示す．異なる 3 箇所の体積含水率分布は ±0.05 m3 m−3 の差であったことから，ほとんど均一な含水状態であるとみなした．ここで，凍結管に −20 ◦ C の不凍液を循環し，容器側面の鉄板面か
ら水平方向に試料を冷却した．試料の奥行き 100 mmの中間には熱電対を 27 組設置し温度計測により凍土の成長を確認した．

4. 実験結果
15

Temperature (䰳)10

GL- 0.5m

4.1 実大実験

GL- 1.0m

4.1.1 凍土の形成

GL- 1.5m

5GL- 2.0m

0
஺᥮᫬

-5
-10
-15
0

20

40

60

80

100

Elapsed time (h)Fig. 8 凍結管間の温度の経時変化．
Temperature at the middle point of freezing pipes (T2) duringfreezing.

4.1.2 壁面の水平変位

15
஺᥮᫬

10

Temperature (䉝)実大実験で観測した凍結管の間（Fig. 3，平面図 T2）の温度変化を Fig. 8 に示す．土中の温度は冷却開始から速やかに低下した．温度低下は他の測温管においても同様の傾向にあった．凍土成長は二段階の成長に分けて考えられ，第一段階では個々の凍結管の周りから年輪状に凍土が成長し，第二段階では隣接する凍土柱が合体し，板状の凍土壁の厚みが増加する方向に凍土が成長する（生頼, 1997）．実大実験では 60 ∼ 70 時間
後にはすべての深度で 0 ◦ C 以下まで低下し凍土が閉合した．96 時間後には凍結管間の温度は −10 ◦ C まで低下した．Fig. 9 に GL−1.0 m における温度の経時変化を示す．凍結管からの距離 350 mm の温度は 75 時間
後に 0 ◦ C 以下となった．すなわち凍結管から 350 mm
厚の凍土が造成された．350 mm，400 mm 位置の温度より 0 ◦ C 以下の領域を推定すると，壁面材交換時である 96 時間の凍土の厚さは 360 mm 以上であった．

5
0
500mm
400mm
350mm
300mm
᥎ᐃ್ (300 mm θ=0.35 m3 m-3 )

-5
-10
-15

0

20

40

60

Elapsed time (h)Fig. 9 GL−1.0 m の温度の経時変化．
Temperature at GL−1.0 m during freezing.

80

実大実験における凍結運転開始以降の帯鋼補強土壁の水平変位（はらみ出し）の経時変化を Fig. 10 に示す．図は測定した 11 箇所（Fig. 5）のデータのうち，変位が最も大きかった 7 番の計測値を示している．帯
鋼補強土壁の変位は凍土造成に伴って，徐々に増加した．変位は最大で 9.7 mm に及んだ．これは，主に給水パイプから与えた帯鋼補強土壁背面の水分が凍ることによって体積膨張する凍結膨張の影響であると考えられる．

4.1.3 壁面材交換
100

凍土造成ののち，交換部上部の壁面材に落下防止用の治具を取付け，壁面材交換を行った．1.2 m × 2.7 mの交換部の壁面材を中央で切断し，一方は壁面材を破砕することで撤去した．もう一方は頭部にリング状のフックがついたボルトを壁面材前面に取付け，コネク
ティブプレート周囲を切り離した壁面材をそのままクレーンで吊り上げて取り外した．取り外しはどちら論文：帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用の方法においても可能であった（Fig. 11）．壁面材を取り外した後，背面の盛土材を確認したがこぼれ出しはなかった．新しい壁面材はストリップとの接続部に孔を開けたプレキャストのものをはめ込み，鋼材とボルトの治具を用いてストリップを孔の中心に固定した（Fig. 12）．接続部の孔はモルタルで充填した．新しい
壁面材設置の際に，前述の帯鋼補強土壁背面の凍結膨張の影響はなかった．交換した壁面材を固定してから1 か月後に帯鋼補強土壁と背面盛土の状況を確認したが，帯鋼補強土壁は変位が発生することなく安定し，背面盛土にも空隙やクラックは発生していなかった．

10

Displacement (mm)

21

8
6
4
2

4.2 室内実験

0
0

20

40

60

Elapsed time (h)Fig. 10 帯鋼補強土壁の変位の経時変化．
Displacement of the wall during freezing.

80

100

室内実験の不飽和試料と飽和試料の 0 ◦ C 線の進行を
Fig. 13 に示す．不飽和試料では 0 ◦ C 線進行のピーク
が凍結管設置位置である試料中央よりも下に位置し，
体積含水率が低い上層よりも飽和に近い 250 mm 以深Unsaturated soil

Depth (mm)

100

20 h

10

3

1.5

200

300

100

80

Fig. 11 壁面材の取り外し状況．
Soil surface after the wall is removed.

60

40

20

0

Length from cold plate (mm)Saturated soil

Depth (mm)

100

20 h

10 h

3h

1.5 h

200

300

100

80

60

40

20

0

Length from cold plate (mm)Fig. 12 新しい壁面材の取付け状況．
Installed new wall.

Fig. 13 不飽和土と飽和土における 0 ◦ C 線の経時変化．
Boundary of frozen soil in unsaturated and saturated soil.

土壌の物理性

22

第 143 号の下層の方が早く温度が低下した．一方，飽和土においては 0 ◦ C 線のピークがほぼ中央に位置し，上下層の違いはほとんどなかった．全体として不飽和土よりも飽和土のほうが早く凍土領域が広がった．

5. 考察
室内実験の結果（Fig. 13）より，不飽和土，飽和土
において凍土形成は 250 mm 以深で同等であった．不飽和土の 250 mm 深の体積含水率は 0.2 ∼ 0.3 m3 m−3（Fig. 7）であることから，不飽和土における凍土形
成を飽和条件と同等にするためには，飽和体積含水率
0.4 m3 m−3 に対して体積含水率 0.2 ∼ 0.3 m3 m−3 であることが望ましいと考えられる．そこで，飽和土の解析手法を用いて，流水条件下の排水層の体積含水率を推定した．まず，凍土成長の第一段階である単管理論に基づき数値計算を行った．計算は凍結管（熱源）から同心円状に伝熱する相変化を考慮した熱伝導方程式に基づいている．水分量は一定とし水流や水分変化は考慮していない．凍土の熱的性質は水 · 氷 · 土粒子に支配されるため，体積含水率から推定することができる．ここで飽和土の解析に用いられる単管理論で排水層の体積含水率を 0.35 m3 m−3 と仮定すると，計算値は実測値とほぼ一致した（Fig. 9 中 T2 と推定値）．
したがって実大実験では，帯鋼補強土壁背面に 2.8 L
min−1 で給水したことにより，凍結運転中は凍結管周
囲の土がこれに相当する水分を保持していたものと考えられる．但し，水流は凍土の成長を阻害することがある．実大実験での給水量は流速に換算すると約 1.3m d−1 である．これは地下水流が存在する時に隣接する凍土柱が結合できなくなる限界流速 2.0 m d−1（日本
建設機械化協会, 1982）以下ではあるものの，水流に伴う熱の移流は無視できないと考えられる．凍土造成を確実に行うためには給水方法 · 給水量についてさらに検討する必要がある．

(2019)

6. おわりに
地盤凍結工法を用いて帯鋼補強土壁の壁面材交換を行った．帯鋼補強土壁背面の盛土を凍結すると，凍結
膨張による帯鋼補強土壁のはらみ出しが確認されたが，問題なく壁面材交換を行えた．室内試験結果から，凍土成長の速さを飽和条件と同等にするためには，飽
和体積含水率 0.4 m3 m−3 に対して体積含水率 0.2 ∼ 0.3
m3 m−3 であることが望ましいことが示唆された．実大実験では数値計算より，排水層が体積含水率 0.35 m3
m−3 程度の水分を保持していることが確認できた．但し，凍結膨張や水流の影響の評価や，壁面材交換時の施工技術など，今後の実用化に向けてさらなる検討が必要といえる．また，冷却システムの冷媒として CO2を用いることで帯鋼補強土壁の補修に適用可能なまでに凍結設備の設置面積を削減することができた．今後の地盤凍結工法の適用拡大が期待できる．

引用文献
川井洋二, 松澤佳一, 小林和男, 西 剛整 (1998): テールアルメ
工法の補修方法. 第 33 回地盤工学研究発表会発表講演集:

2425–2426.
熊田哲規, 松澤佳一, 川井洋二 (1998): 補強土（テールアルメ）
壁における補修 · 補強工事の施工例. 土木学会第 53 回年次学術講演会: 684–685.
町田 勲, 戸羽隆宏, 藤村太史郎, 豊田祥之, 岡沢良昭, 矢島清志,
佐藤貢一, 大舘良吉 (2016): 地盤凍結工法を適用した直接基礎建物の基礎下免震レトロフィット工事に関する事例
報告. 日本建築学会大会学術講演梗概集: 851–852.
日本建設機械化協会 (1982）: 地盤凍結工法 — 計画 · 設計から施工まで —, pp. 14–17. 技報堂, 東京.
生頼孝博 (1997): 地盤凍結工法とその開発. 雪氷, 59(3): 159–

167.
塩屋祐太 (2018): 世界初 CO2 に気液混合流体を使用した凍結工法 — 石狩湾新港発電所放水設備工事 —. 土木施工,

59(1): 99–102.
相馬 啓 (2018): CO2 による地盤凍結工法の適用事例. 地盤工学会誌, 66(1): 28–29.

論文：帯鋼補強土壁の交換への地盤凍結工法の適用

要

旨

帯鋼補強土壁は日本で採用されてから 45 年以上が経過し，今後は維持管理技術が求められる．壁
面材の交換において，従来は水ガラス系固化剤を注入し盛土材の崩落を防止していたが，施工後の排水層の透水性への影響が懸念される．そこで固化材を使用せずに地盤を固結する地盤凍結工法が注目される．しかし地盤凍結工法は従来飽和土を対象とすることが多い．そこでここでは，帯鋼補強土壁の背面盛土のような不飽和土への地盤凍結工法の適用性を検討した．冷却システムには CO2を冷媒に用い，補修作業に要するスペースを削減した．実証実験では 10.8 m × 2.4 m の帯鋼補強土
壁背面に 60.5 mm の凍結管を 0.6 m 間隔に 6 本設置し凍土造成した．4 日間凍結後，壁面材交換を行ったが，背面盛土のこぼれ出しはなかった．帯鋼補強土壁背面の不飽和土の凍土造成の速さを飽和条件と同等にするためには，飽和土のモデルとの比較や室内実験から，飽和体積含水率 0.4 m3
m−3 に対して 0.2 ∼ 0.3 m3 m−3 に体積含水率を保持することが望ましいと示唆された．体積含水率
や水流が凍結膨張に及ぼす影響や壁面材交換時の施工技術等，今後さらなる検討が必要である．
キーワード：地盤凍結工法，帯鋼補強土壁，不飽和土，凍結膨張

23バイアル瓶脱気装置セット（アクリル製）
EN-1004

特徴・100mLまでのバイアル瓶を素早く容易に減圧状態にする事ができます（例：15mLバイアル瓶だと、約30本を同時に処理できます）
・消耗品はほとんど無く、破損時も部品交換ができます
セット内容
・バイアル瓶脱気装置本体（真空ゲージ・ミニボールバルブ×2付）
・真空ポンプセット（真空ホース・オイル・オイルミストトラップ付）

ディスクパーミアメーター（負圧浸入計）
EN-2002
ディスクパーミアメーターは、土壌表面に負圧をかけ、フィールドの浸入現象を明らかにする装置です。測定原理に忠実に、持ち運びが容易で安価な製品を提供します。
ディスクパーミアメーターの特長
・亀裂の影響のない浸入現象を測定できる
・短時間、少量の水で測定が終わる
・飽和近くの不飽和透水係数が予測できる製造・販売元（有）エンドウ理化〒001-0910 北海道札幌市北区新琴似10条7丁目3-16☎（011）763-1088
FAX (011) 763-1667
Mail：endo-rika@mb.infosnow.ne.jp

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.25 ∼ 28 （2019）

Miscellaneous「古典を読む」への誘い
長谷川周一 1

Invitation to review classical studies
Shuichi HASEGAWA1

1. はじめに「土壌の物理性」140 号（2018）の会務報告を見て驚いたのは，学生会員が正会員の 30 % を占めていることである．
「古典を読む」を始めた頃に 380 名ほどだった正会員数が 240 名と大きく減少していることは大変残念ではあるが，一方で学生会員は増えて最近は 50
名を超えていることも多い．学生会員の割合がこれほど多い学会というのも珍しい．そこで，学生会員向けのサービスが出来ないものかと考えて，思いついたのが「古典を読む」への誘（いざな）いである．すべての「古典を読む」に簡単な紹介文を付けて，若者の知的好奇心をくすぐることである．
講座「古典を読む」を開始するに当たり，担当の取出伸夫編集委員が書いた紹介文の中には次のような記述がある．
『土壌物理の研究は，飽和流れのダルシーの法則に始まり，バッキンガム，リチャーズらによって不飽和流れの定式化へと発展し，その後いくつかの歴史に残る研究と共に発展してきた．しかし理論構築の多くは，1960 年代までの土壌物理の発展段階に行われており，その後は，そうした理論の応用と検証が中心であったと思われる． — 略 — 土壌物理の新たな展開を考えるとき，改めて土壌物理の歴史に残る古典を振り返ることの意義を痛感したことが，この講座を始めるきっかけである．とりわけ，これからの土壌物理の発展に対して中心的な役割を担う若手研究者，大学院
生には，歴史に残る研究の洞察力の鋭さを再認識していただき，この講座が今後の研究の手がかりを提供できればと願っている．』
このような意図で 101 号（2005）から始まった講座
は，最初の 3 年はほぼ毎号に掲載され，その後は忘れた頃にぽつぽつと掲載され 140 号（2018）までに 21 報となった．若者が研究テーマを選ぶきっかけは様々だ
ろうが，研究を深化させる過程ではかならず，自分が対象としている課題は “いつからどのような背景のも1 Professor Emeritus Hokkaido University, Kita 9 Nishi 9, Sapporo, 0608589 Japan. Corresponding author: 長谷川周一，北海道大学名誉教授.
2019 年 2 月 19 日受稿 2019 年 5 月 7 日受理とで発展してきたのか” に興味を持つはずである．以
下に紹介する「古典を読む」に取り上げられた論文は，当該分野における一里塚（landmark）として読み続けられている．そしてその多くは，明快で複雑では無いという特徴を持っている．複雑化するのは後の研究者があれこれと追加すべき要因を加えるからであり，張りぼてのような，難しい論文になってしまうこともままある．これから研究を深化させるべく努力をしている
若者を惹きつける論文がきっと見つかるはずである．
学会のホームページの「論文ダウンロード」を早速訪ねてみてください．以下の紹介では内容を分かりやすくするために，学会誌に掲載された論文題名ではないことに注意してください．

2. 論文の紹介
2.1 Taylor (1953) 著「毛管内をゆっくり流れる溶媒中における溶質の分散について」
石黒宗秀 · 取出伸夫，101: 59–67 (2005)
移流（ダルシー流）と拡散に比べると，分散は溶質移動の中で初めて習うので，直感的に理解しにくい現象であろう．例えば，水で満たされた毛管内に黒イン
クを流すと，初期には黒インクの先端は放物線を描くが，しばらく流れると黒インクの先端の放物線は崩れ，
水とインクが混じり合った状態になる．これが分散現象であり，分子拡散と管内の流束分布に規定される．
Taylor は溶質移動を偏微分方程式で表し，これを解いて，分子拡散の影響が重要なことを示した．つまり，溶質分子が毛管半径方向に十分拡散できる長時間後の観測では水とインクが十分混じり合った状態となる．
Taylor は優れた物理的洞察力を持ち，数学を自由に操りながら，単純明快な手作りの実験装置を用いて分散現象の本質を明らかにした．

2.2 Philip & de Vries (1957) 著「温度勾配下の多孔質体中の水分移動について」
坂井 勝 · 取出伸夫，103: 105–112 (2006)
土中に温度勾配があると，水蒸気圧の大きな高温から低温に向かって水蒸気は移動する．そこで，Fick の26

土壌の物理性第 143 号

（2019）

法則で水蒸気の拡散量を求めると，実際に観測される水蒸気量の 1/10 程度にしかならないという．そこで，Philip & de Vries は土粒子間に生じる液層では水蒸気の凝縮と蒸発に伴う水移動が生じ，気相中の水蒸気拡散に加わると考えた．また，土の平均温度勾配に比べて気相の温度勾配が大きいことを考慮することで初めて実験と理論の差異の物理的な説明が可能となった．
ミクロな現象を見逃さない洞察力，物理的直感力のす
ばらしさを示した論文である．

現在の教科書で見る Green & Ampt 式は，浸潤部水分量は一定，浸潤前線に働く前進毛管力は時間と浸潤距
離によらず一定と仮定すると，ダルシー式を適用する
ことにより容易に求まる．しかし，Green & Ampt は土
壌を毛管の束と考え Poiseuille 流を適用して 1911 年に浸潤の式を導いている．我が国では Green & Ampt よりも 1950 年代にロシアのブダゴフスキーの作用力で導かれた浸潤の式の方がよく知られている．浸潤現象
は 1960 年代に Philip により理論的に解析されている．

2.3 田淵俊雄 (1961) 著 「部分流（フィンガー流）の発見とその背景」
田渕俊雄，103: 113–118 (2006)

2.7 Mualem (1976) & van Genuchten (1980) 著「水分特性曲線 – 不飽和透水係数連結モデルが出来る過程」
小杉賢一朗，106: 47–60 (2007)

自らの発見を紹介した貴重な論文である．部分流を発見したのは 1959 年で 24 歳の大学院生の時で，室内実験によく使われる安価な透明アクリル円筒が出始めたばかりの頃である．円筒の下層に 1.0 mm のガラス球を，上層に 0.2 – 0.3 mm のガラス球を充塡した成層に浸潤実験を行ったところ，下層に太い “つらら” がぶら下がったような流れが外から観察された．部分流の発見である．論文は日本語で書いたため，この発見は海外ではほとんど知られなかったと述懐している．本
講座の執筆をお願いした当時の田渕先生は 70 歳を超えており，若い研究者に対する期待も述べている．

2.4 Yoshinaga & Aomine (1962) 著「黒ボク土中のイモゴライトの発見」
和田信一郎，104: 119–126 （2006）
我が国の畑面積の約半分を占め，主要な土壌である
黒ボク土中にアロフェンとは異なる新たな粘土鉱物を発見した論文である．この未知の鉱物を同定したのは
吉永長則と青峰重範で，基本的な性質を明らかにしたうえで，イモゴライトと命名した．その特徴は繊維状の形態を持つアルミニウムケイ酸塩鉱物で，酸性のみで分散することである．イモゴは土壌を採取した地域で呼ばれていた風化火山灰層の名前である．新発見には最先端の研究手法と注意深い観察の両方が不可欠であることを示している．また，この論文にはイモゴラ
イト研究のその後も紹介されている．

2.5 Miller & Miller (1956) 著「毛管流現象のための物理理論」
宮﨑 毅，104: 127–139 (2006)
兄で物理学者の E.E. Miller と土壌物理学者の弟 R.D.
Miller は粒径の異なる土壌間の相似性をもとに，1 つの土から別の土の物理性を導くことが出来るという理論を発表した．簡単な例では毛管の直径（特性長）がn 倍になれば毛管上昇高は 1/n に，毛管の流速は n2 倍となる．宮﨑は 1950 年代のこの相似性理論が厳密性を外して 1970 年代になるとスケーリングという手法が開発されてフィールドの不均一性を表す指標として用いられるようになったこと，宮﨑らが非相似モデル
まで展開したことも紹介している．

2.6 Green & Ampt (1911) 著「浸潤の式」
長谷川周一，105: 111–115 (2007)

HYDRUS のような数値解析モデルに使われている，
水分特性曲線と不飽和透水係数を連結させた Mualem& van Genuchten モデルは便利な道具だと利用している読者も多いだろう．透水係数を水分特性曲線から予測する試みは，1950 年の Childs & Collis George から始まり，第 18 回で取り上げた Millington & Quirk モデ
ルなど，いくつかが提案されているが，小杉は Mualem
モデルが平易で経験的に適合性が高いことをあげている．一方，van Genuchten の水分特性曲線関数は実測値に対する高い適合性と閉形式の比透水係数関数が導かれるという利便性を理由に導入された．そして，この2 者が合わさったのが Mualem & van Genuchten モデル
で，被引用回数ずば抜けて多いという．モデルに興味を持つ諸君にはこの論文を是非読んで欲しい．
2.8 Takagi (1960) 著「2 成層土壌を降下する水の流れの解析」
筑紫二郎，107: 97–106 (2007)
我が国の不飽和の水移動は上層が細粒で下層が粗粒という成層土を対象とした研究が多い．筑紫によると
それは水田では耕盤があり成層土壌を考慮する必要があったという．最近の教科書では不飽和流は土壌空
気が大気圧に等しい不飽和（開放系）しか対象となっていないが，土壌空気が大気と連続していない不飽和（閉鎖系）もある．高木が解析の対象としたのは成層土で開放系の水移動である．ダルシー流が不飽和土に対して成り立つかどうかがはっきりしていない時代に，高木の論文が英語で Soil Science 誌に発表されている．
我が国よりも海外で評価されたという．筑紫は閉鎖系の浸透も含め高木以降の研究も紹介している．

2.9 Topp ら (1980) 著「TDR ：電磁波を利用した土壌水分計測」
宮本輝仁，108: 99–105 (2008)
体積含水率は定体積の土中に含まれる水を 105 ◦ C，
24 時間乾燥して得られる基本的な物理量であるが，この論文が出るまでは，正確に予測する方法は存在しな
かったといっても過言ではない．Topp らの優れた点
は土の誘電率と体積含水率関係が，多くの土で 1 つの同一の曲線（universal equation）で表現出来ることを示した点である．宮本は，その後の研究において黒ボク

資料：「古典を読む」への誘い
土など，この曲線で表現できない土についても触れている．この論文は，土の誘電率に関する理論を展開するのでは無く，研究者 Topp がどのような生き方をしたかを紹介している．

2.10 Richards (1930) 著「不飽和流浸透流の基礎方
程式」
登尾浩助，109: 75–79 (2008)
Richards は Darcy や Buckingham とならんで土壌水移動の研究に必ず出てくる名前である．Richards は飽和 Darcy 流を不飽和にも適用した．そのとき，空気の部分を土粒子と置き換えれば Darcy 則が使えると考えたそうだ．登尾は，不飽和ダルシー則と連続の式を組み合わせて Richards 式が導入された過程から拡散方程式に至るまで広く紹介している．また，不飽和透水係数を測定するための装置を Richards が考案したことから，新しい知見を得るためには，新しい実験装置の開発が必要であることも指摘している．
2.11 岩田進午 (1972–1974) 著「土壌水に関する熱力学的考察」
石黒宗秀 · 溝口 勝，112: 27–35 (2009)
この講座を企画した時点では本人による執筆を予定していたが，2006 年に亡くなられたため，岩田さんと身近で熱力学を学んでいた 2 人が土壌水の熱力学の研究を紹介している．岩田さんの発想は，「土粒子近傍の水のエネルギーを低下させている主要な要因は何か」という点である．岩田の論文を読むためには熱力学が必修である．そこで，石黒 · 溝口は分かりやすく解説を加えながら研究を紹介している．マトリックポテン
シャルや浸透圧は馴染みのあるポテンシャル成分であるが，土壌水分が多いときと少ないときとでは土壌水のポテンシャルに影響を及ぼす要因は変化する．読者には熱力学の授業を受け，土壌水のポテンシャルに対する正しい知識を学んで欲しい．

2.12 Webster ら (1971, 1975, 1980) 著「土壌の理化学性の空間的ばらつき」
原口暢朗，113: 43–51 (2009)
一枚の畑作土の平均含水比を求めようと試料を多数採取したとき，山側の含水比が谷側の含水比よりも高いという空間的なばらつきが認められることがある．
今では計算ソフトもあり，空間的位置関係を考慮した内挿法であるクリギング（kriging）を使っている人もいるだろう．Webster は土壌調査分類に横たわる難問である土壌のばらつきを野外土壌の実態と関係づけて解釈をしようと試みていた．そして空間的相関については Geostatistic（地球統計学，地質統計学）手法を土壌学にいち早く取り込んで先駆的な仕事をした．

2.13 Parlange & Hill (1976) 著「土壌における浸潤
前線不安定性の理論的解析」
安中武幸，114: 81–86 (2010)「古典を読む」の第 3 回では田渕による「部分流（フィンガー流）の発見とその背景」を取り上げた．第 13 回の本論文では，浸潤前線がどうして不安定化し，フィ27

ンガー流が発生するかについて，水分拡散係数を用いた理論的な検討を紹介している．本論文はそれ以降の研究に大きな影響を与えたが，現在に至るまで給水条件，土壌特性とフィンガーの大きさや本数の関連性を明快に示す理論は未だにないという．

2.14 Sakaguchi ら (2009) 著「液島モデルからマイ
クロ · ヒートパイプモデルへ」
粕渕辰昭 · 百瀬年彦 · 坂口 巌，119: 53–64 (2011)
温度勾配下の土中の水移動は，「水蒸気の拡散移動 –上流側メニスカスで凝縮 – 下流側メニスカスで蒸発 –水蒸気の拡散移動」という本講座の第 2 回に登場したPhilip & de Vries によるモデルが受け入れられてきた．
本論文は，Philip & de Vries が引用した論文の解釈は間違っており，したがってモデルは受け入れられないと結論し，ヒートパイプ現象によってのみ合理的な説明が出来ると指摘している．ヒートパイプとはパイプの内壁に毛細管構造を有したパイプであり，土そのものでもある．パイプの一端に熱を加えると，高温側で気化した水が低温側で凝縮し，液態の水分が多くなった
低温側から高温側に液状水が流れる現象であり，高温
側から低温側へと熱が輸送される．普遍的と考えられた既往のモデルを否定したという意味では他の「古典を読む」と大変異なる．この論文には指導教員と 2 人の大学院生がどのようにして課題を克服してきたかも紹介されており，読み物としても楽しい．

2.15 Gardner ら（1922） 著「テンシオメータの開発」
宮本輝仁，120: 61–65 (2012)
次の本講座第 16 回に出てくる Buckingham（1907）
は不飽和土壌水の移動に関する論文を発表したが，大気圧よりも低い土壌水圧を測定する方法は無かった．
本論文は，この大気圧よりも低い土壌水圧（今ではマト
リックポテンシャルと言う）を測定するテンシオメー
タとその開発に携わった人について紹介している．理論と測定法が研究の発展には不可欠であることが分かる論文でもある．ちなみにテンシオメータは Richards& Gardner （1936）が付けた名前だそうだ．Richards は本講座第 10 回に登場している．また，Gardner はアメリカ土壌物理の大御所であり息子に W.R Gardner，甥に W.H. Gardner がいる．

2.16 Buckingham （1907） 著「不飽和土壌水分移動の研究」
宮﨑 毅，122: 59–69 (2012)
不飽和土壌水の移動の考え方を明確にした Buckingham の業績を他の資料も加えながら解説している．今ではよく知られている不飽和流の核心であり，不飽
和透水係数は土壌水分の関数であること，マトリッ
クポテンシャルは含水比の違いに依存すること（すな
わち水分特性曲線）を明確にした研究者である．さらに，不飽和透水係数と水分容量の積で水分拡散係数が表せることも示している．宮﨑は現代用語を併用し，Buckingham に関する追加の資料も含めて解説してい28

土壌の物理性第 143 号るので読みやすい．1907 年の論文では欠落していた結論においては，有効な土壌水分計の必要性を指摘している．Buckingham が飽和流の Darcy 則を知っていたかどうかは不明なようである．

2.17 Rhoades ら (1976) 著「土壌の電気伝導率から
土壌水の電気伝導率を推定する」
柳井洋介 · 宮本輝仁 · 取出伸夫，125: 35–41 (2013)
本講座第 9 回で取り上げられた TDR は，誘電現象
で土の誘電率（水分量）を伝導現象で土の電気伝導度を測定できることが知られ，1990 年代後半には我が国でも非常に普及した．土の電気伝導度は固相，液相そして気相（電気を通さない）の量と連続性に関係するだろうことは直ぐに頭に浮かぶ．さらに，液相（土壌水）の電気伝導度は水に解けている溶質の濃度を反映する．このような時代背景のもと，土の電気伝導度の計測法とその内訳を長年追究してきた Rhoades らの研究を再度見直した論文である．Rhoades らの土の電気抵抗は固相と液相の電気抵抗の直列回路で表示される
こと，そして抵抗は土壌水分量に比例するというモデ
ルは今でも使われている．

2.18 Millington & Quirk (1960) 著「多孔質媒体中の物資移動モデル」
濱本昌一郞 · 西村 拓，128: 39–46 (2014)
移流は圧力勾配と透水係数の積で，拡散は濃度勾配と拡散係数の積で表される全く異なる物理現象である．ところが，多孔体においては固有透過度（粘性と密度の影響を考慮することで流体に依存せずに多孔質体の構造に由来する透過係数）と拡散係数が同一の間隙構造モデル（流体の移動する間隙割合と，異なる間隙径間の連結性の確率を考慮したモデル）から導き出せることを示した論文を紹介している．その理由は拡散の平均自由行程が非常に小さいことから拡散現象は間隙径に依存しないと仮定して間隙構造モデルを使ったことである．透水現象に適用された間隙構造
モデルは Millington & Quirk 後も改良されて現在ではMualem & van Genuchten モデルが主流であることは本
講座第 7 回で紹介した．一方の拡散係数は現在でもMillington & Quirk モデルが良く用いられている．それは Millington & Quirk モデルが実験結果をうまく説明することでもあるが，濱本 · 西村はさらなる検討が必要であるとして最近の研究を紹介している．

2.19 Allison (1947) 著「微生物が土壌の長期浸透に及ぼす影響」
関 勝寿，131: 45–50 (2015)（2019）

鉄の沈殿が原因で透水係数が低下することを関は紹介している．浸透時間が長期となる定常法の不飽和透水試験，水田から発生する温室効果ガスと降下浸透速度の期別変動など，身近で検討を要する課題が多いと考えさせられる論文である．

2.20 Eavis (1972) 著「根の伸長に及ぼす土の硬さ，通気性，水分量の相互作用」
佐藤泰一郎，134: 41–49 (2016)
植物根の伸長は，土の硬さ，土中水不足，土中酸素不足という 3 つの要因の影響を受けることは一般的なこととして容易に理解出来る．しかし，水分が減れば土は硬くなり酸素不足は解消され，水分が多くなれば軟らかくなると同時に酸素は減少するので，3 要因は独立に評価できない．Eavis は，マトリックポテンシャ
ルを 6 段階，乾燥密度を 3 段階に変えて充塡した砂壌
土を用い，エンドウの幼植物根が 24 時間に伸長する速度を求める実験を行った．その結果を基に，通気効
果，水分ストレス，力学的抵抗の相互作用下の根の伸長速度を単一の図にまとめた．佐藤は，Letty（1985）の根の伸長が阻害されない水分領域など，その後の研究も紹介している．

2.21 田淵 (1966)，根岸ら (1972) 著「粘土質水田の排水と暗渠に関する先駆的な論文」
長谷川周一，140: 29–34 (2018)
表題に論文名が明記されていない「古典を読む」である．農業基本法（1961）では農業の生産性向上のために機械化を図ることが明記された．水を張り代掻きをして軟らかくした水田において稲刈りの機械化を図るには，排水を強化して農業機械が走行できる地耐力を確保する必要がある．この背景のもとで行われた排水と暗渠に関する研究を紹介した．1 つは本講座第 3
回の部分流を執筆した田淵俊雄（1966）の「粘土質水
田の排水に関する研究（1）」で他は根岸久雄ら（1972）
による「重粘土地帯水田の土層改良と用排水組織に関する研究（I）」である．田淵は，田面の乾燥は地下浸透に期待できない点を強調している．一方根岸らは，人為的に粗孔隙を作成して排水を強化するための組み合
わせ暗渠技術をあみだした．両者とも粘土質土壌の保水の特徴から，排水と地下水位は無関係であり，排水は気相率の増加に結びつかないことを指摘している．

3. おわりに2005 年から 2018 年までに「古典を読む」に掲載さ
透水係数が測定開始後の時間の経過に伴って異なるれた 21 編の論文を紹介した．全ての論文を十分に理ことに気がついている人もいるだろう．Allison は長解し，噛み砕いて紹介することは筆者の能力を超え期浸透試験により，透水係数は初期に低下し，その後ていた．しかし，土壌物理分野には多様なトピック
増加するものの再び長期にわたって低下するというがあることを理解し，私の紹介文が研究を深化させ事実を発見した．Allison は特に長期にわたる低下のるきっかけとなれば大変嬉しい．掲載号，ページ，発原因が微生物自体かその代謝物質による間隙の詰まり
行年を確認して，是非読んで欲しい．もし，原著論（biological-clogging）であることを実験的に確認した． 文が手に入らない場合には，土壌物理学会の事務局
しかし，その後の研究では微生物以外にガスの発生や （spsyomu@ml.affrc.go.jp）にお尋ねください．

㈨ࠉᩱ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.29 ∼ 32 (2019)

Miscellaneous

日本学術会議公開シンポジウム「土と持続可能な開発目標（SDGs） — アフリカの土 · 市街地の土 —」開催概要
南條正巳 1 · 犬伏和之 2 · 山本洋子 3

Soil and Sustainable Development Goals (SDGs) — Soil in Africa, Urban Soil —Masami NANZYO1 , Kazuyuki INUBUSHI2 and Yoko YAMAMOTO3

1. はじめに
日本学術会議では土壌科学分科会と IUSS（International Union of Soil Sciences, 国際土壌科学連合）分科会
で土壌科学の進展に関する検討を行なっている．今期の土壌科学分科会では特に市街地土壌に関する検討を進めてきた．その一方，IUSS 前会長（会長：2017–2018）のラタン · ラル博士は 2019 年 4 月 8 日，「食糧安全保
障強化と気候変動緩和のための持続的土壌管理手法の確立」により日本国際賞を受賞した．その受賞内容は2015 年に国連が採択した持続可能な開発目標（SDGs）と極めて関係が深い（国連広報センター, 2015）．ラル
博士らは書籍「Soil and Sustainable Development Goals」（Lal et al., 2018）を IUSS で編集し，その中には市街地
土壌や土壌教育が含まれる．そこで，当シンポジウム
ではこれらを題材に土は SDGs にどう役立つか考えていくこととした．はじめに，土は SDGs のどこに出てくるか見ておきたい．

2. 持続可能な開発目標（SDGs）
における土（土壌）
国連が 2015 年に採択した「我々の世界を変革する：
持続可能な開発のための 2030 アジェンダ」は，17 の目標と 169 のターゲットからなる．この「持続可能な開発目標（SDGs）」は「ミレニアム開発目標（MDGs）」の後継（外務省，2019）である．その持続可能な開発
目標（SDGs）には土壌の役割が少なくない．外務省の仮訳ではこれらの目標とターゲットの部分は 23 ペー
1 Graduate School of Agriculture, Tohoku University, 468-1 Aramaki Aza

Aoba, Aoba-ku, Sendai 980-8572, Japan. Corresponding author: 南條正巳, 元東北大学.
2 Graduate School of Horticulture, Chiba University, 648 Matsudo,
Matsudo-shi 271-8510, Japan.
3 Institute of Plant Science and Resources, Okayama University, Chuo 220-1, Kurashiki, Okayama 710-0046, Japan.

ジからなり，その中で「土壌（英文では soil）」は次の
4 つのターゲットに出ている．

SDGs の 2 番目「飢餓を終わらせ，食料安全保障及び栄養改善を実現し，持続可能な農業を促進する」のターゲット 2.4 では「 2030 年までに，生産性を向上させ，生産量を増やし，生態系を維持し，気候変動や極端な気象現象，干ばつ，洪水及びその他の災害に対する適応能力を向上させ，漸進的に土地と土壌の質を改善させるような，持続可能な食料生産システムを確保
し，強靭 (レジリエント) な農業を実践する」としてい
る．持続的農業の確立を目指す近年の農地の管理の方
向性をほぼ踏襲すると見ることができる．
SDGs の 3 番目「あらゆる年齢のすべての人々の健
康的な生活を確保し，福祉を促進する」のターゲット
3.9 では「 2030 年までに，有害化学物質，ならびに大気，水質及び土壌の汚染による死亡及び疾病の件数を大幅に減少させる」としている．
SDGs の 12 番目「持続可能な生産消費形態を確保する 」のターゲット 12.4 では「2020 年までに，合意された国際的な枠組みに従い，製品ライフサイクルを通じ，環境上適正な化学物資やすべての廃棄物の管理を実現し，人の健康や環境への悪影響を最小化するため，化学物質や廃棄物の大気，水，土壌への放出を大幅に削減する」としている．これら 2 つのターゲットは大気，水と共に土壌汚染の防止と修復を強く求めている．
SDGs の 15 番目「陸域生態系の保護，回復，持続可
能な利用の推進，持続可能な森林の経営，砂漠化への対処，ならびに土地の劣化の阻止 · 回復及び生物多様性の損失を阻止する 」のターゲット 15.3 では「 2030
年までに，砂漠化に対処し，砂漠化，干ばつ及び洪水の影響を受けた土地などの劣化した土地と土壌を回復
し，土地劣化に荷担しない世界の達成に尽力する」としている．ここでは砂漠化，干ばつ，洪水などの自然的な現象により劣化した土地と土壌の回復と劣化防止を呼びかけている．
これらの他に，直接「土壌」という語が用いられな

30

土壌の物理性第 143 号

くとも次のような SDGs とターゲットは土壌に関係が深いと考えられる．

SDGs の 13 番目では「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる」としている．今回の基
調講演者ラタン · ラル博士は地球の温暖化対策を兼ねて世界の土壌の炭素貯留量を毎年 4 パーミル増やすことを提案している．
SDGs の 11 番目「包摂的で安全かつ強靱 (レジリエント) で持続可能な都市及び人間居住を実現する」のターゲット 11.6 では「 2030 年までに，大気の質及び一般並びにその他の廃棄物の管理に特別な注意を払う
ことによるものを含め，都市の一人当たりの環境上の悪影響を軽減する」， 11.7 では「 2030 年までに，女性，
子ども，高齢者及び障害者を含め，人々に安全で包摂的かつ利用が容易な緑地や公共スペースへの普遍的ア
クセスを提供する」としている．これらのためには緑地や公共スペース等における市街地土壌の汚染防止や機能保全が必要である．

(2019)

利」の 2 つのキーワードが印象的であった．
「生態系の強化」は生物作用を利用して減農薬，減化学肥料を図るなど資材の利用効率向上，不耕起，減耕起，残渣マル
チなどの技術からなり，有機農業（Organic farming），
持続的集約化（Sustainable intensification）と Table 2 のように比較している (Lal, 2019)．我が国の農林水産省
が主導してきた環境保全型農業も当初の「農薬，化学肥料の削減，廃棄物の適切な管理」に加えて，近年は温室効果ガスの排出抑制のように地球環境への配慮もされ，「生態系の強化」と類似点を持つ．
もう一つの「土（土壌）の権利」は土壌保全に向けて考慮されるべきものとして語られた．その考え方は次のようである．食料は生態系サービスの一つとして得られ，土壌の管理は食料の生産に組み込まれている．
人間は自然の一員であり，人間の行動は自然に利するべきで，人間が利すれば自然は損をするという関係は禁じられるべきである．人間の権利，動物の権利と同様に土壌の権利，自然の権利もあるべきである．全ての生命のように土壌も修復され，栄え，思慮深く管理される権利を持たなければならない．土壌の劣化，汚染，消耗は法的に阻止されるべきである．土壌の権利
は経済的な利益ではなく，地球の利益を守ることに基づく．したがって，地域住民は土壌に代わって，土壌を汚染，侵食，消耗し，土壌の健康を劣化する者に対して訴訟を起こす権限を持つべきである．

SDGs の 4 番目「すべての人々への包摂的かつ公正な質の高い教育を提供し，生涯学習の機会を促進する」のターゲット 4.7 では「2030 年までに，持続可能な開発のための教育及び持続可能なライフスタイル，人権，
男女の平等，平和及び非暴力的文化の推進，グローバ
ル · シチズンシップ，文化多様性と文化の持続可能な開発への貢献の理解の教育を通して，全ての学習者が，持続可能な開発を促進するために必要な知識及び技能
4. 日本からの 3 つの講演を習得できるようにする」としている．この中の「文化の持続可能な開発への貢献の理解の教育」においては，世界各地の衣食住文化を支える各地土壌の保全は最初の「都市化が市街地土壌に求める多様な役割
各地の人々自身によって行われる必要があり，そのた （川東正幸）」では，夜の地球の写真を見ると灯りの多めには土壌の持続的利用に関する教育が有効と考えらい地域は都市化の進んだ地域であり，その分布はひとれる．
目でわかること，現在では世界の人口の半分以上が市街地に住み，その傾向は今後さらに進むと見られるこ
3. 基調講演となどが紹介された．その市街地の土壌断面は多くの自然土壌で見られる土層構成と異なり，自然土壌にはシンポジウムは Table 1 のプログラムに準じて進め
含まれない人工物が多く混入すること（Watanabe andられ，最初にラル博士の基調講演が行われた．その内Kawahigashi, 2019），その混入する人工物の種類によっ
容は，増え続ける世界の人口を養うために食糧生産のて土層の特徴を記述する方法があること（Levin et al.,向上が必要だが，その食糧生産は環境影響の少ない持2017）などが示された．市街地の土壌は土木工事によ続的な方法であること，温室効果ガスの放出には耕起り，大規模な移動と土層改変，圧密を受け，道路や建築などの農業活動の影響が少なくなく，農地の炭素貯留物の支持基盤としての役割が期待される．その一方，を増やすことが必要であることなどである（Lal, 2015;
市街地の緑地ではある程度の生長の後は生長停止が望2016; 2018; 2019）．これらの課題はサブサハラなどのましいなど，農地とは異なる土壌管理となる場合が多炭素含量の少ない土壌で特に問題となるが，土壌炭素
いことが指摘された．
の減少傾向は他の地域の農地でも進みつつあり，「生態
続いて，「「土壌」保全農業による持続可能な農業の系の強化（Eco-intensification）」を中心とする諸技術に確立（金子信博）」では我が国における不耕起草生栽培
より根域土壌の炭素収支を正にしようというのがラル （雑草の地上部を刈り，刈草をその場に置く，他）に関博士の呼びかけである．これらは食糧保障を進め，気する検討結果が紹介された．この不耕起草生栽培での候変動を緩和し，陸上生物が調和を保つことにつなが草生は雑草であること，耕起栽培に比べて土壌炭素のり，SDGs の 2 番目，13 番目，15 番目等を推進するも貯留が多く，土壌生物の多様性や個体数も多いこと，のであるとされた．
しかも収量は慣行栽培の 8 割程度以上 ∼ 同程度に及ぶ
ラル博士の講演の中で「生態系の強化」と「土の権ことも可能であることなどが説明された．ラル博士の日本学術会議公開シンポジウム開催概要

31

Table 1 プログラム．
司

会

犬伏和之

（千葉大学大学院園芸学研究科）

山本洋子（元岡山大学）13:00

趣旨説明： 南條正巳（元東北大学）

13:10

基調講演： 食糧安全保障強化と気候変動緩和のための持続的土壌管理手法の確立
ラタン · ラル 博士 （第 35 回日本国際賞受賞，オハイオ州立大学

13:40

講

演：

特別栄誉教授／炭素管理 · 隔離研究センター センター長）

1. 都市化が市街地土壌に求める多様な役割
川東正幸（首都大学東京都市環境学部）
2. 「土壌」保全農業による持続可能な農業の確立
金子信博（福島大学農学群）＜休

3. 土壌教育の国際標準化 — リオデジャネイロからウィ−ン · 静岡 · 台北を経てグラスゴーに向けた取組と課題 —平井英明（宇都宮大学農学部）

憩＞

15:20

パネルディスカッション：
上記演者及び小﨑 隆（愛知大学国際コミュニケーション学部 ·IUSS 会長）
波多野隆介（北海道大学大学院農学研究院）
丹下 健（東京大学大学院農学生命科学研究科）

生態系の強化農業と他の農業形態の比較（Lal, 2019）．

Table 2

区分

肥沃度管理

有機農業

持続的集約化生態系の強化（Organic Farming）（Sustainable Intensification)（Eco-Intensification）

土壌の生物活動を高める土壌
有機物の管理と生物的窒素固

化学肥料

定 (BNF)輪作，自然の捕食動物，抵抗

有機物，無機物，バイオマス，BNFを組み合わせる総合的養分管理
慎重な薬剤利用と生物多様性を高性品種，多様な栽培体系

除草剤，殺菌剤，殺虫剤
による対策

栽培管理

雑草管理は機械耕起，残渣施
与，堆肥管理農薬による雑草管理と不耕起

残渣マルチ，不耕起栽培，輪作，カ
バークロップ，総合的養分管理に基づく保全的方法

水管理

土壌水の保全

灌漑，点滴法による灌漑と施肥

干ばつ – 洪水に耐える土壌水の保持と灌漑水の節約

環境管理

生物多様性を高め，肥料流出は最小

生物多様性は最も低い

土壌生物の多様性が高く，健康な土
壌，より質の高い環境

土壌劣化リスク汚染はないが，機械耕起による土壌侵食のリスクがある

薬剤による土壌汚染のリス
クが高い

土壌劣化と環境汚染のリスクが最小で保全に効果的

収量

少ない

多いが継続的でない

適正でより良い環境と再緑化によ
り持続的

ガス放出

少ない

非常に多い

中程度または吸収方向

取り組み方

樹木や動物と組み合わせ，多様性の高い作物

改良品種を多肥と灌漑水により栽培

保全型農業と炭素貯留により土壌と環境の健康を増進

病害虫管理

める抑止型土壌を作る総合的な病害虫管理

土壌の物理性

32

第 143 号

推奨する海外の不耕起栽培との対比として興味が持たれた．
次の「土壌教育の国際標準化 — リオデジャネイロ
からウィ−ン · 静岡 · 台北を経てグラスゴーに向けた取組と課題 — （平井英明）」では，近年の学校教育において土が取り上げられる機会が減っていたが，2017 年の新学習指導要領小学校理科に「土の粒」が登場したことを受け，改めて土をどう教えるかについて検討を進めていることが紹介された．そして，生命にとって土が重要であることを直感的に理解できる教材開発が不可欠であることが強調された．土壌の保全，農業の Eco-intensification の担い手は世界各地における人々自身であることから，土壌に関する教育の普及が世界各地において必要であり，それは SDGs の 4 番目に含まれると思われる．IUSS では Soil Education Manual — Toolbox for DIY program atyour classroom （Editors; Takashi Kosaki, Rattan Lal and
Laura Bertha Reyes Sanchez）を出版予定であることが紹介された．

(2019)

日本ペドロジー学会，土壌物理学会，日本作物学会，
日本熱帯生態学会，森林立地学会，公益社団法人環境科学会，公益社団法人日本農芸化学会，国連大学，日本土壌微生物学会，日本土壌動物学会から協賛，そして，日本農学アカデミーから助成を頂くことにより開催されたものであり，厚く謝意を表する．

引用文献
外務省 (2019): ミレニアム開発目標.

https://www.mofa.go.jp/mofaj/gaiko/oda/doukou/mdgs.html（確認日 2019 年 9 月 6 日）
国際連合広報センター (2015): 持続可能な開発目標とは．

https://www.unic.or.jp/activities/economic social development/sustainable development/2030agenda/（ 確 認 日 2019 年 9月 6 日）

Lal, R. (2015): The soil-peace nexus: our common future. Soil
Sci. Plant Nutr., 61: 566–578.
Lal, R. (2016): Feeding 11 billion on 0.5 billion hectare of area
under cereal crops. Food and Energy Security, 5(4): 239–251.

5. パネルディスカッション

Lal, R. (2018): Digging deeper: A holistic perspective of factors
affecting soil organic carbon sequestration in agroecosystems.

予め配布した用紙に記入された各講演者に対する質問が多数寄せられ，入場者の高い関心が伺われた．4
名の講演者から質問に対して順次回答されたが，後半になって回答時間の制限を依頼せざるを得ない状況であった．続いて，講演者以外の 3 名のパネリスト（波多野隆介，小﨑 隆，丹下 健）から，環境における物質
動態，環境倫理学と土壌の権利，森林土壌の管理状況と炭素貯留等についてコメントされた．

Glob. Change Biol., 24: 3285–3301.
Lal, R. (2019): Eco-intensification through soil carbon sequestration: Harnessing ecosystem services and advancing sustainable development goals. Journal of Soil and Water Conservation, 74(3): 55A–61A.
Lal, R, Horn, R. and Kosaki, T. (2018): Soil and sustainable development goals. CATENA, Stuttgart.
Levin, M.J, Kim, K.-H.J., Morel, J.L., Burghardt, W., Charzynski,
P. and Shaw R.K. (2017): Soil within cities, Global approaches

6. おわりにto their sustainable management - composition, properties,
and function of soils of the urban environment. CATENA,
Stuttgart.

本シンポジウムは，一般社団法人日本土壌肥料学会，
国際土壌科学連合（International Union of Soil Sciences，
IUSS）と共催，公益社団法人農業農村工学会，一般社
団法人日本森林学会から後援，日本農学アカデミー，

Watanabe, M. and Kawahigashi, M. (2019): Anthropogenic soils
in Japan. International Perspectives in Geography, AJG library
9. Springer.

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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.33 ∼ 34 (2019)

MiscellaneousInternational Seminar and Congress of Indonesian Soil
Science Society (ISCO-ISS 2019) 参加報告
足立泰久 1
Yasuhisa ADACHI1

1. はじめに去る 8 月 5 日 – 7 日にインドネシアのバンドンで開催された，標記会議に参加する機会を得ました．恥ずかしながら，これまでインドネシアにおける土壌学分
野の活動にあまり目を向けたことはありませんでしたが，今回はその内容に触れ，学ぶ貴重な機会となりました．

2. パジャジャラン大学の副指導
さて，パジャジャラン大学と言ってその名を知っている人はどの位いるでしょうか？ 少なくともこの話がくるまで，私にとって，ここから先の話の多くは未知の世界でした．聞いた話ではありますが，インドネ
シアには大小 3000 を超す大学があり，その内 122 が国公立大学，農学部を持っている大学は 80 以上，その内メジャーな 19 の大学に土壌学科があるそうです．
パジャジャランはメジャーの中において名門の一つに数えられ，キャンパスはバンドン工科大学の新キャンパスに隣接し，小高い丘の高木の森の中に落ち着いた
たたずまいを見せています．ご存知の方も多いとは思いますが，バンドンは赤道直下に位置するとは言え，高地にあるため避暑地のような気候で，古くから栄えた歴史のある街です．パジャジャラン大学の土壌学科
は，土壌化学，土壌微生物，土壌物理，土壌保全の研究室で構成されています．筑波大学はパジャジャラン
大学と交流協定を結び，作物育種の分野を中心に交流していましたが，昨年の 12 月に土壌学科の講師の方から，土壌の肥沃性に関する博士論文の指導教員になって欲しいと唐突にメールが入り，日本に留学していただけるのかと思って期待して返事をしたところ，そうではなく，講師の仕事を続けながらパジャジャラン
1 Graduate School of Life and Environmental Science, University ofTsukuba, Tsukuba 305-8572, Japan. Corresponding author: 足立泰久,
筑波大学大学院生命科学研究科．

大学の博士課程のプロジェクトを立ち上げ，筆者にその副指導担当（Co-promoter）を要請したいという用件で，交流にもいろいろなものがあるのだなと思って対応しておりました．当初，先方からは実用的な現場対応の課題を提示されましたが，「学位をとるのであれ
ば，単純な問題で基本的な考え方を身に着けてからでないと，現実の複雑な問題にアプローチすることなどできない．」と筆者の研究のスタンスを説明したところ，「筑波大学から提示する基礎的な内容の課題で実施
したい」と，合意することができ，博士論文作成を前提とした土壌コロイドの共同研究が開始されました．

3. ISCO-ISS 2019 について
（http://isco-iss.faperta.unpad.ac.id/index.php/isco/2019）
いろいろとやり取りをしている過程で，今回招待いただいた ISCO-ISS 2019 の話題がでてきました．最初 International Seminar という控えめな呼び方から，我々が時々大学主催で行う小さなシンポジウムのようなものを想像しましたが，話が進むにつれ，これがインドネシアの土壌科学会（Soil Science Society ofIndonesia, HITI）が毎年開催している年会を 4 年に 1回の割合で国際会議として行っている定例のものであること，パジャジャラン大学が今回の当番校であることなどが徐々に判明しました．会議は，開催のテーマ
Land Resource Management and Agriculture Innovations
Toward Sustainable Environment and Food Security のもと筆者のものも含め招待講演が 9 件（その過半数の 5件が海外からの招待），全参加者はマレーシア，ブルネ
イ，タイなど 8 か国，350 名以上，発表数は口頭，ポス
ターあわせ 300 件以上の規模で 2 日間の日程で行われました．2 日目の朝，ホテルで手にした地元紙の朝刊の一面には大きな見出しで会議のことが報じられており，力の入れようも半端ではないと感じました．特徴
としては，土壌学の概念が，筆者がこれまで抱いていたものよりも広く，日本でいえば灌漑排水，農村計画，
土地利用計画，防災，生態学，ゴムやパームオイル産業

土壌の物理性

34

第 143 号などのプランテーションの運営，開発と保全など産業界全体と取り込んだものも対象とされ，国土の計画や産業的なものも含め土が関わる総体が「Soil Science なのだ」と，とれたことです．因みに招待講演には，土地 · 空間計画省の高官の方によるものとパームオイル
プランテーションの経営者によるものとが含まれ，前者では数十年スケールでのインドネシアの食糧増産計
画，インフラ整備計画について，すなわち行政のプランニングが解説され，後者ではパームオイル産業の将来展望とサステナビリティに関する企業側の経営方針がアピールされました．因みにこの両者は学会運営の重要なスポンサーにも位置付けられていました．日本からは，小﨑 隆先生が国際土壌科学連合の会長として招かれ，冒頭での祝辞，招待講演，閉会式での世界の土壌分類図を描いたビーチボールの地球儀の披露（副賞として大学院生にプレゼント）など，大変積極的に活躍されておられました（Fig. 1）．

(2019)

Science が沢山の問題に直面していることを目の当た
りにし，土壌資源大国インドネシアを肌で知ることができたことが今回の成果になりました．また，HITI 会
長の Budi Mulyanto 先生はじめ，インドネシアの方々は日本との交流に非常に積極的であったことを付記します．最後になりますが，今回の訪問の機会をいただきました，パジャジャラン大学土壌化学研究室 Oviyanti
Mulyanti 先生，Benny Joy 教授にお礼申しあげます．

4. おわりに
以上のように立派な土壌の会議が開催される背景には，インドネシアは大小 13000 を超す島々に日本の 5倍以上の国土を持ち，そこには大小 300 を超す民族の2.3 億の人口が暮らし，生活を支え外貨を稼ぐ基幹産
業に農業が位置づけられていることがあることは論を待たないでしょう．生物資源生産の豊かな熱帯雨林気候区に属することに加え，地質的にも石油や鉱物資源にも恵まれ，日本にも増して地震，火山活動が活発であることなどから，土壌も，火山灰土，ラテライト，
ピートなど種類豊富で多様であり，サイエンスとしてもまたエンジニアリングとしてもインドネシアの Soil

Fig. 1 閉会式の 1 コマ． 閉会式では今回の学会に際して行われた各大学の学生による Soil Contest（土壌調査コンテスト）の優秀賞および優秀ポスター（計 6 件）が表彰された．トロフィーを持っている学生に囲まれて，右から大会の実行委員長（Anne Nurbatiy 先生），国際土壌科学連合会長（小﨑 隆先生），インドネシア土壌科学会会長（Budi
Mulyanto 先生）．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.35 (2019)

地球惑星科学連合（JpGU）2019 年大会

開催報告

小島悠揮

2019 年 5 月 26 日から 30 日の 5 日間に渡って，JpGU の 2019 年大会が幕張メッセ国際会議場を中心として開催された．今年度大会も，アメリカ地球物理学連合（AGU）やアジア · オセアニア地球科学連合（AOGS），欧州
地球科学連合（EGU）とのジョイントセッションが多数設けられた．発表数は 5,000 件程度（セッション数は 240件）あり，参加者は約 8400 人（海外からの参加者は 650 名程度）で，AGU との共催だった 2017 年に迫る大規模な大会となった．
JpGU は非常に幅広い分野をカバーしているため，連合大会のセッションは宇宙惑星科学，大気水圏科学，地球人間圏科学，固体地球科学，地球生命科学，教育 · アウトリーチ，領域外 · 複数領域，の 7 つのカテゴリーと，二つの特別セッション（ユニオン，パブリック）に分類される．2019 年度大会は，大気水圏科学と地球人間圏科
学のカテゴリーにおいて，土壌物理学会共催のセッション 3 つが開催された．セッションタイトル：Subsurface
mass transport, material cycle, and environmental assessment（地質媒体における物質移動，物質循環と環境評価）（大気水圏科学 A-GE28，代表コンビーナ：小島（岐阜大），5 月 30 日），セッションタイトル：Materials transportand nutrient cycles in watersheds; from headwaters to coastal seas（流域の物質輸送と栄養塩循環 — 源流域から沿岸海域まで —）（大気水圏科学 A-HW22，代表コンビーナ：小林（森林総研），5 月 29 ∼ 30 日），セッションタイ
トル：Education and research for rehabilitation of agriculture against harmful rumors in nuclear disaster areas（原子力
災害被災地における農業再生と風評被害払拭のための教育研究）（地球人間圏科学 H-CG34，代表コンビーナ：溝口（東大），5 月 30 日）． また，2019 年度は共催セッション以外にも土壌物理学会員を代表コンビーナとしたセッションが 2 つ開催された．セッションタイトル：Conservation and restoration of soil environment at terrestrial
surface（地球陸域表層の土壌環境の保全と修復）（大気水圏科学 A-GE30，代表コンビーナ：森（岡山大），5 月 28日），セッションタイトル：New roles of soil science for extraterrestrials（土壌科学の地球外での新しい役割）（大気水圏科学 A-GE31，代表コンビーナ：登尾（明治大），5 月 28 日）．A-GE28 と A-HW22 セッションの発表言語は
英語，H-CG34，A-GE30，A-GE31 セッションの発表言語は英語と日本語（発表者が自由に選択できる）である．
各セッションで土壌物理学会員による発表が見られ，幅広い分野の研究者が集う JpGU ならではの他分野の研究者を交えた活発な議論と交流が行われた．
本資料では，上記 5 セッションの概要および本大会での様子を報告する．

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.37 ∼ 38 (2019)

地球惑星科学連合 (JpGU) 2019 A-GE28 Subsurface masstransport, material cycle, and environmental assessment（地質媒体における物質移動，物質循環と環境評価）開催報告
小島悠揮 1 · 濱本昌一郎 2 · 斎藤広隆 3 · 森 也寸志 4
Yuki KOJIMA1 , Shoichiro HAMAMOTO2 , Hirotaka SAITO 3 and Yasushi MORI4

1. はじめに森（岡山大），斎藤（農工大），張（産総研），川本（埼玉大），濱本（東大：2010 年から参画），小島（岐阜大：2017 年から参画）をコンビーナーとして，2007 年から Subsurface mass transport, material cycle, and environmental assessment という国際セッションを開催している．本セッションでは，土壌や岩石からなる地質媒体
における物質移動 · 物質循環について，室内実験，現位置試験，フィールド調査，解析 · 評価モデル及び関連応用分野への適用など，広い視点から議論し，国内外における最新成果の交流を図ることを目的として土壌，地盤，環境工学を中心とする研究発表が行われている．2019 年は 13 年目に当たる．

2. 本年度の Subsurface mass transport,material cycle, and environmental
assessment セッションについて2019 年度の発表内容は Table 1 に示すとおり，口頭発表 4 件，ポスター発表 10 件の合計 14 件であった．
海外からの発表者は 2 件だったが，例年通り理学 · 工
学 · 農学分野から幅広く発表が集まった．内容的には，コロイド，土壌汚染，水移動，土壌保全，ガス移動という内訳となり，セッションテーマである土壌 · 地盤中の物質移動に関して，現象理解のための精密な室内試
験や数値解析から，実用性を意識した現場試験まで多岐にわたって報告され，活発に議論されていた．本年

1 Faculty of Engineering, Gifu University, 1-1 Yanagido, Gifu city, Gifu

501-1193, Japan. Corresponding author: 小島悠揮，岐阜大学工学部．
2 Graduate school of Agricultural and Life Sciences, The University ofTokyo, 1-1-1 Yayoi，Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan.
3 Institute of Agriculture, Graduate School of Tokyo University of Agriculture and Technology, 3-5-8 Saiwai-cho, Fuchu-shi, Tokyo 183-8509,
Japan.
4 Graduate school of Environmental and Life Science, Okayama University, 3-1-1 Tsushimanaka，Kita-ku, Okayama 700-8530, Japan.

度は招待講演者として，土壌中のコロイド移動の研究に携わっている方として，斉藤拓巳博士（東京大学大学院工学系研究科，准教授，Table 1，No. 1）を招いた．
斉藤博士には，深層地質媒体中の腐植物質の物理化学性について報告して頂いた．なお，学生の発表についてはコンペティションがあり，学生優秀発表賞（ポス
ター発表含む）が各セクションで授与される．本セッションの大気水圏科学セクションでは，計 15 名の受賞があり，そのうち当セッションからは 2 名が受賞した（松本（東大，No. 10），HOSSAIN（埼玉大，No. 13），
Table 1）．

2019 年度も本セッションの姉妹セッションとして張（産総研），川本（埼玉大）らをコンビーナーとした「Energy – environment – water nexus and sustainable
development (A-GE29)」が開催された．土壌汚染問題，
廃棄物問題，水処理問題など環境工学分野に関する研究内容を中心に計 36 件の発表（口頭：10 件，ポス
ター：26 件）があった．台湾を中心に，アジア諸国の研究者が多く参加し盛会に終わった．来年度も，より多くの参加者を集められるように両セッションで連携を取りながら進めていきたい．

3. おわりに
JpGU における A-GE28 のセッションは国際セッションとして 2020 年 5 月の学会でも継続する予定である．来年度は AGU との共同開催となるため，海外の研究者がより多く参加し，大規模な大会になると予想される．これまでと同様に，国内，海外問わず，理，工，農，それぞれの分野の研究者が土壌物理を介して交流できるよう積極的に声がけを進めていきたい．本セッ
ションは国内で開催される土壌物理学分野の数少ない
国際セッションである．学生優秀発表賞も A-GE28 から毎年数名が受賞しており，学生にとって発表するメ
リットは大きいと考えられる．土壌物理学会会員の皆様には留学生や日本人学生の国際発表の場として是非ご検討して頂きたい．

土壌の物理性

38

第 143 号

(2019)

Table 1 2019 年度連合大会 A-GE28 セッション発表課題一覧．
発表
No.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

タイトル

発表形式 国内 · 海外 所属

分野

内容
キーワード

Humic substances in deep sedimentary groundwater

口頭 ∗

国内

大学

工

コロイド

Nano-bubble retention in saturated porous media under different
solution chemistry
Geochemical investigation of metals and trace elements aroundthe abandoned Cu-Ni mine site in Selibe Phikwe, Botswana
Unsaturated hydraulic conductivity estimation from multi-step
centrifuge outflow
Vegetation pellets development and feasibility evaluation for
unmanned-aerial-vehicle seeding on post-landslide sites
Characterizing soil environment in the rice terraces of the Philippine
Cordilleras
Web-based interactive platform for analysis of regional-scale
groundwater resources
Development of simultaneous measurement system of viscosityand permeability for highly accurate evaluation of flow characteristicof geofluid

口頭

国内

大学

農

コロイド

口頭

国内

大学 ∗∗

工

土壌汚染

口頭

国内

大学 ∗∗

農

水移動

ポスター

海外

大学

農

土壌保全

ポスター

国内

大学 ∗∗

農

土壌保全

ポスター

海外

大学

理

水移動

ポスター

国内

研究所

工

水移動

Soil hydraulic parameter estimation by evaporation method

ポスター

国内

大学

農

水移動

Measurement of apparent gas diffusion coefficient in poorly tilled
seedbed under windy condition.
Evaluating improvement techniques for phytosuction separation
method to remove heavy metals from contaminated soils
Transport of colloidal particles in saturated Toyoura sand: effectsof flow rate on importance of electrostatic repulsion
Leaching behavior of As, Pb, Cd and Se in subsurface marine andnonmarine sedimentary environment in central Kanto plain, Japan

ポスター

国内

大学 ∗∗

農

ガス移動

ポスター

国内

大学

工

土壌汚染

ポスター

国内

大学

農

コロイド

ポスター

国内

大学 ∗∗

工

土壌汚染

Colloid transport in a quasi-saturated porous media

ポスター

国内

大学 ∗∗

農

コロイド

∗ ：招待講演，∗∗ ：発表時大学院生

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.39 ∼ 40 (2019)

地球惑星科学連合 (JpGU) 2019

A-GE30 Conservation and restoration of soil environment
at terrestrial surface（地球陸域表層の土壌環境の保全と修復）開催報告
森

也寸志 1

Yasushi MORI1

1. はじめに
日 本 地 球 惑 星 科 学 連 合（Japan Geoscience Union,
JpGU）の 2019 年大会で，今回，筆者が開催したのは，研究プロジェクトとしてのとりまとめのセッションであり，A-GE28 Subsurface mass transport and environmental assessment （小島ら）および A-GE29 Energyenvironment-water nexus and sustainable development（川本ら）のように広く公募した結果としてのセッション
ではない．またなじみやすさ，発表のしやすさを優先
して日本語 · 英語併用での発表とした．土壌肥料学会
や農業農村工学会における企画セッションに近いもの
であり，この号の他の報告と並び投稿するのはいささ
か気が引けるが，土壌物理の宣伝の一つの方法として開催報告をさせていただく．

2. 地球陸域表層の土壌環境の保全と修復
セッションについて
土壌は陸域最大の炭素貯蔵庫にして，水源涵養や植栽としての機能も併せ持つ．しかしながら，今日では管理不全や気候変動由来の豪雨が有機物に富む表層土
壌を洗い流すなど，その機能が果たせていない．併せて，東南アジアには傾斜地における圃場が多数あるが，人海戦術的に保全されてきた田畑は，高齢化社会の中で修復されることなく崩落が拡大しつつある．これらの保全 · 修復技術は世界の食料基地であるアジアに貢献するとともに，有機物保全という意味では地球環境
1 Graduate school of Environmental and Life Science, Okayama Univer-sity, 3-1-1 Tsushimanaka，Kita-ku, Okayama 700-8530, Japan. 岡山大学大学院環境生命科学研究科.

にも貢献する．ここでは土壌環境，すなわち土壌環境
保全から劣化土壌環境の修復技術まで幅広い研究成果発表を取り扱うこととしてセッションを開催した．
発表内容は Table1 に示すとおり，口頭発表 5 件，ポスター発表 4 件の合計 9 件であった．本セッション
は，プロジェクトの成果発表としての意味合いがあるが，その内容はキーワードを取り上げると農地保全，
土壌流亡，土壌有機物，気候変動，地球温暖化となる．
前述のように植物の培地という農学的土壌の扱いから，温暖化の一部命運を握る地球表層の炭素貯蔵庫という扱いまでをカバーしている．もちろん土壌研究の農学的貢献も必須事項であるが，今後の社会においてのプレゼンスを示すという意味で，地球環境からの視点も持っておきたいと思っている．例えば土壌流亡は
農地保全としてなじみの深いトピックであるが，農地劣化最大の原因であるとともに，多量の土壌有機物が失われるひとつのプロセスでもある．本セッション開
催は地球環境を語る上で JpGU 大会の主旨によく合致すると考えている．
今回はゲストとして農研機構 · 農環研の常田氏，明治大学の登尾氏に招待講演を依頼した．常田氏には土壌からのメタンの発生についてご講演いただいた．メ
タンは CO2 に次ぐ温室効果ガスであり，産業革命以降のメタン排出にともなう放射強制力は CO2 による効
果の 58 % 程度にのぼる．また CO2 は大気中に安定して存在するため排出削減がすぐには大気中濃度の減少につながらないのに対し，メタンは平均 9 年程度で分
解 · 消失するため削減効果が速やかに大気濃度に反映される．したがって地球温暖化を軽減するならばメタンに注目してこれを減ずる方が得策であるとし，農地· 土壌環境に関わる者としては非常に興味深い話をしていただいた．登尾氏には GPS を用いた広域の土壌
水分計測についてご講演いただいた．GPS は電磁波と

40

土壌の物理性第 143 号

(2019)

してギガヘルツ帯のものを使っている．すなわち我々

3. おわりににとってはなじみのある TDR と同じ周波数帯である．
土壌水分が多ければ当然その影響を受け，電磁波の受信に “ぶれ” が生じるはずで，この “ぶれ” を解析すれ

プロジェクトのとりまとめとしての方向性を持っば広域の土壌水分をとらえられる可能性がある．普段た形でのセッションであったが，地球環境を匂わせる

ピンポイントのセンサー技術に目が行きがちな我々に

タイトルをつけたせいか，初顔と思われる方々が会場

広い視点からの計測技術の展開をご紹介いただいた．

には見られ，一定の関心を持っていただいたと感じて

Table １に示した本セッションの講演者数の規模で、いる．

JpGU からは午後前半の時間帯を割り当てていただい

先述したセッションと合わせると A-GE には土壌環た．その後，午後後半で開催されていた A-GE31 New

境に関するセッションが 4 つ開催されていたことにな

Roles of Soil Science for Extraterrestrials（登尾ら）の口る．毎年会を開催し，また学協会長等会議などにまめ頭発表を聴講すると，ちょうど夕刻のポスターセッに出席してきたことから A-GE 土壌 · 地質環境は一定

ションの時間になり，口頭発表とポスター発表をスの存在位置を確保している．土壌の物理性をお読みのムーズに実施することができた．また，遠方からでも皆さんにも国際学会での研究成果の発表の場の一つと会のはじめに間に合う時間割で，ちょうど良い規模のして考えていただければ幸いである．

セッションが開催できたことを喜んでいる．

Table 1 2019 年度連合大会 A-GE30 セッション発表課題一覧．
国内 · 海外

所属

分野

内容
キーワード

ニューラルネットワークを用いた土壌表層の有機炭素量の予測
（口頭）

国内

大学

農

地球温暖化，土壌有機物

水田からのメタン排出とその気候変動応答（口頭）

国内

研究所

農理

地球温暖化，土壌有機物

玄米外観品質の低下と土壌中の可溶性養分の関係（口頭）

国内

大学

農

植物栄養

畑地における溝切りと作物残渣の挿入が雨水の浸入と土壌侵食に及ぼす影響（口頭）

国内

大学

農

気候変動，農地保全

GPS 信号を使った広範囲土壌水分量の測定（口頭）

国内

大学

理

地球科学

沖縄地方の将来的な気候変動を考慮した農地における土壌侵食の解析（ポスター）

国内

大学

農

土壌流亡

線状型マクロポア導入による表面流出の削減効果（ポスター）

国内

大学

農

土壌流亡，環境修復

フィリピン · コルディリェーラの棚田群の保全に関わる土壌環境
因子の影響（ポスター）

国内

大学

農

農地保全

コルディリェーラの棚田における水 · 物質動態のモデル化に向けた予備調査（ポスター）

国内

大学

農

水 · 物質循環，水文学

タイトル（発表形態）

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.41 ∼ 43 (2019)

地球惑星科学連合 (JpGU) 2019 A-GE31

New roles of soil science for extraterrestrials（土壌科学の地球外での新しい役割）開催報告
登尾浩助 1 · 溝口 勝 2
Kousuke NOBORIO1 and Masaru MIZOGUCHI2

1. はじめにMalin and Edget（2000）が発表したばかりの火星表
層の水に関する論文を溝口と登尾は偶然にほぼ同時期に読んで興奮した（2 人とも学部時代あるいは大学院
時代に地球外重力下の事象に興味を示していたことに起因する）．なぜなら，火星表層レゴリス中の氷の存
在と時折地上に流出する液状水の動態の機構が明らかでないと報じていたからである．溝口と登尾はこれこ
そ土壌物理学者が解決しなければならない課題だと直感した．このとき既に溝口は，宇宙における土壌学の重要性を「火星に生命体!?」という刺激的なタイトル
で本誌に寄稿していた（溝口, 1996）ので，一も二もな
く共同研究が決まった．そして，2000 年に宇宙科学研究所（当時）の研究費（代表：溝口，分担：登尾）を獲得して，低圧条件下での多孔質体中の水分移動に関する研究に着手した（溝口ら, 2001）．火星には大気がほとんど存在しないから低圧条件での実験が必要だろうと単純に考えた．その後，2004 年に日本宇宙フォー
ラム（当時）の研究費（代表：登尾，分担：溝口）を獲得して大きめの減圧土壌カラムを作成したが，大きいゆえに土壌カラムの気密性を保つことが極めて困難であった．そのためカラム内で水分の質量保存を達成できなかった．そんなこんなで日本宇宙フォーラムへの研究報告書は，最低評価に近い「C」を頂戴した．そのせいかこの後，日本宇宙フォーラムからの研究費獲得にはことごとく失敗し，地球外環境を想定した研究は暫くの中断に追い込まれた．再び女神が微笑んだのが 2012 年と 2013 年であった．JAXA の学生無重力実
1 School of Agriculture, Meiji University, 1-1-1 Higashimita,

Tama-ku,
Kawasaki, Kanagawa 214-8571，Japan.
Corresponding author:登尾浩助, 明治大学農学部.
2 Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The Universityof Tokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan.

験コンテストに登尾の研究室の学部学生による提案が連続して採択され，初めて微小重力（µ G）下における多孔質体中の水分移動実験を行った．微小重力実験は常圧条件下で行い，液状水が受ける重力の影響に焦点を当てた（Nagura et al., 2018）．この研究成果をもとに2014 年に科研費挑戦的萌芽研究（代表：登尾，分担：溝口）を獲得して，更に航空機と落下塔を使った µ G
実験を実施した．
毛管上昇は，ジュレンの式（宮崎ら, 1995）：h=

2σ cos θρ gr(1)で表される．ここで，σ は水の粘性，θ は接触角，ρ は水の密度，g は重力加速度，r は毛管半径である．r が一定の場合は，（1）式から予測できるように，直管と曲管の違いに関わらず g → 0 になると液状水は毛管上端まで上昇（h → ∞）した．しかし，細い直管の上に太い直管を繋いだ場合は，液状水は細い直管から太い直管へは侵入しなかった（丸尾ら, 2019）．即ち，Nagura
et al.（2018）が発見したように，微小重力条件下では管の継ぎ目や管の上端の凸部を液状水が乗り越えられなかった．
このように多孔質体中を液状水が移動する場合は，地球上の重力（1G）以外では我々が現在使っている理論をそのまま適用できないことが徐々に明らかになりつつある．従ってそろそろ新しい土壌科学あるいは土壌物理学が提案されても良い時代ではないかと考えた．

2. 地球外土壌科学（Extraterrestrial Soil
Science）の幕開け
2019 年 5 月 28 日に日本地球惑星科学連合 2019 年大会において「New roles of soil science for extraterrestrials

土壌の物理性

42

第 143 号

（土壌科学の地球外での新しい役割）」と題したセッションを開催した．招待講演者による基調講演を含む
口頭 5 課題とポスター 4 課題の発表があった．

1970 年代に NASA が実施した火星生物探査である
バイキングミッションで使用された観測機器よりも高感度の開発中の顕微鏡を使った火星表土中の生物探査
プロジェクトを進めている玉川大学農学部の吉村義隆先生を招待して「Life search on Mars by Life Detection
Microscope (LDM)」と題した基調講演をお願いした（Fig. 1）．吉村先生の火星生物探査に関する基調講演に続いて，東京大学の溝口勝先生による「減圧蒸発過程における砂中の水分移動」では，名指しで聴衆に質問するインタラクティブ授業さながらの口頭発表が行われた．減圧条件下では常温で凍土が生成され，溶存塩
分濃度に依存して土壌凍結具合が変化したことを報告した．次の明治大学ポスドクの佐藤直人博士は，放物線飛行によって作り出される微小重力条件を使った研究成果である「ガラスビーズ多孔質体中の水分挙動と重力の関係」を発表した．重力が小さくなるにつれて水分浸潤速度が低下するという実験結果であった．さらに明治大学の大学院生である野川健人さんは，「低重力下における粘度の変化が浸潤速度に及ぼす影響」の中で，微小重力条件下で毛管中の液状水移動速度が低下する現象は，液状水の粘性が高くなるせいではないかと提案した．最後に岡山大学の森也寸志先生に「重力の異なる惑星下における浸透現象」に関して，重力が大きくなると溶液の下方移動距離が大きくなる現象についての発表をお願いした．

(2019)の移動といえば地球外土壌物理学（Extraterrestrial Soil
Physics）の名前が挙がるよう，研究成果を出し続ける必要があると痛感したセッションであった．最後に口頭 · ポスター発表をしていただいた著者の皆さまにお礼を述べてセッション開催の報告とする．

引用文献
Malin, M.C. and Edgett, K.S. (2000): Evidence for recent
groundwater seepage and surface runoff on Mars. Science, 288(5475): 2330–2335.
丸尾裕一, 佐藤直人, 登尾浩助 (2019): 形状の異なるガラス細管中の微小重力下における毛管上昇．International Journalof Microgravity Science and Application, 36 (2): 360206-1360206-7. doi: 10.15011//jasma.36.360206
宮﨑 毅, 長谷川周一, 粕渕辰昭 (2005):土壌物理学, p. 138. 朝倉書店, 東京.
溝口 勝 (1996): 火星に生命体!?. 土壌の物理性, 74: 93.
溝口 勝, 登尾浩助 (2001): 低温 · 低圧 · 微重力条件下の多孔質体中における水の移動現象. Space Utilization Research, 17:116–118.
Nagura, R., Watanabe, Y., Sato, N., Komiya, S., Suzuki, S.,
Katano, K., Minami, H. and Noborio, K. (2019): Water
movement on the convex surfaces of porous media under
microgravity. Advances in Space Research, 63: 589–597.
doi:10.1016/j.asr.2018.09.036

口頭発表に先立ってポスター発表が行われたが，発表時間帯のせいか観客数は多くなかった．夕方まで掲
示しておいたので，1 日の終わり頃にポスターの前に立ち止まる観客も見られた．ポスター発表は発表者と観客がじっくりと論議する時間が取れる長所がある一方で，コアタイムの時間帯が悪いと手持ち無沙汰に立
ち尽くす羽目になる短所もある．

3. おわりにTable 1 と Table 2 にそれぞれ口頭発表とポスター発
表の発表者と発表題名をまとめた．JpGU の中ではもともと存在が小さい土壌物理関連であるので，一朝一夕に多くの人々の注意を引く存在にはなれないが，地球外環境における多孔質体中の物質とエネルギー

Fig. 1 招待講演者による基調講演風景．

地球惑星科学連合 (JpGU)2019 A-GE31 開催報告
Table 1 口頭発表者名と発表題名．
発表者名（所属）

発表題名

吉村 義隆（玉川大学）

Life search on Mars by Life Detection Microscope (LDM)

溝口 勝（東京大学）

減圧蒸発過程における砂中の水分移動

佐藤 直人，長沼 菜摘，野川 健人，
丸尾 裕一，登尾 浩助（明治大学）
野川 健人，佐藤 直人，丸尾 裕一，
長沼 菜摘，登尾 浩助（明治大学）
森 也寸志（岡山大学）

ガラスビーズ多孔質体中の水分挙動と重力の関係
低重力下における粘度の変化が浸潤速度に及ぼす影響
重力の異なる惑星下における浸透現象

Table 2 ポスター発表者名と発表題名．
発表者名（所属）

発表題名

登尾 浩助（明治大学）

地球外宇宙における土壌科学の役割

岩崎 正義，森 也寸志（岡山大学）

近 · 中赤外線による土壌炭素の特徴抽出

丸尾 裕一，佐藤 直人，長沼 菜摘，
野川 健人，登尾 浩助（明治大学）
長沼 菜摘，佐藤 直人，野川 健人，
丸尾 裕一，登尾 浩助（明治大学）

微小重力下における毛管中の水分移動速度の低下

Challenges to measuring of the contact angle and the surface tension ofwater under reduced gravity

43



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 

 
 

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O X Te

3)xM

oMc
M b
R

b4 8 6[特徴］
・最大6種類のセンサーを接続可能
・ソーラー充電機能を装置、長期間の計測が可能
・すべてのMETER社製センサーの接続が可能
・温度センサーと気圧センサーを内蔵
・8MBメモリ(40,000〜80,000データを保存)
・GPS搭載、設置場所の管理が可能
・自動時刻同期を搭載
・ワイヤレスデータ送信機能搭載(ZENTRA
Cloudシーズンパスを購入する必要があります)

ps

(

wp
M n
8 3L
(
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H CA

)
(

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.45 ∼ 47 (2019)

地球惑星科学連合 (JpGU) 2019 A-HW22 Materials transportand nutrient cycles in watersheds; from headwaters to coastal
seas （流域の物質輸送と栄養塩循環— 源流域から沿岸海域まで — ）開催報告
小林政広 1 · 吉川省子 2Masahiro KOBAYASHI1 and Seiko YOSHIKAWA2

1. はじめに

2. プログラムと講演内容

A-HW22「Materials transport and nutrient cycles in watersheds; from headwaters to coastal seas（流域の物質輸
送と栄養塩循環 — 源流域から沿岸海域まで —）」は，2018 年大会で開催された「Materials transport and nutrient cycles in watersheds; Human and climate impacts（流域の物質輸送と栄養塩循環 — 人間活動および気候変動の影響）」の後継企画である．今回も AGU とのジョ
イントの英語セッションとして開催された．源流域から沿岸海における水 · 物質輸送および栄養塩循環のプ
ロセスとメカニズムの理解を軸に据え，生態学的プロセスを含む幅広い研究内容を扱うセッションとなった．

今回は 22 件の口頭発表と 21 件のポスター発表があった（Table 1）．口頭発表は 5 月 29 日午後に 1 コマ，
30 日の午前に 2 コマ，午後に 1 コマが配分された．

コンビーナ：小林政広（代表）（森林研究 · 整備機構），
吉川省子（農研機構），安元純（琉球大），Adina Paytan（カリフォルニア大）
準コンビーナ：奥田昇（地球研），知北和久（北大），入野智久（北大），齋藤光代（岡山大学），小野寺真一（広島大学），細野高啓（熊本大学）（大会ではコンビーナ
数 4 名までの制限があるが，準コンビーナもセッションの企画 · 運営に参画している）
共催学会：日本地下水学会，日本水文科学会，日本堆積学会，日本第四紀学会，日本海洋学会，陸水物理研
究会，日本土壌肥料学会，土壌物理学会，水文水資源
学会
1 Forest Research and Management Organization, 1 Matsunosato,
Tsukuba, Ibaraki 305-8687, Japan. Corresponding author：小林政広,
森林総合研究所
2 National Agriculture and Food Research Organization, 3-1-3 Kannondai, Tsukuba, Ibaraki 305- 8604, Japan.

29 日の午後後半のセッション（PM2）は，この日唯一のコマであったにも関わらず多くの参加者を得た．
Paytan 氏によるマウイ島のサンゴ礁への窒素負荷の起源に関する招待講演で始まり，沿岸海域や湖沼における地下水および栄養塩の湧出に関する発表が続いた．
30 日の午前前半のセッション（AM1）では，水域環境と生物多様性に関する発表，Maeda 氏によるベトナムの浅層地下水の窒素汚染に関する招待講演など，人間活動が水域環境に及ぼす影響に関する発表が続いた．
午前後半のセッション（AM2）では，近年問題となっている環境中のプラスチックに関する発表，Melesse
氏による堆積物動態のモデリングに関する招待講演，
Kawahigashi 氏による SS を介した物質輸送に関する招待講演など，粒子状の物質移動を扱う発表が続いた．
続く午後前半のセッション（PM1）は永久凍土地帯の河川の溶存鉄に関する研究に始まり，Takase 氏による河川の物質流出負荷量の新しい観測方法に関する招待
講演など，新たな観測手法に関する発表が続いた．
ポスターセッションは 30 日の夕方に開催された．
口頭発表と同様に幅広いフィールド，対象に関する研究発表が並んだ．研究手法に関しても，従来から有力なツールとなっている各種同位体分析に加え，次世代シーケンサーなど様々な手法が紹介され，今回が初めての参加となる様々な分野の研究者を多く迎えることができた．

土壌の物理性

46

第 143 号

(2019)

Table 1 発表タイトル一覧．
List of the presentation titles.
日付 コマ
座長

発表者

Kobayashi
Paytan (Invited)
5/29 PM2
NoboruOkuda

Rusydi
Saito
Onodera
Kimbi
Okuda
Ikeya

5/30 AM1
Adina Paytan

Peralta
Maeda(Invited)
Edmund Low
Gregorio

Battulga

5/30 AM2Jun Yasumoto

Melesse(Invited)
YoshikawaWang
MomoseKawahigashi(invite)TashiroNakaya5/30 PM1
Seiko
YoshikawaTakase (Invited)
Kobayashi
Meena
All perticipants

タイトル

Introduction
Coral skeleton δ 15 N as a tracer of historic nutrient loading to a coral reef in Maui, Hawaii
The use of ammonium and trace metals in identifying low redox environment zone
at Indonesian coastal alluvial groundwater
Spatial and temporal variation in submarine groundwater discharge (SGD) on a beach scale
in a temperate coastal island: amulti-tracer approach
Phosphorus discharge via groundwater into the lake, based on lacustrine groundwater discharge(LGD) and alluvial plain sediment
Geochemical controls and health implications of water chemistry in Benoue River Basin, North
Cameroon: Insights from major ions
Biodiversity increases integrated trophic position of macroinvertebrate communities in coastal
food webs: testing the vertical diversity hypothesis
The analysis of the community composition of riverine bacteria and microalgae in relation to
nutrient status and diversity: the case in irrigation season in the Yasu River, Japan
Multiple stressors and protection efforts in highly urbanized watersheds in the Philippines
Ammonium contamination of shallow groundwater beneath vegetable fields in Central Vietnam
Modelling nutrient and organic waste behaviour in a tropical wetland in Singapore under
projected anthropogenic scenarios
Benthic macroinvertebrate assemblages and water quality reflect the impacts of land use and land
cover in Marikina Watershed, Philippines
Characterization, distribution and degradation of environmental plastics in inland river system ofMongolia
Multi-site and multi-approach sediment transport modeling in tropical watersheds
Calculation of SS concentration coefficients of river water for each land use by a simple
watershed model
Evaluation of long term variation in water balance and discharge of sediment and nitrogen in theurbanized catchment of Yamato River, using SWAT model
Causal correlation between water-use of the Tedori River and coastal erosion of Chirihama
Nagisa Driveway, Ishikawa, Japan
Role of suspended solids on elemental dynamics in the Selenga River system
Relationship between topographical characteristics in catchment area and dissolved ironconcentration of river in permafrost area
Water source zones and hydrochemical properties of fluoride water in Mt. Meru watershed,
Tanzania
Development and application of a system for measurement of total load of water quality
Water infiltration and uptake around a Japanese cypress growing on a flat upland
Innovative rainfall simulator design for moving storm scenarios with different storm patterns
Discussion

地球惑星科学連合 (JpGU)2019 A-HW22 開催報告

47

Table 1 続き
日付

コマ

座長

発表者

Yasumoto
MelesseTomozawa
Rusydi
Liu
Murao
Saito
Ioka
5/30

Wang

ポスター

OnoderaKurissery
Nozaki
Fujihara
Tomozawa
Yoshikawa
Ban
Cao
Fujii
Itoh
Nakayama
Kubotaタイトル

Phosphate enrichment hampers development of juvenile Acropora digitifera coral by inhibiting
skeleton formation
Modeling chlorophyll-a concentration using remote sensing in shallow water systems:
Comparison of sensors
Dynamics in groundwater flow system with seasonal water table variation in a coastal and island
The tracing of groundwater contamination sources in Indonesian coastal alluvial groundwaterusing δ 34 S and δ 15 N isotopes
Spatio-temporal dynamics of orthophosphate with implications for limitation of phytoplankton
growth in north basin of Lake Biwa, Japan
Microbial phase analysis in aquifer of Ryukyu limestone zone using next generation sequencer
Evaluation for temporal variation in groundwater inflow to the lagoons connected to Lake Biwaby radon (222 Rn) tracer analysis
Br/Cl ratio characteristics of groundwater in coastal areas in Indonesia
Estimation of groundwater recharge and phosphorus transport under different precipitation
conditions in a suburban catchment, using SWAT model
Losses of phosphorus with soil erosion and nitrate with groundwater recharge in an agricultural
catchment, subtropical small island
Phosphate solubilizing bacteria as an indicator of sediment phosphorus in freshwater lakes
A Study on the dynamics of various phosphate forms in soil and groundwater in Ryukyu
limestone regions
Impacts of highly concentrated turbid water on the groundwater in the Tedori River alluvial fan,Japan
Altitude effect of water stable isotopic ratio of ravine water and its contribution to groundwaterin alluvial plains — Comparison in east and west side catchments of Lake Biwa —Calculation of TN and TP concentration coefficients of river water for each land use by a simple
watershed model
Possibility of nutrients transportation from littoral slope for enhancement of phytoplankton
growth in north basin of Lake Biwa
SWAT model analysis for confirming the effects of crop growth on the suspended sedimentconcentration from a settling basin catchment on Ishigaki island
Estimating the runoff of water, sediment, and nutrient using SWAT model in Kikuchi-riverwatershed, Kumamoto, and theinfluence of the forest
Atmospheric depositions on forest ecosystems in areas along the Sea of Japan
Continuous and simultaneous flux measurement of N2 O and CO2 from agricultural soil using a
portable multi-turn time-of-flight mass spectrometer
Effects of introduction of cyclic irrigation system on mass balances of SS and T-P in Lake
Inbanuma, Chiba, Japan

3. おわりに

引用文献

源流域から沿岸域までの水と物質の輸送 · 循環における物理，化学，生物プロセスを一体的に理解することを目指す本セッションは，2020 年 5 月の次回大会でも継続開催し，代表コンビーナを滋賀県立大学の伴修平氏が務める．毎回複数の土壌物理学会会員の参加を得ており，次回大会でも会員諸氏のエントリーを歓迎する．

小林政広 · 中屋眞司 · 齋藤光代 · 小野寺真一 · 知北和久 · 入
野智久 · 吉川省子 · 奥田 昇 (2015): JpGU 2015 年大会セッション「流域の水及び物質の輸送と循環 — 源流域から沿岸域まで —」開催報告. 土壌の物理性, 131: 63–66．

true TDR 土壌水分センサ

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体積含水率(0-100%)
土壌バルクEC(0-5dS/m)
地温(-20-50℃)
比誘電率

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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.49 ∼ 50 (2019)

地球惑星科学連合 (JpGU) 2019 H-CG34 Education andresearch for rehabilitation of agriculture against harmful rumors
in nuclear disaster areas（原子力災害被災地における農業再生と風評被害払拭のための教育研究）開催報告
溝口 勝 1 · 登尾浩助 2
Masaru MIZOGUCHI1 and Kousuke NOBORIO2

2011 年の東日本震災以来，さまざまな大学が学生を現場に連れて行き，そこから現場ニーズを拾うことの重要性を気づかせる教育プログラムを実施してきた．
本セッションコンビーナの溝口もまた，原発事故の 3か月後から福島県飯舘村に赴き，NPO 法人や農家と協働で独自の農地除染法を開発し作物の試験栽培をしてきた．また，2012 年から学生の現場見学会を実施して現地訪問前後における学生の意識の変化を目の当たりにしてきた．こうした経験を通して，福島の農業復興には放射能汚染地というハンデにめげずに新しい
日本型農業の創設にチャレンジする若者を育成することが必要であると考え，2018 年度から【大学等の「復興知」を活用した福島イノベーション · コースト構想
促進事業】（復興庁 / 文部科学省）で「飯舘村における農業再生と風評被害払拭のための教育研究プログラム」を実施している．今回の JpGU セッションはこのプログラムに参加している土壌物理学会関係者に呼びかけ，現場教育やフィールド研究を通して観察された学生の意識の変化について報告してもらい，大学の社会的価値のあり方について議論することを目的に企画された．JpGU での福島原発関連の企画は 3 年連続で，コンビーナを西村教授（東大：過去 2 回）から溝口（東大）に交代してのセッションである．

を割いたのが特徴である．杉岡氏は東京工業大学大学
院で核物理を専攻して， 放射性セシウムの挙動をよく理解していることもあり，口頭発表やポスター発表の講演者との議論が極めて明快だった．
（Fig. 1, Fig. 2）

2019 年度の口頭発表とポスター発表のタイトルと発表については Table 1 を参照して頂きたい．

Fig. 1 杉岡氏による招待講演．

発表件数は口頭発表 5 件，ポスター発表 4 件であった．今回の企画では，飯舘村復興対策課の杉岡誠氏を招待講演者として招待し，飯舘村で現在実施している
住民の生活スタイルに合わせた農業再生の取り組み（1. 農地を守る農業，2. 生きがい農業，3. なりわい農業，4. 新たな農業）を紹介してもらった．他の発表者の講演時間を 10 分とし，杉岡氏との議論に多くの時間
1 Graduate School of Agricultural and Life Sciences, The University ofTokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan. Corresponding
author: 溝口 勝, 東京大学大学院農学生命科学研究科.
2 School of Agriculture, Meiji University, 1-1-1 Higashimita, Tama-ku,
Kawasaki, Kanagawa 214-8571, Japan.

Fig. 2 ポスターセッションでの議論．

土壌の物理性

50

第 143 号

(2019)

Table 1 H-CG34 「原子力災害被災地における農業再生と風評被害払拭のための教育研究」の発表タイトル．
口頭発表[HCG34-01]

原子力災害被災地における農業再生と風評被害払拭のための教育研究*溝口 勝 1 （1. 東京大学大学院農学生命科学研究科）★招待講演[HCG34-02][HCG34-03][HCG34-04]

飯舘村「農」の再生に向けて
杉岡 誠 2 ，*溝口 勝 1 （1. 東京大学大学院農学生命科学研究科，2. 飯舘村復興対策課）
土壌分画別セシウム吸収による作物毎の違い*二瓶 直登 1 ，大前 芳美 1 ，古川 真 1 ，吉田 修一郞 1 （1. 東京大学大学院農学生命科学研究科）
福島県飯舘村における山菜とキノコによる農業再生*登尾 浩助 1 ，福山 雄大 2 ，藤田 理子 1 ，杉野 弘明 2 ，溝口 勝 2 （1. 明治大学，2. 東京大学）
被災地におけるスタディツアーが参加者の抱く訪問先への愛着に与える影響 — 農学部学生を[HCG34-05]

中心とした福島県飯舘村訪問を事例に —*蛯谷 夏海 1 ，溝口 勝 1 ，杉野 弘明 1 （1. 東京大学大学院農学生命科学研究科）
ポスター発表[HCG34-P01][HCG34-P02][HCG34-P03][HCG34-P04]

森林小流域からの懸濁態放射性セシウム負荷量推定に向けた水土砂流出解析*山崎 琢平 1 ，濱本 昌一郎 1 ，西村 拓 1 （1. 東京大学大学院農学生命科学研究科）
Radiocesium inter-annual variations and spatial dynamics in watershed in Iitate, Fukushima, Japan*斉藤 真利 1 ，大澤 和敏 1 ，二瓶 直登 2 （1. 宇都宮大学，2. 東京大学）
飯舘村農業再生のための意識の風化払しょくの試み*西脇 淳子 1 ，溝口 勝 2 （1. 茨城大学農学部，2. 東京大学大学院農学生命科学研究科）
水田の畦畔や法面に残存する放射性セシウムが周囲の線量や下流環境に及ぼす影響*吉田 修一郞 1 ，西田 和弘 1 ，福井 拓 1 （1. 東京大学）

᭩ࠉホ

J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.51 (2019)

Book review

腐植物質分析ハンドブック — 標準試料を例にして — 第 2 版
日本腐植物質学会 監修
渡邉彰 編
農山漁村文化協会 (農文協) 2019 年 4 月 12 日発行
A5 版 196 頁 ISBN9784540181870 定価本体 3,300 円（税込）

本書の初版は，腐植物質の分析法のハンドブックとして，土壌学だけでなく関連の環境科学，生態学，地球科学の研究者に広く参考にされてきた．初版は 2007
年に発行されており，この度 2019 年に新規の項目を追加して第２版が日本腐植物質学会より発行された．
日本腐植物質学会の重要な活動の一つに，国際腐植学会で定められた腐植標準物質（reference samples ofhumic substances）の日本試料の調製と配布が挙げられる．学会では，2010 年より新たに琵琶湖の表層水から分離したフルボ酸を，標準試料として頒布してきた．
琵琶湖表層水から分離したフルボ酸は，土壌から生成した腐植物質の影響が少なく，水環境中で生成した腐植物質として，土壌と対照して適しているとされる．
今回の改訂版では，琵琶湖フルボ酸の分析データが新規に掲載されている．
本書では，腐植の抽出法をはじめとする各種の分析
方法が，流れ図等を用いて丁寧に記載されている．地
球温暖化など全球の気候変動を予測するうえで，土壌の腐植物質の動態を理解することの重要性は論を待たない．改訂された本書は，多くの分野の研究者の腐植物質分析ハンドブックとして活用されていくであろう．全体を通じて，図表が多く掲載されているため内容が具体的であり読みやすく，ハンドブックとして机上の参考書としても手に取りやすい大きさである．
2019 年 10 月 2 日受稿

2019 年 10 月 2 日受理

本書の目次．以下（新）は新たに加わった項目

1. 標準試料とは
2. 抽出・精製法
3. 定量法（新）4. 分光学的分析
5. 元素・安定同位体分析
6. 官能基分析
7. 高分子特性分析
8. 化学分解分析（初版では分解分析）
9. 質量分析（新）初版の 7 章の熱分解 GC/MS 分析が，第 2 版の 9 章に移行し，新規に FT-ICR/MS 分析が加わった．
橋本洋平（東京農工大学）

型式︓WDR-1-3WET 型

主な特徴● 現場で瞬時に⼟壌⽔分/EC/温度を測定可能● ハウス栽培、露地栽培・植物⼯場等、あらゆる環境に適します● 従来では難しかった体積⽔分率 40%以上の測定も可能● ⼤型カラー液晶搭載による⾼い視認性と、タッチパネルによる直感的な操作性● 計測データはメモリーカードに記録され、1 測定当たり最⼤ 65,000 件の記録が可能

体積含⽔率(VWC)、電気伝導度(EC)、温度(℃)の同時計測を⼿軽に⾏うことが出来る携帯型データロガーです。乾電池で動作させる事が出来、電源の確保が困難なフィールドでの計測に最適です。
■仕様
測定項目 ︓体積⽔分率、電気伝導度(EC)、温度
測定範囲 ︓⽔分 0〜100%、EC 0〜7mS/cm、温度-10〜50℃
測定精度 ︓⽔分±3%、EC±5%、温度±1℃
測定間隔 ︓1/10/30 秒、1/10/30 分、1/3/12 時間
ディスプレイ︓3.5 インチ タッチパネル⽅式
記憶容量 ︓1 測定あたり 65,000 件
サイズ重量︓100×130×35mm、290g(本体)

開発・製造元 株式会社Ａ・Ｒ・Ｐ
販売元

本社 〒114-0024 東京都北区⻄ケ原 1-46-16

営業部－ 弊社ホームページ www.fujiwara-sc.co.jp－

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千葉 営業所 TEL 0438-64-0800 FAX 0438-64-0820
つくば営業所

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J. Jpn. Soc. Soil Phys.
土壌の物理性No. 143, p.53 ∼ 56 (2019)バイロイト大学での研究を振り返って
山口敦史 1

Report on the study at Bayreuth University in Germany
Atsushi YAMAGUCHI1

筆者は筑波大学 生命環境科学研究科の博士後期課程

イロイト大学内で key laboratory に指定されており，表に進学し（現在 3 年目），指導教員である小林幹佳准

面分析への卓越した技術と多彩な設備を活かして，大教授のもとで，土 · 水環境中の物質輸送に係わる土壌学内外との共同研究を積極的に行っている．留学期間

コロイド懸濁液のレオロジー特性に関して研究を行っ

中の私の研究は主に，有機ナノコロイドの最大吸着量ている．この度，またとない機会を得て，博士後期課に対する，吸着媒の帯電量の寄与に関するものであっ

程 2 年目の 11 か月間にわたり，バイロイト大学（ドた．この研究内容は物理化学分野の基礎的な内容であイツ）の Georg Papastavrou 教授のもとに滞在し，有機り，一見すると土壌物理学や農業工学とはかけ離れてナノコロイドの吸着に関する研究を行ったので，研究いるように思われるかもしれない．しかし，実際には

内容と海外での研究を通して得た感想を報告する．帰深く関連している．そこで，私の博士後期課程の研究国した今となっては留学したことは正解であったと言を例に関連性を紹介する．

い切れるが，留学当時は喜怒哀楽を感じながら，目ま

肥料を効率よく利用する精密農業や，廃棄物の不適

ぐるしくも充実した日々を一生懸命に過ごしていたよ

切な処理による土壌汚染の防止を行うためには，環境うに思う．本稿では先ず，農業工学系の研究室に所属中における物質の輸送挙動を明らかにする必要があする私が物理化学系の研究室に滞在するに至った経緯

る．とくに，粘土粒子や土壌有機物に代表される，数を，研究内容とのつながりと併せて述べる．その後，µ m から数 nm の大きさを持つ微細なコロイド画分の留学の各時期に感じていたことと留学を通して学んだ

輸送挙動は，それ自体が物質の移動であることに加え，ことを振り返り，最後に実際に留学するまでの経過を

栄養塩や汚染物質の担体となることからも，環境中の紹介する．本稿が，これから留学を希望する人の動機

物質動態において重要な役割を果たす．ここで，コロ付けや，過去に海外滞在経験のある人が当時を思い起

イドは周囲の水と同時に動くため，コロイドの輸送挙こす一助となれば幸いである．

1. 留学の概要と研究内容
2018 年 4 月初めから 2019 年 2 月末までバイロイト
大学の Georg Papastavrou 教授のもとで研究を行った．
バイロイトはドイツの中央東寄りに位置する小規模な街で，ドイツらしいきれいな街並みと豊かな自然が同居する，のどかで住みやすい街である（Fig. 1）．滞在
先の Papastavrou 教授の研究室は化学部門の Physical
Chemistry II に所属している．研究内容としては，原子間力顕微鏡などを用いた微細な表面の分析や電気化学の技術などを組み合わせた新たな表面分析手法の開発に取り組み，先端的な成果を上げている．研究室はバ1 Graduate School of Life & Environmental Sciences, University ofTsukuba, 1-1-1 Tennoudai, Tsukuba, Ibaraki 305-8572, Japan. 筑波大学大学院 生命環境科学研究科
2019 年 6 月 5 日受稿 2019 年 8 月 27 日受理

Fig. 1 世界遺産に指定されているバイロイト祝祭劇場
前にて．有名なバイロイト音楽祭はこの歌劇場で開催される．

土壌の物理性54(a) ࠹୉‫ٷ‬஥ྖ͹ͳ͘͹න໚

第 143 号(b)ు‫ـ‬Կָਭধ৾ಊࢢϜ΢έϫώϧϱη

ۜ͹න໚ుҒΝ೜қͶ੏‫͗͵͢ޜ‬Δ‫ٷ‬஥ྖ͹଎ఈ͗Ն೵
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ʤυώ΢ௗʥ

Fig. 2 帯電した球状ナノ高分子電解質が荷電をもつ吸着媒に吸着する様子．(a) 最大吸着量に達した際の粒子間の静電的な反発力の様子，(b) 電気化学水晶振動子マイクロバ
ランス (EQCM)，(c), (d) 吸着媒の表面電荷密度が低いときと高いときの表面の様子．

(2019)

クロバランス，EQCM）を用いて，金表面の電位のみを系統的に変化させながら，金表面への球状ナノ高分子
電解質（ポリアミドアミン（PAMAM）デンドリマー）の吸着量を測定した（Fig. 2 (b)）．この実験により，金表面の電荷密度が増加することで，PAMAM デンドリ
マー間の反発力が減少し，最大吸着量が増加することを明らかにした（Fig. 2 (c), (d)）．さらに実験値と最新の吸着理論モデルである three-body random sequential

adsorption モデルとを比較することで，理論モデルの妥当性を示すとともに，PAMAM デンドリマーが吸着後に変形する影響を組み込むことで理論モデルの展開を図った．この結果は，例えば，腐植や多糖類，タンパク質などの土壌ナノコロイドが砂などのコレクター
粒子に吸着する際の pH の影響を定量的に説明することにつながるのでは，と考えている．
バイロイト大学での研究内容は，土壌物理学だけでなく，吸着現象が関与する製薬，塗料，化粧品など広範な分野に応用可能な基礎的な知見を与える，学術的なえる必要がある．懸濁液内では，コロイドや凝集体同貢献の大きい内容であった．留学後半に行った研究の成果も含めて複数の論文にまとめられる予定であり，士が相互作用し，凝集体の形成と破壊，再凝集が繰り十分な結果を得られたように思う．全体を通してみれ返されることで，懸濁液の流動（レオロジー）特性がば順風満帆な研究生活であったが，その時々では新し

漸次変化していく．私の研究では，相互作用する単位

い環境で研究する不自由さや，馴染みのない分野に挑として，粘土などのマイクロスケールを持つ比較的お戦する難しさを感じることもあった．ここからは，研おきなコロイドに，ナノスケールを持つ微細な土壌有究の様子と日々の生活を振り返りつつ，バイロイトで機物（腐植，多糖類，タンパク質など）が吸着した複の経験を通して得られた学びを報告する．

合体に着目し，複合体間の相互作用の観点から懸濁液

2. 研究室の様子とバイロイトでの生活のレオロジーを明らかにすることを目的に研究してい滞在先の研究室は，Papastavrou 教授と Nicolas Hel-る．その過程で，ナノサイズの有機物の吸着量や吸着

fricht 博士が中心になって研究の舵を取り，秘書と技術者 3 人が研究環境を整え，私を含めて 5 人の博士後期課程の学生と他数人の修士 · 学部生が実働隊として研究を行う，中規模の研究室である (Fig. 3，Fig. 4)．設備
面では，複数の原子間力顕微鏡やリフレクトメトリーなど，質 · 量ともに高水準な実験設備が揃っている．
それに加えて，コーヒーブレイクをとりながら研究について議論を深めたり，仕事終わりにビールを飲みながら同僚と交流したりできる，テラス付きのカフェテリアが付属しており，ストレスを溜めずに存分に働ける設備が整っている．とくに教授陣や技術者の手厚い支えのもとで，学生が活発に議論しながら主体的に研究を進めていたのが印象的であった．この素晴らしい環境下で集中して研究に取り組んだ 11 か月間は，私にとって得難い経験になった．

動を明らかにするためには，懸濁液としての移動を考後の配置，吸着メカニズムを明らかにすることが，複合体間の相互作用を議論するうえで不可欠な要素であるとの着想を得た．そこで，表面分析に豊富な知識と経験を持つ Papastavrou 教授のもとで，吸着に関する研究を行うに至った．
一般に環境コロイドは表面荷電を持つ．そのため，疎水性相互作用などが作用することで吸着粒子と吸着媒との間に十分な引力が働く場合を考えると，吸着粒子間の静電反発力により粒子同士が近づいて吸着できないことが最大吸着量を制限する要因となる（Fig. 2(a)）．とくに吸着粒子がナノサイズの場合には，吸着した粒子が吸着媒周囲の電気二重層内に入り込む形になるため，吸着媒の表面電荷が最大吸着量に与える影響を無視できない．しかしながら実験的にこの現象を扱うためには，吸着媒表面の帯電状態のみを変化させた実験を行う必要があるため技術的に難しく，その様な実験はこれまで行われてこなかった．そこで，私がバイロイト大学で行った研究では，電気化学と表面分析の技術を組み合わせた装置（電気化学水晶振動子マイ

周囲の人や環境に恵まれた留学にあっても，最初の3 か月間はとにかく全てが新鮮で，楽しみつつも必死に研究室やドイツでの生活に慣れようとしていたように思う．例えば，滞在先の研究室では安全面への配慮が行き届いており，ひとりで残って実験を続けること

土粒子：バイロイト大学での研究を振り返って55

は禁止されていた．同僚は大抵 17 時から 18 時には全とであると思えるようになった．一方で，言語の問題

員帰宅するので，一回数時間かかる実験は計画的に進で議論が不十分になることや，研究の成果がうまく伝める必要があり，1 日のリズムが定まるまでは準備しわらないことは悔しく，道具としての英語能力の必要た溶液が無駄になってしまうことも多々あった．この性を痛感した．留学を通して辿り着いたこれらの考えように書くとあたかも苦労したかのようであるが，論方は，今後の研究生活に大きく寄与するように感じら文で読んだことしかない装置を使ってデータを取れる

れる．

ことがうれしく，舞い上がっている間に徐々に慣れることができたというのが実際のところであった．
学生の間に留学することは，海外の文化に馴染むこバイロイト大学では，博士後期課程の学生が学部生の実験の授業を受け持つため，私も 10 月以降に何度か学生実験を担当した．私自身ドイツで一度も授業をとに大きなアドバンテージがあるように思う．実際に私の場合は，現地学生のコミュニティに自然に参加できたため，学内のクラブ活動やダンスパーティーなど
学生ならではの活動や，ビアフェスやクリスマスマー
ケットなどのイベントに参加する機会に恵まれ，ドイツの文化に親しむことができた（Fig. 5）．私は学部生の頃に 2 か月間韓国に留学した経験がある．その時の経験と比較しても，所属先が定まっている研究留学は，留学関係の手続きや現地の文化への馴染みやすさの面でハードルが低いように感じる．
留学を通して最も辛かったのは，渡航から 3 ヶ月ほ
ど経ち，ドイツでの生活に徐々に慣れてきたころに体調を崩したことだった．ドイツの美味しくて重たい料
理を食べ過ぎたせいか，約半年のあいだ腹痛に悩まされた．海外で体調を崩すと日本にいるときに比べて不Fig. 3 研究室付属のカフェテリアのテラスで撮った研究室の集合写真．一番右の男性が Papastavrou 教授．

安を煽られる．この時の腹痛からは，体が資本だということを改めて思い知らされた．結果的に何度か病院に通ったわけだが，初めて病院に行くまでは言語の問
題や保険制度への理解不足から躊躇いがあった．それでも恐る恐る病院に行ってみれば，お互い英語が片言でも意思疎通が図れ，薬を飲んで症状が多少落ち着いたときに安堵したことを良く覚えている．病院に限らずドイツでの生活は，日本にいるときに比べて様々なことが少しだけ難しい．ごみの捨て方がわからない，
携帯が契約できないといった小さな問題が起きて，それらをひとつ解決するごとに自信がついての繰り返しだった．この小さな挑戦と成功の繰り返しの中で，大Fig. 4 博士課程学生控室の様子．

抵のことは何とかなると気楽に構えられるようになり，新しいことに取り組むことへの抵抗感が薄らいだ
ことは，留学を通しての成長と感じている．
留学が半分くらい終わった秋口には，ドイツでの研究にも生活にもだいぶ慣れて余裕が出てきていた．毎日実験している中でふと気が付いたことは，海外でも日本でも研究の本質は変わらない，ということだった．
今にして思えば当然のことのように思うが，実験をして結果をまとめ議論する過程は，自分が日本でやってきたことそのものだった．この気づきから，国際的であることに変に気負わず，まずは自分の中に知識と経験を溜め込み，技術を身に付け，発信するに値する成果を得ることが，研究を続けていくうえで重要なこFig. 5 研究室の学生と研究室付属のカフェテリアのテラスにてバーベキューを行っている様子．夏はテラスでバー
ベキューが，冬は屋内のカフェテリアで懇親会が毎週のように開催される．

56

土壌の物理性第 143 号

(2019)

受けたことが無く，仕組みも分からず，もともと農学

しい国際論文を多数読み，国際学会を通して海外の学部出身の私と物理化学系の学生とでは背景がまったく生と交流する中で，自分の研究力が国際的に通用する

異なることから，戸惑いは大きかった．同僚にひたす

ものなのか疑問を覚えた．そこで博士後期課程に進学ら質問することで授業制度の概要を掴み，自分で実験の題材や条件を設定し，英語で授業することには四苦することを決めたころから，新しい環境で未知の技術を学びつつ海外の研究状況を肌で感じられる留学を希八苦させられた．とくに EQCM を用いた実験では，ド望していた．

イツに来てから自分で本を読んで初めて学んだ電気化

実際の日程としては，博士後期課程 1 年次の 6 月に学の知識を学生に教える必要があり，容易にはいかな

は Papastavrou 教授に留学を希望する旨を伝え，許可をい挑戦だった．最終的に学生にとってどれだけ良い授頂いていた．留学先の選定や留学先とのやり取りは，業ができたかわからないが，右も左も分からない中で小林幹佳准教授にご助力いただいた．留学に先立っ実験指導の役割を遂げられたことは，研究を続けていて，前年の 9 月に一度 Papastavrou 教授のもとを訪問

くことへの自信につながっている．また，今振り返る

して打ち合わせを行えたことは，留学の準備や留学後と，ドイツの教育現場を体験し，教育方針や制度，日の研究をつつがなく進めることの助けになっただけで本とドイツの学生の質の違いなどに対して理解を深め

なく，留学中の滞在費を獲得するうえで大きなアドバられたことは幸運であった．この経験を通して，互いンテージになったと思う．

の背景知識が異なる場合における認識の擦り合わせの金銭面は，幸いなことに，日本学術振興会の DC1 と重要さをしみじみと感じたこともあり，帰国後は留学

若手研究者海外挑戦プログラムから援助して頂いた．

前よりも留学生とコミュニケーションを積極的に取る

若手研究者海外挑戦プログラムは採択率が高く，3 かようにしている．

月以上の滞在であれば 100 ∼ 140 万円の滞在費と航空留学が終わりに近づいた 12 月頃からは，研究の最終券代が支給されるため，多少留学期間を絞れば十分な目標が定まって少しでも先に進めようと一層意欲的に額の援助を受けられる．早くから準備できる人には申働いていたことと，腹痛が収まり体調を気にせずクリ

請する価値があるように思われる．

スマスマーケットなどを楽しめたことから，最も充実

留学することが決まる前には，未知の環境で行う質した期間だった．最後の数ヶ月は飛ぶように過ぎて，の高い研究への期待に胸を膨らませる一方で，海外でドイツを離れるのが寂しいと思っていたら，あっといの研究生活に適応できるのかという不安と，日本でのう間に帰国の日を迎えていた．留学が充実したものと研究が一時中断されてしまうことで業績が得にくくなったのは，周囲の方々，とくに Papastavrou 研の方々なるリスクから，臆している部分もあった．しかしなの支えによる所が大きい．研究面だけでなく生活面にがら，実際に留学してみれば，興味深い研究成果と新おいても，不慣れな私を常に気遣い手助けしてくれた

しい研究手法を得られたことに加えて，素晴らしい同ことには大変感謝している．帰国後も Papastavrou 研

僚に囲まれて，日本では経験できない新鮮な出来ことの方とは論文を投稿する準備や SNS を通して連絡をにあふれた有意義な日々を過ごすことができた．少な

取り合っている．遠い海外に同じ学問を志す同僚がいいサンプル数ではあるが，私の経験から鑑みるに，多るというのは何だかうれしく，研究のモチベーション

少のリスクを負ったとしても留学にはそれ以上に挑戦に繋がっている．

する価値があるように思う．もし大学院生で留学する

3. 留学の勧め

チャンスがあるのなら，ぜひ挑戦することを勧めたい．

本稿の最後に，留学を検討している学生の動機付け
やその周りの人の参考になることを期待して，私が留学を希望した理由と留学に至るまでの経過を紹介する．
私は学部から博士後期課程に至るまで，一貫して筑波大学に所属している．このことは専門性を高めることに役立っているが，一方で知識や経験に偏りが生じ，学位取得後に異なる研究環境に適応することが難しくなるのではないかという懸念があった．また，素晴ら

Acknowledgements
The author is grateful for Prof. Dr. Georg Papastavrou, Dr. Nicolas Helfricht, and laboratory members in
Bayreuth University for giving me the fruitful and happydays. The author also appreciates to Dr. Motoyoshi
Kobayashi for giving me this great opportunity to go to
Bayreuth. This exchange was financially supported by
JSPS programs (JSPS Overseas Challenge Program for
Young Researchers, DC1, KAKENHI 17J00332).

会 務 報 告4. 編集幹事報告（1）143 号発行予定
5. 2019 年度大会の準備状況と役割分担
6. 会員メールアドレスの整備
7. その他

I. 2019 年度 第 2 回事務局会議
月日：2019 年 6 月 7 日
場
所：農業環境研究変動センター 453 会議室
出席委員：足立（会長），小林（副会長）
，江口（編
集委員長）
，山下（事務局長），朝田（編集幹事），岩田（監査），吉川（監査）議

題：
1. 第 1 回事務局会議の議事録案確認
2. 事務局長報告（1）第 1 回評議員会の開催準備（2）評議員への委嘱状発行（3）ホームページの管理（4）ホームページの保守契約（5）関係団体への連絡先登録変更の状況（6）JpGU2019 大会での学会案内の配布（7）JpGU 学協会長会議の招集（8）共催依頼
3. 会計幹事報告（1）会費納入の会告案（2）予算動向（3）会員動向
4. 編集幹事報告（1）142 号発行予定（2）本誌掲載論文の図書館リポジトリへの収録
5. 60 周年記念事業
6. 2019 年度大会の準備状況
7. 広報 · 連絡の今後のあり方
8. オンラインジャーナルの今後のあり方
9. その他

II. 2019 年度 第 3 回事務局会議
月日：2019 年 7 月 18 日
場
所：農業環境研究変動センター 453 会議室
出席委員：足立（会長），小林（副会長）
，江口（編
集委員長）
，山下（事務局長）
，西脇（会
計幹事）
，朝田（編集幹事），小島（庶務幹事），岩田（監査），吉川（監査），櫻井（オブザーバ）議

題：
1. 第 2 回事務局会議の議事録案確認
2. 事務局長報告（1）第１回評議員会の結果報告（2）第２回評議員会の結果報告（3）ホームページの管理（4）「土壌の物理性」の J-Stage 登載
3. 会計幹事報告（1）予算動向（2）ゆうちょ web サービスへの移行

III. 2019 年度 第 4 回事務局会議
月日：2019 年 9 月 30 日
場
所：農業環境研究変動センター 453 会議室
出席委員：足立（会長），小林（副会長）
，江口（編
集委員長）
，山下（事務局長）
，西脇（会
計幹事）
，朝田（編集幹事），小島（庶務幹事），岩田（監査），吉川（監査），櫻井（オブザーバ）議

題：

1. 第 3 回事務局会議の議事録案確認
2. 事務局長報告（1）会員メールアドレスの整備（2）第 3 回評議員会の結果報告（3）第 4 回評議員会の準備状況と議題整理（4）学会賞（論文賞）選考の進捗状況（5）学会賞（ポスター賞）の選考準備
3. 編集幹事報告（1）143 号発行予定
4. 庶務幹事報告（1）「土壌の物理性」の J-Stage 登載
5. 会計幹事報告（1）10 月以降の消費税増税対応（2）2018 年度決算案 · 2019 年度予算案（3）依頼原稿の超過ページ · カラー印刷代金（4）学会誌の寄贈依頼（5）会員動向
6. 2019 年度大会の準備状況と役割分担
7. その他

IV. 2019 年度 第 2 回評議員会
月日：2019 年 6 月 17∼ 24 日
開催形式：メール会議
出席議員：石黒宗秀，竹内晴信，波多野隆介，冠秀昭，高橋智紀，飯山一平，岩田幸良，江口定夫，小林政広，西村拓，吉田修一郎，
取出伸夫，中村公人，森也寸志，中野恵子，常田岳志，橋本洋平（委員 17 名中 17 名参加：成立）
審議事項：

1. 60 周年記念事業に向けた企画

土壌の物理性

58

V. 2019 年度 第 3 回評議員会
月日：2019 年 8 月 20∼ 26 日
開催形式：メール会議
出席議員：石黒宗秀，竹内晴信，波多野隆介，冠秀昭，高橋智紀，飯山一平，岩田幸良，江口定夫，小林政広，西村拓，吉田修一郎，
取出伸夫，中村公人，森也寸志，中野恵子，常田岳志，橋本洋平（委員 17 名中 17 名参加：成立）
審議事項：

1. 大会要旨集の公開方法
2. 情報交換会の値段設定
報告事項：

1. 会長委嘱評議員の追加
2. 評議員メーリングリストへの事務局参加

VI. 2019 年度 第 4 回評議員会
月日：2019 年 10 月 25 日
場
所：筑波産学連携支援センター 第 2 特別会議室
出席議員：石黒宗秀，竹内晴信，岩田幸良，江口定夫，小林政広，西村拓，吉田修一郎，取出伸夫，中村公人，森也寸志，常田岳志，
橋本洋平，長 裕幸（評議員 18 名中 13
名参加 5 名委任状：成立）
出席委員：足立（会長），山下（事務局長）
，西脇（会
計幹事）
，朝田（編集幹事），溝口（オブザーバ）
審議事項：

1. 2019 年度事業計画（案）2. 2018 年度会計決算（案）· 監査報告
3. 2019 年度会計予算（案）4. 学会活性化の企画募集
5. 会則改定案（会員資格喪失の条件）
6.「土壌の物理性」の J-Stage 登載
7. 学会の留学生対応
報告事項：

1. 2019 年度学会賞（論文賞）の選考結果
2.「土壌の物理性」の編集作業と編集方針
3. 共催 · 協賛依頼

VII. 2019 年度 総会
日時：2019 年 10 月 26 日
場
所：筑波産学連携支援センター
つくば農林ホール
次
第：1. 学会長あいさつ
2. 議長選任
3. 審議事項（1）2019 年度事業計画（案）

第 143 号

(2019)（2）2018 年度会計決算（案）· 監査報告
（3）2019 年度会計予算（案）（4）会則改定（会員資格喪失の条件）（案）
4. 報告事項（1）2019 年度学会賞（論文賞）
著者：Ca Thi NGUYEN
Shoichiro HAMAMOTO
Taku NISHIMURA
業 績：Effects of soil amendments on pH andaggregate stability of saline sodic soil and acidsulfate soil in Mekong delta, Viet Nam, 第 141号, p. 3 ∼ 18.
5. 議長解任
6. 論文賞授与式
すべての審議事項について承認された．
※ 2019 年度事業計画
期間：2019 年 4 月 1 日 ∼ 2020 年 3 月 31 日
1. 学会誌「土壌の物理性」の発行
142 号，143 号，144 号
2. 2019 年度土壌物理学会大会 · 総会の開催
日時：2019 年 10 月 26 日
場所：筑波産学連携支援センター· シンポジウム 「土壌 · 水環境のサステナビリ
ティとコロイド界面現象」（つくば農林ホール）· ポスターセッション（第 4,5,6 会議室）
· 企業展示（第 4,5,6 会議室）
· 情報交換会（レストラン自然味工房）
3. 評議員会の開催
第 1 – 3 回（2019 年 6 月 4 – 11 日, 6 月 17 – 24日, 8 月 20 – 26 日 メール審議）
第 4 回（2019 年 10 月 25 日：筑波産学連携支援
センター第 2 特別会議室）
以降は、審議事項にあわせて適宜開催
4. 学会賞（論文賞，ポスター賞）の表彰
5. 企画の準備
6. その他
共催事業（1）日本地球惑星科学連合 2019 年大会 セッション共催
主催：日本地球惑星科学連合
開催日：2019 年 5 月 26 – 30 日
· 原子力災害被災地おける農業再生と風評被害払拭のための教育研究· 流域の物質輸送と栄養塩循環 — 源流域から沿岸海域まで —· 地質媒体における物質移動，物質循環と環境評価（2）農業農村工学会 土壌物理研究部会 第 58 回
研究集会
主催：農業農村工学会 土壌物理研究部会
開催日：2019 年 10 月 25 日

59
協賛事業
（1）The International Seminar and Congress of Soil
Science
主催：インドネシア土壌科学会，パジャジャラン大学
開催日：2019 年 8 月 5 – 7 日（2）日本学術会議公開シンポジウム「土と持続可能な開発目標（SDGs）」
主催：日本学術会議農学委員会土壌科学分科会，IUSS 分科会
開催日：2019 年 9 月 2 日（3）2019 年度界面動電現象研究会
主催：界面動電現象研究会，高分子学会 高分子と水 · 分離に関する研究会
開催日：2020 年 3 月 9 日

IX. 2018 年度会計収入 · 支出決算報告
60 頁のとおり

X. 2018 年度会計監査報告

会計監査報告書2019 年 4 月 5 日
土壌物理学会会長 石黒 宗秀

殿
土壌物理学会
会計監査

VIII. 2019 年度 第 2 回編集委員会
月日：2019 年 10 月 16 日 ∼ 10 月 31 日
開催形式：メール会議
出席委員：江口定夫，赤羽幾子，飯山一平，片柳薫
子，久保田富次郎，小林幹佳，佐野修司，
鈴木克拓，高橋智紀，釣田竜也，常田岳
志，橋本洋平，深田耕太郎，渕山律子，
百瀬年彦，渡辺晋生（委員 16 名中 16 名
参加：成立）
議事内容

1. 議題（1）編集委員長より，「土壌の物理性」の J-Stage
移行について説明がなされ，移行については全会一致で承認された．
（2）編集委員長より，「土壌の物理性」の J-Stage
移行時のルール等について説明がなされ，移行の時期 · 内容については，編集委員より，様々な意見が出された．
（3）編集委員長より，「土壌の物理性 143 号」の発行計画が提案され，全会一致で承認された．
（4）編集委員長より，「土壌の物理性」で企画する特集についてアイディア募集の依頼があり，編集委員より，様々な意見が出された．
（5）編集委員長より，次年度の学会大会シンポジウムのテーマについてアイディア募集の依頼があり，編集委員より，様々な意見が出
された．
2. 報告
（1）編集幹事より，原稿の閲読進捗状況について報告がなされた．周囲への投稿の呼びかけが依頼された．

会計監査報告2018 年度，土壌物理学会会計の収支決算書ならびに関係帳簿類について，2019 年 4 月 5 日に厳正に監査を行った結果，それらの執行は適正であり，提出のとおり相違ないことを確認した．

XI. 2019 年度会計予算
61 頁のとおり

土壌の物理性

60

第 143 号

(2019)

IX. 2018 年度会計収入 · 支出決算報告
自 2018. 4. 1
至 2019. 4. 2

収入の部
項

予算額

決算額

繰越金

7,405,083

7,405,083

0

正会員会費

2,112,000

1,919,500▲ 192,500

5,500 円 × 349 口

シニア会員会費

76,80072,000▲ 4,800

3,000 円 × 24 口

学生会員会費192,000

186,300▲ 5,700

3,000 円 × 62 口 + 300 円

賛助会費

288,000

472,500

184,500

8 社（広告費含む）

出版物売上

262,500

344,250

81,750

46 口

大会参加費

270,000

275,000

5,000

要旨集 3,000 円 × 70 人 ＝ 210,000 円，
企業展示 20,000 円 × 2 社 + 25,000 円 × 1 社= 65,000 円

雑収入

93,61788,700▲ 4,917

土壌物理用語辞典印税 36,000 円，著作権協会
40,295 円，懇親会残金 12,384 円，利息 21 円

10,700,000

10,763,333

63,333

合

目

計

増

減

備

考

▲：収入減
支出の部
項

目

予算額

決算額

1,800,000

1,584,511

215,489

総会，シンポジウム費

800,000

929,525▲ 129,525

総会，シンポジウム，要旨集代，アルバイト代，施設使用料等通信費50,000161,815▲ 111,815

請求書送付料等（会誌発送料含む）

文具費

20,0004,198

15,802

賃金

30,00039,000▲ 9,000

業務アルバイト（請求書等発送，質疑音声
起こし）

交通費

300,000

196,860

103,140

交通費等

会議費

50,0004,708

45,292

評議員会会場費，事務局会議費

学会賞選考委員会費

50,00013,88036,120

賞状 · 記念品代等

選管委員会費100,000

59,00041,000

名簿作成，印刷費等

学会管理費

200,000

322,336▲ 122,336

予備費7,300,000

07,300,000

合10,700,000

3,315,833

7,384,167−

7,447,500−

10,700,000

10,763,333▲ 63,333

会誌製作費

計

次年度繰越金
合

計

増

減

▲：支出増

備

考

会誌 137，138，139，140 号発行費
（論文 HP 管理費含む）

ファイル，ペン等

地球惑星連合会費，HP 管理費 3 年分

61
XI. 2019 年度会計予算
自 2019. 4. 3
至 2020. 3.31

収入の部
項

目

当年度予算

前年度予算

7,447,500
1,012,000

7,405,083
2,112,000▲ 1,100,000

シニア会員会費

55,20076,800▲ 21,600

23 人 × 3,000 円 × 0.8 = 55,200

学生会員会費99,000

192,000▲ 93,00066 人 × 3,000 円 × 0.5 = 99,000

賛助会費

144,000

288,000▲ 144,000

8 社 × 22,500 円 × 0.8 = 144,000

出版物売上

300,000

262,500

37,500

大会参加費

150,000

270,000▲ 120,000

雑収入

102,300

93,6178,683

合計

9,310,000

10,700,000▲ 1,390,000

繰越金
正会員会費

増

減

備

考

42,417230 人 × 5,500 円 × 0.8 = 1,012,00040 口 × 7,500 円 = 300,000
参加費 (50 人 × 3,000 円 = 150,000)
著作権料，その他

▲：収入減
支出の部
項

目

当年度予算

前年度予算

1,500,000

1,800,000▲ 300,000

会誌 141，142，143 号発行費
（1 号約 50 万円）

総会，シンポジウム費

500,000

800,000▲ 300,000

総会，シンポジウム，要旨集代，アルバイト代，施設使用料等

通信費

180,000

50,000130,000

会誌，請求書送付料等

文具費

50,00020,00030,000インク，ファイル，ペン等

賃金

30,00030,0000

交通費

100,000

300,000▲ 200,000

会議費

50,00050,0000

評議員会会場費学会賞選考委員会費

50,00050,0000

賞状 · 記念品代等

0

100,000▲ 100,000

企画費

500,0000

500,000

学会管理費

200,000

200,0000

予備費

6,150,000

7,320,000▲ 1,170,000

合9,310,000

10,720,000▲ 1,410,000

会誌製作費

選管委員会費計増減

備▲：当年度減考業務アルバイト（請求書等発送，質疑音声
起こし）

交通費等

出版助成等
ホームページ管理費用，地球惑星連合会費等

土壌の物理性

62

XII. 会員消息（2019 年 10 月 31 日まで，敬称略）
退会

入会

シニア会員 永塚
学生会員
関口
正 会 員

正 会 員
正 会 員
正 会 員
正 会 員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員
学生会員

石田
稲葉
岡田
橿
川村
清本
小関
谷口
土井
浪江
西尾
野宮
林
伴田
平林
福間
升田
蜜澤
山田

正 会 員

拓也
智
華保
真由香
宜也
翼
拓也
和広
楓
日和
拓哉
高由
靖人
千紘
亮太
大起
直希
岳
枝梨乃

会員種別変更
正 会 員 → シニア会員

学生会員 → 正 会 員

佐賀大学
筑波大学
三重大学
岡山大学
三重大学
三重大学
茨城大学
茨城大学
佐賀大学
石川県立大学
石川県立大学
筑波大学
筑波大学
石川県立大学
明治大学
京都大学
佐賀大学
石川県立大学
筑波大学

横井
安西
加藤
伊東
青木

(2019)

現在会員数（2019 年 10 月 31 日現在）
正会員

鎭男（ご逝去）覧人

板津透株式会社 ヴィジブル インフォ
メーション センター齋藤龍司
長野県野菜花き試験場
佐藤太郎
新潟県農業総合研究所
佐藤
直人
明治大学
杉本
卓也
東京大学
辻本 久美子
岡山大学
樋口 由美子
あめつち研究所

正 会 員

第 143 号

義雄
徹郎
誠
雄樹
伸輔

：

230

シニア会員 ：

23

学生会員

69

：

賛助会員
：
8
—————————————
小 計
：
330
購読会員
：
35
—————————————
合 計
：
365

63

—編 集 後 記—
皆様，第 143 号はいかがでしたか？ 私は，今回掲載された記事の原稿チェックをした関係で，編集後記を担当することになりました. どうぞよろしくお願いいたします. 土壌の物理性第 136 号の巻頭言で，石黒宗秀先生が，「土と内臓」（築地書館）という書籍を紹介されていました. 気になって読んでみたところ，とても面白い！ と思いましたので，私なりにこの本を読んで考えたことを書いてみようと思います.
タイトルにある内臓とは，私たちにとってのいわゆ
る内臓であり，特に大腸を指しています. そして，この本では，もう一つ，植物の根という意味でも使われています. 大腸とその内側の空間（内腔と呼ばれます）をひっくり返したものは，根と根圏にそっくりであるということが指摘され，その空間における人または植物と微生物の健全な共生関係が，人または植物の健康において重要であると著者は主張しています. この本は，生命を，一つの独立したものとしてではなく，複数の生物が相互に作用しあう生態系であると見ています.
さて，読んで驚いたことには，この本の中には土壌物理学という単語が出てくるのです. 日本語訳では次のように書かれています. 「土壌生態学は，土壌物理学や土壌化学のようなはるかに確立された分野に比べると，まだ幼年期にある. 」私は，科学読み物の中で，今まで土壌物理学という単語に出会ったことがなかった
ので，ちょっと嬉しくなってしまいました.
この一文に対する印象は人それぞれだと思います.
私自身は，土壌生態学をまったく知りませんが，生命の多様さや複雑さを考えると，土壌生態学の未知なる領域が広大であることはなんとなく分かるなと思いま
した. また，土壌物理学が，ダルシー則や流体力学の考
え方を理論の土台にしていることや，条件を整えられる室内実験を得意としていることなどを考えると，確立されている部分はある，といえそうです.
最終的に気になったのは，土壌生態学と土壌物理学の関係はどうなっているのだろうか，というものでした. 例えば，土壌微生物と植物の共生関係が，土壌の物理性とどう関係しているのか，私は説明できません.
そもそも，これは重要な問いなのか分かりません. しかし，例えば人の健康は，血圧や心電図といったいろ
いろな測定値から判断されます. 同じように，土壌生態系のバイタルサインを土壌物理学は提供できるのでしょうか？ この問いを追求するためには，私たちは，確立されていると言われた土壌物理学を，根圏，つまり生命という視点で見る領域にまで適用する必要がありそうです.
深田耕太郎（編集委員）

土壌物理学会
事務局構成

会
長
副 会 長
事務局長
庶務幹事
編集幹事
会計幹事
会計監査

編集委員会

委 員 長
委
員

足立
泰久
小林
政広
山下
祐司
小島
悠揮
朝田
景
西脇
淳子
吉川
省子
岩田
幸良
江口
定夫
赤羽
幾子
飯山
一平
片柳
薫子
久保田富次郎
小林
幹佳
佐野
修司
鈴木
克拓
高橋
智紀
釣田
竜也
常田
岳志
洋平
橋本
深田 耕太郎
渕山
律子
百瀬
年彦
渡辺
晋生

筑波大学 生命環境系
森林研究 · 整備機構 森林総合研究所
筑波大学 生命環境系
岐阜大学 工学部
農研機構 農業環境変動研究センター
茨城大学 農学部
農研機構 農業環境変動研究センター
農研機構 農村工学研究部門
農研機構 農業環境変動研究センター
農研機構 農業環境変動研究センター
宇都宮大学 農学部
農研機構 農業環境変動研究センター
農研機構 農村工学研究部門
筑波大学大学院 生命環境科学研究科（地独）大阪府立環境農林水産総合研究所
農研機構 中央農業研究センター（北陸研究拠点）
農研機構 東北農業研究センター（大仙研究拠点）
森林研究 · 整備機構 森林総合研究所
農研機構 農業環境変動研究センター
東京農工大学大学院 農学研究院
島根大学 生物資源科学部
農研機構 九州沖縄農業研究センター
石川県立大学 生物資源環境学部
三重大学大学院 生物資源学研究科

土壌物理学会会則

細則（1）シニア会員
第 1 条 本学会は土壌物理学会（Japanese Society of Soil 1）シニア会員は，これまで正会員であって 60 歳以上のPhysics）と称する．
常勤職に就いていない者
第 2 条 本学会は土壌物理に関する研究の進歩と普及を図り， 2）シニア会員への変更は，資格を有する会員からの申告
農業技術および環境科学の発展に貢献することを目的を受け，事務局が承認する．原則として申告された年とする．
度から適応するが，当該年度中に有資格となった場合
第 3 条 本学会はその目的を達成するために次の事業を行う.
は，次年度から適応する．
（1）研究発表会，討論会および見学会などの開催
3）シニア会員の権利は正会員に準ずる．ただし，会則第（2）学会誌「土壌の物理性（Journal of the Japanese Society
6 条で定める役員および第 9 条で定める委員会委員にof Soil Physics）」並びにその他の印刷物の発行就くことはできない．
（2011.10.28 制定 2017.10.14 改正）（3）内外の研究，技術の交流および他の学会，諸団体との協力（4）優れた論文に対する表彰「土壌の物理性」投稿規定（5）その他，本学会の目的を達成するために必要な事業
第 4 条 本学会の会員は，正会員，シニア会員（これまで正会
1. 筆頭著者は本学会会員であること．
員であって 60 歳以上の常勤職に就いていない者），学
2. 投稿原稿の区分と規定ページは下記による．
生会員および賛助会員，購読会員の 5 種とする．学会
1）「論文」（Original papers）：独創性があり，土壌への入会または退会の際は，本学会に届け出なければの物理性に関する研究および技術の進歩に寄与すならない．
ると見なされるもの．一編ごとに論文としての構
第 5 条 会員は次の会費を所定の期日までに納めるものとする．
成を整えていて，他誌に未発表のものに限る．規定ページを刷り上がり 8 ページ以内とする．
正会員
年額
5,500 円
2）「研究ノート」（Notes）：土壌の物理性に関する新
シニア会員
年額
3,000 円しい事実や研究方法の改良などの短い報告で，独学生会員
年額
3,000 円創性があり他誌に未発表のもの．規定ページを刷（大学院生を含む）
り上がり 6 ページ以内とする．
賛助会員
一口年額
22,500 円
3）「総説」（Reviews）：土壌の物理性に関する主題に
購読会員
会誌年額
7,500 円ついて，それまでの研究を総括し，今後の発展方
広告料
賛助会員
15,000 円
向を展望するもの．規定ページを刷り上がり 10
賛助会員以外22,500 円
ページ以内とする．
第 6 条 本学会に次の役員をおく．任期は 2 年とする．ただ4）「解説」（Lectures）：土壌の物理性に関する諸事
し，3 期連続の重任は認めない．選出方法は次による．
項の理解を計るための平易な解説，ならびに研究（1）会長 1 名，副会長 1 名，編集委員長 1 名
技術の普及交換を進めるための紹介など．規定
正会員の中から評議員会によって選出される．
ページを刷り上がり 8 ページ以内とする．
（2）評議員
5）「研究紹介」（My research）：現在行っている研イ 15 名 正会員の中から選挙によって選出される．
究，他の学会誌等に掲載された論文，研究上の工ロ 3 名以内を会長が正会員の中から委嘱する．
夫などについての平易な紹介．規定ページを刷り（3）会計監査 2 名
上がり 6 ページ以内とする．
正会員の中から評議員会によって選出される．
6）「資料」（Miscellaneous）：広く会員の参考となる（4）事務局長および幹事若干名
報告や情報．規定ページを刷り上がり 6 ページ以事務局長および若干名の庶務，会計，編集の幹事を会内とする．
長が委嘱する．
7）「土粒子」（Readers’ column）：「土壌の物理性」
第 7 条 会長は毎年 1 回以上総会並びに評議員会を招集する．
周辺のことについての随想や意見など．規定ペー（1）総会は本学会の最高議決機関であって，事業計画，予ジを刷り上がり 2 ページ以内とする．
算 · 決算，会則の変更等を決定する．総会は正会員，
8）「講座」（Lecture series）：「解説」と本質的な違い
シニア会員および学生会員で構成される．
はないが，特に編集委員会が企画して複数回にわ（2）評議員会は，会員の選挙によらない役員の選出，総会たって行うものを指す．規定ページを刷り上がり
議案，その他の重要事項を検討する．評議員会の議長
8 ページ以内とする．
は会長がこれにあたる．
9）「特集」（Topics）
：
「解説」
，
「総説」
，
「論文」
，
「研
（3）総会および評議員会の議決は委任状を含む多数決とす
究ノート」が混在したもので，特に編集委員会がる．ただし，会則の変更は，総会出席者の 3 分の 2 以
企画して複数回にわたって行うものを指す．規定上の賛成を要する．
ページは上記 1) ∼ 4) に同じ．
第 8 条 本学会の会務は，評議員会および総会の議を経て，会
10
）
「書評」
（Book reviews）：規定ページを刷り上が長，副会長，編集委員長および幹事がこれを執行する．
り2
ページ以内とする．
会務執行に必要な規程は別に定める．
11）「巻頭言」（Foreword）：規定ページを刷り上がり
第 9 条 本学会に次の委員会をおく．
2
ページ以内とする．
（1）選挙管理委員会
なお，上記区分において，編集委員会が会員また正会員の中から評議員会によって選出され，本学会のは会員以外に投稿依頼することがある．
評議員選挙を管理する．
3.
原稿の採否は編集委員会が決定する．編集委員会は，（2）編集委員会「論文」および「研究ノート」については 2 名，その正会員の中から評議員会によって選出される委員によっ
他の投稿原稿には 1 名の閲読者を選んで閲読を依頼すて構成され，学会誌その他の印刷物の編集に当たる．
る．ただし，
「土粒子」
，
「書評」
，
「巻頭言」について（3）学会賞選考委員会
は，この限りでない．
正会員の中から評議員会によって選出される委員に
4. 投稿原稿が 2．に記す規定ページを越える場合には，1よって構成され，学会賞を選考する．
ページあたり 10,000 円を著者負担とする．ただし，第 10 条 本学会の経費は会費その他の収入を持ってあてる．本
編集委員会が会員または会員以外に投稿依頼した原稿
学会の会計年度は毎年 4 月 1 日に始まり翌年 3 月 31の場合はこの限りでない．また，カラー印刷の場合は日に終わる．
実費を著者負担とする．
附則
5. 投稿する場合は、投稿原稿（本文，図表含む）および（1）本学会の連絡先は，これを当分の間次に置く．
原稿送り状（別紙書式）の PDF ファイルを編集委員〒305-8572 茨城県つくば市天王台 1 丁目１−１
長宛に提出する．ただし、編集委員会が別途指示した
筑波大学 生命環境系 環境コロイド界面工学研究室内
場合はこの限りではない．
（2017.10.14 改正）

6. 投稿原稿を受け付けた場合，編集委員会は速やかに受 13. 章の見出しは 1.，2.，3.，節の見出しは 1.1，1.2，
1.3，項の見出しは 1.1.1，1.1.2，1.1.3 のようにし，付番号と受付日付を明示した電子メールまたは書状を
字体はゴシック体とする．
投稿者に送る．また，投稿原稿の掲載を決定した場合，最終原稿を受領したのちに受理日付を明示した書状を 14. 略語，略号を使うときには，はじめにそれが出たときに正著者に送付する．
式名称とともに示す（例：陽イオン交換容量（CEC））．
7. 著者に対して修正を求めた原稿が，特別な事情なく 15. 単位の使い方は，国際単位系（SI）による．
6 ヶ月以内に再提出されないときは取り下げと見なす．
図表
8. 著者校正は初校のみとする．また，特に申し出がない 16. 日本語および英語の原稿ともに，図または写真の番号
限り印刷ずみの原稿は返さない．
は Fig. 1，表は Table 2 のように書く．
9. 掲載された論文等の PDF ファイルを著者に贈呈する． 17. 日本語の論文，研究ノートの場合，図，表，写真の題
また，著者は別刷りを印刷業者から購入することがで
名には英語を併記する．
きる．
18. 図，表，写真は必要最小限度とし，同一事項を表と図10. 掲載された論文等は土壌物理学会ホームページ上にもに重複して表示する事は避ける．
掲載する．論文，研究ノート，総説，解説，資料，講 19. 図，表，写真は 1 ページに 1 つずつ貼り付け，余白に座については，掲載誌発行後一年間は土壌物理学会員
図表等の番号を記す．
のみが閲覧できる．ただし，著者はオープンアクセ 20. 図と写真はそのまま製版されるので，鮮明なものを提ス（50,000 円：ページ制限なし）を選択することで，出する．
ホームページ掲載直後から誰もが閲覧可能な状態とす 21. 図は 1/2 倍などとおよその縮小率を指定し，2 倍くらることができる．
いに大きく書く．図の線の太さや文字の大きさは，刷11. 本誌に掲載された論文等の著作権は土壌物理学会に帰り上がりの大きさを考慮して決める．
属する．
22. 地図や顕微鏡写真には定尺をつけ，縮尺や倍率はつけ（2017.10.14 改正）
ない．
23. 図，表，写真の番号と題名は，別紙にまとめて一覧表「土壌の物理性」原稿執筆要領
とする．
引用文献
全般的事項
24. 本文中で文献を引用する場合は，著者名（西暦），ま1. 原稿は，日本語または英語で執筆する．
たは（著者名，西暦）とする（例：Tanaka（1994），
2. 日本語の原稿は，A4 判，25 字，26 行とし，上下左右（Nakamura and Suzuki, 1981））．著者が 3 名以上のに 30 mm 以上の余白をとる（4 枚で 1 ページになる）．
場合は第 1 著者名のあとに—ら，または et al. をつけ
3. 日本語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，はじめる（例：山田ら（1978），（Tayler et al., 1945））．
に日本語で表題，著者名を書き，そのあとに英語で表25. 引用文献は，本文のあとに著者名の ABC 順に書く．
題と著者名（フルネーム）を書いてから本文を書き始
未発表，私信は引用文献として記載しない．
める．英語の表題は，冒頭の単語の頭文字のみを大文
26. 引用文献の書き方は以下のようにする．
字とし，それ以降は固有名詞等，特に大文字が必要な< 雑誌 >
場合を除き，全て小文字とする．英語の著者名は名の森本 聡, 永田 修, 川本 健, 長谷川周一 (2009): 泥
1 文字目および姓の全てを大文字で記す．また，第 1炭林土壌の温室効果ガスの生成と消失．土壌の物理
ページ下の脚注に，著者の所属機関と所在地を英語で，性，113: 3-12.
Corresponding Author とする著者の氏名と所属を日Fujimaki, H., Ando, Y., Cui, Y. and Inoue, M. (2008):
本語で記す．
Parameter estimation of root water uptake model
4. 日本語の論文および研究ノートは，英語による表
under salinity stress. Vadose Zone Journal, 7: 31題 · 著者名と本文との間に英語で 300 words 程度の
38.
Abstract と 5 個以内の Key words を入れる．
Millington, R.J. and Quirk, J.P. (1959): Permeabil5. 日本語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評を除
ity of porous media. Nature, 183: 387-388, doi:
く）は，引用文献の後に日本語で 350 字程度の要旨，
10.1038/183387a0.
Bitteli, M., Flury, M. and Campbell, G.S. (2003): A
および 5 個以内のキーワードを書く．
thermo dielectric analyzer to measure the freez6. 英語の原稿は，A4 判，ダブルスペースで作成する
ing and moisture characteristic of porous me（約 600 words で 1 ページになる）．
dia. Water Resour. Res., 39(2): W1041, doi:
7. 英語の投稿原稿（ただし，書評は除く）は，Manuscript
10.1029/2001WR000930.
title，Full name of authors を書いてから本文を書き始<
単行本>
める．著者名は First name の 1 文字目および Family
Tinker, P.B. and Nye, P.H. (2000): Solute movement
name の全てを大文字で記す．また，第 1 ページ下
in the rhizosphere, p.308. Oxford University Press,の脚注に，Address of institutions of authors および
New York.
Corresponding author を記す．
土壌環境分析法編集委員会編 (1997): 土壌環境分析法,
8. 英語の論文および研究ノートは，Full name of authors
pp.129-138. 博友社, 東京.
と本文の間に 300 words 以内の英文 Abstract と 5 個
松森堅治 (2005): 地理情報システムを用いた窒素負荷
以内の英語の Key words を入れる．
予測モデル. 波夛野隆介 · 犬伏和之編 続 · 環境負9. 英語の投稿原稿（ただし，資料と土粒子，書評は除く）
荷を予測する, pp. 60-79. 博友社, 東京.
は，引用文献の後に，日本語で表題と著者名，所属機Jury, W.A. (1996): Stochastic solute transport mod関，所在地，350 字程度の要旨，5 個以内のキーワー
eling trends and their potential compatibility with
ドをつける．なお，著者が外国人のみのために日本語
GIS. In Corwin, D.L. and Loague, K. (ed.) Appli部分の作成が困難な場合，英語部分からの和訳により，
cation of GIS to the modeling of non-point source
編集委員会の責任でこれらを作成する．
pollutants in the vadose zone, pp.57-67. SSSA Special Publication No. 48, Madison.
10. 英語の適正化はすべて著者の責任において行うこと．自<Web ページ >然科学論文の執筆や校正に経験のある英語のネイティブ
FAO-AGL (2000): Global extent and location of sodic
スピーカーによってチェックされている事が望ましい．
soils. Available at http://www.fao.org/ag/AGL
11. 閲読終了後に最終原稿を提出するときには，編集委員/agll/prosoil/sodic.html.（確認年月日）
会が指示する形式の電子ファイルを送付する．
野菜茶業研究所 (2006): 野菜の硝酸イオン低減化マニ
本文
ュアル. http://vegetea.naro.affrc.go.jp/joho/manual
12. 原稿には，閲読作業の効率化を図るため，本文に行番
号を 5 行毎に書き入れる．
/shousan/index.html.（確認年月日）

（雑誌のページには p. や pp. をつけない．本の単数ページを示す場合には p.，複数ページを示す場合にはpp. をつける）
その他
27. 本要項のほか，科学技術情報流通技術基準（SIST）に準拠する．
（2012.12.20 改正）[土壌物理分野の SI 使用例]
国際単位系（SI）については多くの出版物で解説されているので，ここには，土壌物理に特に関連の深い単位の使用例を示す．
推奨される単位認められる単位

含水比
kg kg−1*
体積含水率m3 m−3
体積m3
L, cm3 , mL
密度kg m−3 , Mg m−3
濃度
kg m−3 , Mg m−3
g L−1 , mg L−1
モル濃度
mol m−3
mol L−1
力N
水分ポテンシャル J kg−1
kPa, m, cm, **
透水係数
m s−1
cm s−1
イオン交換容量 molc kg−1, cmolc kg−1
回転数
s−1
min−1
収量
kg m−2kg ha−1, Mg ha−1, t ha−1
* % 表示は，原則として分母と分子の内容が同じものの場合にだけ用いる．
** cm H2 O は使わない．
その他，疑問のあるものについては意見を聞いて編集委員会で検討する．

（2000. 3.10 改正）「土壌の物理性」投稿案内

1. 投稿原稿に対する基本方針
編集委員会は常に会員からの自主投稿を歓迎すると共に，投稿された原稿をなるべく早く，できるだけ掲
載する方向で処理したいと考えています．ただし，「土壌の物理性」に掲載する原稿は読者にとって有益かつ完成したものであることが必要です．編集委員会は，投稿原稿が「土壌の物理性」に掲載するのにふさわしい内容を持つ原稿であるかどうかを基準として，掲載の可否を判断します．なお，他誌との二重投稿は認められません．
2. 投稿原稿に求められるもの
投稿に当たっては，「投稿案内」と共に「投稿規定」「原稿執筆要領」をよく読んでそれに従うと共に，閲読者が多忙な中で時間を割くことをよく理解して最大限に努力して完成した原稿としてから投稿して下さい．
投稿原稿に求められるものは下の通りです．
（1） 内容について
1）オリジナリティーがあること（論文，研究ノートの場合）．
2）本誌の読者にとって有益であること．
3）導入，研究手法から結論に至る過程に論理性があること．
（2） 表現について
1）原稿全体の構成が整っていること．
2）表題が適切であること．
3）文章表現が適切であること．
4）英文アブストラクトや和文要旨が適切であること．
5）SI 単位や記号の使い方が適切であること．
6）キーワードが適切であること．
7）英語の表現が適切であること．
3. 投稿原稿の受付
編集委員会は投稿原稿が体裁上最小限必要とする条件を満たしていることを確認した後，原稿を受け付けます．条件を満たしていない場合には，著者への問い
合わせ，もしくは原稿を受け付けずそのまま返稿する場合があります．
4. 閲読の目的と姿勢
編集委員会は受け付けた投稿原稿が「土壌の物理性」
へ掲載するのにふさわしいかどうかを判定する資料を得るために閲読を行います．編集委員会は適任の閲読者を選定し，閲読を依頼します． 編集委員会は閲読者に対して特に次の点について注意をお願いしています．
1）原稿の内容に対する責任は著者にあること．また，原稿の価値は読者が判断するものであること．
2）閲読は内容の批判や討議を行うものではないこと．
従って，見解の相違は掲載不適の理由にならない
こと．
3）閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にないこと．従って，新たな実験や計算の追加要求などは極力避けること．
4）閲読依頼期限を厳守すること．
閲読者から出された問題点について，編集委員
会は原稿が投稿原稿に求められるものを満たすために必要に応じて著者に修正を求めます．ただし，これは著者に対する指導や助言ではありません．原
稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります．
5. 閲読の手順と投稿原稿の採否（1） 編集委員会は論文，研究ノートについては 2 人，
その他の区分の投稿原稿については 1 人の適任者へ閲読を依頼します．
（2） 閲読者は「2」の投稿原稿に求められる各項目について投稿原稿を評価し，閲読結果を全体意見および個別指摘事項と共に編集委員会へ報告します．
（3） 編集委員会は閲読結果を審議し，投稿原稿の採否を決定します．この際，論文・研究ノートについては原則として下のように取り扱います．
1）閲読者 2 名とも総合判定が A（このまま掲載可）の場合には，閲読結果を受け取った日付で原稿を受理（掲載決定）します．
2）1 名の総合判定は A ，もう 1 名は B（指摘の点が修正されれば掲載可）の場合，または 2 名ともB の場合には，指摘事項について著者に比較的小さな修正を求めます．修正原稿が提出され，編集委員会が修正内容を確認した時点で受理します．
3）1 名の総合判定は B ，もう 1 名は C（指摘の点が修正された後，再閲読する必要あり）の場合，または 2 名とも C の場合には，指摘事項について著者にやや大きな修正を求めます．提出された修正原稿は再び閲読を行います．
4）1 名の総合判定が D（掲載不適）の場合には，第3 の閲読者に判定を依頼することを含め，編集委員会が対応を判断します．
5）2 名の総合判定とも D の場合には，その理由を付けて著者へ返稿します．
6）閲読は 2 回までとし，再閲読においても C または D の判定がある場合には，編集委員会が対応を判断します．
（4）閲読結果の総合判定を D とする理由は次のようなものです．
1）既発表とみなされるもの．
2）重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
3）事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べられているに過ぎないもの（論文，研究ノートの場合）．
4）通説が述べられているだけで，新しい知見が全くないもの（論文，研究ノートの場合）．
5）修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいる
もの．
6）連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7）全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができない
もの．
8）内容が本誌の趣旨に合わないもの．
9）その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくな
いもの．
6. その他
1）共著者は全員が原稿に責任を負って下さい．共著者がいるにもかかわらず，その共著者が原稿を読んでないと判断されるような基本的なミスがある場
合には，閲読を中止して返稿することがあります．
2）修正原稿を返送する場合には，修正結果がすぐに分かるような回答書（指摘事項に対応した修正箇所・内容一覧）を作成し，添付して下さい．

3）原稿は一度印刷公表されると末永く評価と批判の 10. 閲読者から編集委員会へ意見等がある場合は，必ず「編対象になります．閲読意見に対しては極力冷静か
集委員会への意見」として別紙への記入をお願いします．
つ慎重に対処して下さい．誤解があった場合には，（2003. 5.28 改正）
その誤解を解くだけでなく，誤解を受けないような書き方に改める努力が求められます．
4）「掲載不適」で返稿された原稿を再投稿する場合は土壌物理学会学会賞規定
新規投稿扱いとなります．
「掲載不適」とした理由を十分に確認・検討の上，再投稿して下さい． 1. 種類
学会賞に論文賞と優秀ポスター賞をおく．
（2004. 6.29 改正）
2. 論文賞の選考
論文賞は，年 1 回、以下の手順により論文賞選考委員会「土壌の物理性」閲読の手引き「以下，選考委員会」で審査し，評議員会で決定する．
1. 閲読依頼期限の厳守をお願い致します．万一，期限内（1）賞の対象とする論文は，「土壌の物理性」に，原則に閲読が困難な場合には，速やかに編集委員会事務局
として前年度（前年 4 月 1 日から翌年の 3 月 31へ連絡して下さい．
日まで）に掲載された原著「論文」とする．
2.「投稿案内」において，下のものを投稿原稿に求めてい（2）正会員（1 名以上）は, 学会賞受賞候補として（1）
ます．閲読においても，これらをその基準とします．
に該当する論文を自薦もしくは他薦することができる.
（1）内容について（3）（2）に記す論文の推薦は，学会誌「土壌の物理性」
1）オリジナリティーがあること（論文，研究ノートに公示された募集を受け，所定の書類を必要部数揃え，の場合）．
期日までに学会事務局に提出しなければならない．
2）本誌の読者にとって有益であること．
（4）選考委員会では，（1）に該当する論文の中から，
3）導入，研究手法から結論に至る過程に論理性があ（2）の推薦も考慮して受賞候補論文（以下，候補論ること．
文）を審査 · 選考し，評議員会へ付議する．
（2）表現について（5）評議員会では，候補論文が受賞に適格かどうかを判
1）原稿全体の構成が整っていること．
定する．
2）文章表現が適切であること．
3. 優秀ポスター賞の選考
3）表題が適切であること．
優秀ポスター賞（以下，ポスター賞）は年 1 回，以下4）英文アブストラクトや和文要旨が適切であること．
の手順により決定する．
5）SI 単位や記号の使い方が適切であること．
（1）選考の対象は，当該年度の土壌物理学会大会におい
6）キーワードが適切であること．
て発表されたポスターであって，筆頭者は会員とす
7）英語の表現が適切であること．
る．ただし，ポスターの筆頭者が学生の場合に限り，3.「掲載不適」とする理由としては，下のようなものが挙会員外であっても選考の対象に含める．
げられます．
（2）ポスター賞は（1）に該当するポスターの中から，
1）既発表とみなされるもの．
選考委員会および会員の投票により選考する．
（5 件
2）重要な部分に根本的な誤りがあるもの．
以下）
3）事実に基づいた内容ではなく，単なる主観が述べら
4. 表彰
れているに過ぎないもの（論文，研究ノートの場合）．
（1）論文賞は，通常総会において表彰を行う．また会
4）通説が述べられているだけで，新しい知見が全く誌上に公表する．
ないもの（論文，研究ノートの場合）．
（2）ポスター賞は，土壌物理学会大会において表彰を行
5）修正を要する根本的な指摘事項を多く含んでいるう．また，会誌上に公表する．
もの．
（2002.11.23 制定 2013.10.26 改正）
6）連載形式で構成されており，1 編ごとに独立したものと認めがたいもの．
7）全体構成や文章が粗雑で，内容の判定ができない
土壌物理学会学会賞選考委員会規定
もの．
8）内容が本誌の趣旨に合わないもの．
1. 目的
9）その他，本誌に掲載する原稿としてふさわしくな
学会賞選考委員会（以下委員会という）は，論文賞おいもの．
よび優秀ポスター賞の選考を行うことを目的とする．
4. 原稿の内容に対する責任はあくまで著者にあります． 2. 業務
また，原稿の価値は読者が判断するものです．
委員会はつぎの業務を行う．
5. 閲読は内容の批判や討議を行うものではありません． （1）学会賞規定に基づく論文賞および優秀ポスター賞の従って，見解の相違は掲載不適の理由にはなりません．
選考．
6. 閲読者は投稿者に対して研究指導する立場にありませ（2）土壌物理学会学会賞選考に関するその他の事項．
ん．よって，新たな実験や計算の追加要求などは極力
3. 構成
避けて下さい．
委員会は委員長 1 名および委員 5 程度を持って構成する．
7. 閲読者は著者と直接折衝をしないで下さい．著者との（1）委員会は正会員より構成される．
交渉はすべて編集委員会の責任で行います．
（2）委員は評議員会の推薦に基づき総会で決定する．
8. 閲読者として知り得た印刷前の原稿の内容はいかなる（3）任期は 2 年とする．ただし，再任はさまたげない．
形でも利用・引用等出来ません．厳にご注意下さい． （4）委員長は委員の互選により選出する．
9. 著者に修正を求めた後に再閲読で総合判定を D（掲載不（5） 若干名の専門委員をおくことを認める．
適）とすることは，閲読者にとっても著者にとっても非4. 開催
生産的です．完成度の低い原稿などにおいては，修正を委員会は年 3 回程度開催する．
求め再閲読を行うよりも「掲載不適」として練り直し（2002.11.23 制定 2003.11.22 改正）てから新たに投稿するよう促した方がよい場合があります．その場合には，「掲載不適」の理由（「3」参照）
を明示して下さい．個別指摘事項への意見は不要です．

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ローマ字 ∗

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ローマ字 ∗

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author の〒住 所・氏 名
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A4：（
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図
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枚）
枚

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写真（カラー写真番号．
部）

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著者には pdf ファイルを贈呈します．別刷を希望する方は印刷業者から購入することになります．
*著者名は漢字とローマ字の両方を記入してください．

枚）土壌物理学会会員登録用紙[入会 · 退会 · 登録事項変更]

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西暦

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Tel. 029-853-6638 Fax 029-853-7198
E-mail spsyomu@ml.affrc.go.jp

山下祐司

宛

複写される方に本誌に掲載された著作物を複写したい方は，（社）日本複写権センターと包括複写許諾契約を締結されている企業の従業員以外は，著作権者から複写権等の行使の委託を受けている次の団体から許諾を受けて下さい．
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土壌の物理性 第 143 号（会員配布）
発行 土 壌 物 理 学 会

2019 年 11 月 20 日発行〒 305-8572

茨城県つくば市天王台 1 丁目 1-1 筑波大学
生命環境系 環境コロイド界面工学研究室内 山下祐司 宛
電話
029-853-6638
FAX 029-853-7198
E-mailspsyomu ＠ ml.affrc.go.jp
URL
http://js-soilphysics.com/ent
銀行口座
常陽銀行阿見支店（店番 074）
普通 1674384 土壌物理学会 会計 西脇淳子
郵便振替
口座番号：01350-2-40943
加入者名：土壌物理学会
編集委員会事務局（投稿原稿送付先）
所在地はホームページ（http://js-soilphysics.com/ent）で最新の物を確認して下さい．
E-mail kibyosi@ml.affrc.go.jp
印

刷

創文印刷工業株式会社〒 116-0011 東京都荒川区西尾久 7-12-16

ISSN 0387-6012

Journal of the Japanese Society of Soil Physics
No. 143

November, 2019

Contents
Foreword............................................................................

S. EGUCHI

...

1

...

5

...

17

S. HASEGAWA

...

25

M. NANZYO, K. INUBUSHI and Y. YAMAMOTO

...

29

Special section for Cold Regions Research and Engineering
Reviews
Present situation of research on permafrost in Arctic region: View point of terrestrial environmental changes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y. IIJIMA
Original Paper
The application of the ground freezing method for replacing the wall surface of a strip-shaped steel
reinforced earth wall
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y. OSADA, H. SOMA, S. AOKI and K. WATANABE
Miscellaneous
Invitation to review classical studies........................................................................
Soil and Sustainable Development Goals (SDGs) — Soil in Africa, Urban Soil —.......................................

Report of International Seminar and Congress of Indonesian Soil Science Society (ISCO-ISS 2019)
JpGU reports
Preface............................................................................

Y. ADACHI...

33............................................................................

Y. KOJIMA...

35

Report of a scientific session “A-GE28 Subsurface mass transport, material cycle, and environmental
assessment” on JpGU 2019
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y. KOJIMA, S. HAMAMOTO, H. SAITO and Y. MORI

...

37

Report of a scientific session “A-GE30 Conservation and restoration of soil environment
at terrestrial surface” on JpGU 2019..............................................................................

Y. MORI...

39

Report of a scientific session “A-GE31 New roles of soil science for extraterrestrials” on JpGU 2018
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . K. NOBORIO and M. MIZOGUCHI

...

41

Report of a scientific session “A-HW22 Materials transport and nutrient cycles in watersheds;
from headwaters to coastal seas ” on JpGU 2019
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. KOBAYASHI and S. YOSHIKAWA

...

45

Report of a scientific session “H-CG34 Education and research for rehabilitation of agriculture
against harmful rumors in nuclear disaster areas” on JpGU 2018
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . M. MIZOGUCHI and K. NOBORIO
Book review. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Y. HASHIMOTO

...
...

49
51

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A. YAMAGUCHI . . .
................................................................................................
................................................................................................

53
57
63

Readers’ Column
Announcements
Editor’s Postscript

Published by

Japanese Society of Soil Physics
Faculty of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba
1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8572 Japanh p://js-soilphysics.com/