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地域子育て支援拠点施設のリスクマネジメントに関する実証的研究

三重県の地域子育て支援拠点施設(以下拠点施設)全域の調査から地域別の実態、課題を明らかにすること、そして拠点施設のリスクマネジメントの在り方を検討した。全域119か所拠点施設の現状を三重県DetaBoxより関連項目を抽出し地域の傾向を分析した。質問紙調査からは、一般の統計資料から把握することができない三重県における拠点施設の実態や地域別、設置主体(公営・民営)別、建物の形態(保育所併設型・独立型)別と属性との関連、事業の実施状況、保育リスクマネジメントの状況、課題を把握した。さらに環境の実態と課題に対するヒアリング調査からは、(1)立地、駐車場の課題とともに、施設としての機能を果たすため施設の広さ・施設備品設備の課題があった。(2)リスクマネジメントの課題では、感染症対策では部屋の中に手洗い場がない、感染症発症時保育所幼稚園が休園となった時の対応、事故安全対策では、乳児と幼児の活動場所の確保と保護者の子どもの見守りの課題、防犯防災対策では、特に複合施設における不特定の人の出入り、2階の場合など避難通路の確保が困難など。(3)施設の課題への具体的な内容の把握。情報の入手やマニュアルの整備については不十分であり改善の余地がある。(4)個人情報の扱われ方について都市部と郡部では事業担当者の意識に差があった。(5)県単位の研修がなく、研修に対するニーズが高かった。県の主導あるいは近隣自治体が連携した研修の在り方が望まれる。少子化傾向にある三重県では地域特性を踏まえ柔軟な拠点のあり方を検討し、複合施設の場合には拠点施設の機能を果たすことができるような環境と、安心安全に過ごすことのできるリスクマネジメントの視点から複合施設のデメリットを最小限に、メリットを最大限に生かすことのできるような施設環境(ハード面)・人的環境(ソフト面研修体制)を整えていくことが必要だ。1)東北大震災による被害を受けた仙台市施設の視察・ヒアリング2016年8月7日9日。対象は、津波の被害を受けた仙台市内保育所・子育て支援拠点施設5か所。ヒアリング内容は、1被害までに実施していたハザード対策で実際に有効であったこと、2津波被害後にハザード対策で見直したこと、3ハザード対策の課題、の3点である。話の内容を許可を得てICレコーダーに録音し後日これらの聞き取り内容をテキスト化し検討した。今後は、当初計画のとおり「感染症対策」「安全事故予防対策」「ハザード対策」「アレルギー対策」について自治体と連携してマニュアル検討を進めていく予定である。ハザード対策については鳥羽市と連携し検討する予定であり、マニュアル作成についての有効な方向性を得ることができた。2)実態調査三重県における地域子育て拠点施設119か所を対象に1フェイスシート(拠点施設の類型および規模、体制など)、2設置場所、耐震構造・老朽化などの施設整備などのハード面、3感染症対策、アレルギー対策(一時預かり事業実施施設)、ハザード対策などの施設管理のソフト面、4リスクマネジメントに対する意識や実践に対する実態調査を行った。回収率は、70.6%(84箇所)であった。回答があった地域子育て支援拠点施設は、公営が58、民営が25、無回答1であった。内訳は、地域別にみると、南勢志摩地域が最も高く86.7%、松阪地域が最も低く61.1%であった。形態は、71.4%が一般型、連携型14.3%、無回答14.3%であった。形態については保育所併設型は民営、独立型は公営である傾向がみられた(p>0.05)。継続分析中。また三重県では、地域の子どもの人数に応じた地域子育て拠点施設数ではないことから地域により子育て支援の手厚さに差が見られることが推測されるが、地域別の課題等も含みさらなる分析を進めていく予定である。当初の計画通りである。1)文献研究および調査項目の決定三重県の担当者とも連携し、東日本大震災のハザード対策に関連して仙台市の施設を視察ヒアリングを行い項目決定した。2)実態調査県内119か所の地域子育て拠点施設に調査用紙を配布した。回収率は、70.6%(84か所)であった。データ入力および整理終了。中間考察に向けて実態調査の分析・検討中。3)次年度自治体とリスクマネジメントの方策に向けての連携について検討会を打診し、ある程度了解を得ている。4)新規項目としてドローンをリスクマネジメントに活用できるかについても検討中である。1)中間考察平成28年度の実態調査の分析を進めた。三重県の地域子育て支援拠点施設は119か所で地域別に04歳人口千人あたりの施設数をみると、全国平均が1.4か所であるが、三重県では1.7か所と全国平均よりも多く設置されていた。保育所併設型の割合が高い(53.6%)のは、これまでの三重県における子育て支援施策が関連していると示唆される。独立型が公営に多い(p<.05)のは、新設で経費がかかることなどが要因の一つとして考えられる。追加の事業内容として、連携型として必須の訪問型地域子育て支援事業は、8.3%(7)、他の事業では、一時預かり事業20.2%(17)、放課後児童育成事業7.1%(6)、乳児家庭全戸訪問事業・養育支援訪問事業4.8% (4)が実施されていたがこれは全国的には低い実態。感染症の課題では北勢四日市地域が、事故予防の課題では熊野地域、北勢桑名地域が、防犯防災の課題では南勢志摩地域が他地域に比べて高かったが、大きな傾向はみられなかった。

アレルギーは、食事を提供する「一時預かり事業」を実施している施設以外ではリスクがかなり低いため「取組み」「課題」とも記述件数が低くなったと考えられる。2)地域子育て支援拠点施設のヒアリング調査紙のなかで記名施設の半数にあたる20か所にヒアリング実施、課題の明確化、構造化を検討中である。加えて自治体への説明協力も7か所実施。3)リスクマネジメントに焦点化した地域子育て支援拠点施設マニュアル作成ヒアリングを進める中で施設に特化したマニュアルの存在はなく、保育所併設型において保育所のものを準用している実態の明確化、マニュアル作成の重要性を確認した。1)ヒアリング調査の進捗状況課題の分析検討2)マニュアル作成進捗状況3)自治体との連携状況等以上の点において当初の計画通りである。三重県の地域子育て支援拠点施設(以下拠点施設)全域の調査から地域別の実態、課題を明らかにすること、そして拠点施設のリスクマネジメントの在り方を検討した。全域119か所拠点施設の現状を三重県DetaBoxより関連項目を抽出し地域の傾向を分析した。質問紙調査からは、一般の統計資料から把握することができない三重県における拠点施設の実態や地域別、設置主体(公営・民営)別、建物の形態(保育所併設型・独立型)別と属性との関連、事業の実施状況、保育リスクマネジメントの状況、課題を把握した。さらに環境の実態と課題に対するヒアリング調査からは、(1)立地、駐車場の課題とともに、施設としての機能を果たすため施設の広さ・施設備品設備の課題があった。(2)リスクマネジメントの課題では、感染症対策では部屋の中に手洗い場がない、感染症発症時保育所幼稚園が休園となった時の対応、事故安全対策では、乳児と幼児の活動場所の確保と保護者の子どもの見守りの課題、防犯防災対策では、特に複合施設における不特定の人の出入り、2階の場合など避難通路の確保が困難など。(3)施設の課題への具体的な内容の把握。情報の入手やマニュアルの整備については不十分であり改善の余地がある。(4)個人情報の扱われ方について都市部と郡部では事業担当者の意識に差があった。(5)県単位の研修がなく、研修に対するニーズが高かった。県の主導あるいは近隣自治体が連携した研修の在り方が望まれる。少子化傾向にある三重県では地域特性を踏まえ柔軟な拠点のあり方を検討し、複合施設の場合には拠点施設の機能を果たすことができるような環境と、安心安全に過ごすことのできるリスクマネジメントの視点から複合施設のデメリットを最小限に、メリットを最大限に生かすことのできるような施設環境(ハード面)・人的環境(ソフト面研修体制)を整えていくことが必要だ。1)中間考察実態調査の分析・課題の洗い出し。地域子育て支援拠点施設に関して、ハード面、ソフト面の環境条件の構造化試案の検討。2)実態調査1視察・ヒアリングによる実態把握視察・ヒアリングによる地域子育て拠点施設の実態把握2実態調査のデータ入力、整理3)子育て支援拠点施設における「感染症」「アレルギー」「ハザード」対策マニュアルを作成・試行1)ヒアリング継続及び課題の分析と検討。2)最終考察実態調査の分析とまとめ
スピン多面体ナノ磁石における量子磁性の研究

多面体構造を有するナノスピンクラスターは乱れのない高い対称性を有するナノ磁石であり、並進対称性を必要としないために、多様なスピンのトポロジーをとり得る。本研究では、フラストレーションを有するスピン多面体としてlcosidodecahedron構造のMn72Fe30とlcosihedron構造のFe9に関して研究を行った。前者は三角形の角共有ネットワークであり、後者は三角形の辺共有ネットワークである。Mn72Fe30においては、強磁場磁化測定により、磁化の1/3異常が観測され、無秩序による秩序化の機構により磁化プラトーが安定化されることがわかった。また低温での比熱やESRの異常から、この系では相関の飽和による疑似相転移が見られることが示された。また、磁気状態数大きくなると、磁化の多段のステップが混成効果により消失する事が見いだされた。さらに、Fe9に関しては、スピンカイラリティの自由度が存在するために、ハーフステップ現象が生じることを示した。また本研究では、多面体を構成する三角リングの量子ダイナミックスをスピンカイラリティの自由度により生じる特徴的な準位交差により明確に説明することに成功した。さらにリング、ボール、チューブを通じて新しい内部自由度としてのスピンカイラリティが多様な物性を示すことを明らかにした。あわせて、他の単分子磁石等に関しても、エネルギー準位や磁化過程などを研究することで多面体との比較検討を行い、クラスター内部の磁気ネットワークが本質的な役割をはたす反強磁性磁気クラスターの理解に貢献した。本研究では、単分子磁石のうちで新しいクラスの物質として注目されている多面体構造を有する物質群(スピン多面体)の物性の解明を目指している。本年度は、3角及び5角形からなる20面体であるMo72Fe30に関して研究を行った。パルス磁場を用いて飽和に至る磁化過程を精密に測定し、低温における磁化過程において強いフラストレーションに起因する1/3磁化プラトーを見出した。このプラトーの幅に関して希釈冷凍機温度に至る測定を行い、幅が温度によらないことから、この物質において交替磁場が重要な役割を果たしている事を示した。さらに、ESRや比熱の測定から、約3K付近において、低温における準安定状態への移行に伴う磁気異常を見出し、擬似反強磁性相転移現象として説明した。スピン多面体は、分子内で巨大な自由度を有するが、有限系のために通常の熱力学的相転移は起こらない。今回の結果は、単分子磁石における内部自由度およびそのスピン相関に関して初めてその性質を明らかにした研究として重要である。スピン多面体研究の進展のためには多様な物質群を見出すことが必要である。本年度はMo72Fe30の鉄イオンをスピン1/2のVイオンで置換したMo72V30およびMo72V20に関しても交換相互作用等の評価を行い、これらがスピン多面体としての特性を有することを確認した。さらに、3角プリズム構造を有するMn6多面体においても低温で1/3磁化プラトーを見出し、磁化プラトーがフラストレーションを有する多面体の共通の性質であることを明らかにした。本研究では、フラストレーションを有するスピン多面体としてIcosidodecahedronであるMn72Fe30とIcosihedronであるFe9に関して研究を行った。Mn72Fe30においては低温でクラスター内におけるスピン配置の安定化に伴う比熱の異常を研究し、三角格子に特徴的な120度構造に近い状態で安定になることを見いだした。一方Fe9に関しては、ESR測定ならびに磁化測定を行い、エネルギー準位が三角構造による二重縮退を有していることを見いだした。

この2重縮退は、三角構造のスピンカイラリティの自由度によるものであり、その証拠として三角スピンリングと類似した磁化の"ハーフステップ現象"が見いだされる事を示した。さらに多面体との比較のために、四角構造を内包するナノスピンクラスター系に関しても、磁化過程やESRの研究からエネルギー準位構造の決定を行い、スピンカイラリティの有無によって、エネルギー準位の二重縮退の有無が決定されていることを確認した。これらの結果は、スピンカイラリティがナノスピンクラスターにおいて新しい内部自由度として振る舞い、その結果スピン自由度だけでは起こりえない磁気状態が形成されることを示している。この事は、スピン多面体が内部自由度を有するナノスピンクラスターとして量子情報操作等において有用な対象となりうることを示している。
「生涯型所得保障制度」の総合的研究

本研究は、公的年金制度を含む社会保障制度全般に加え、各種の私的保険に関する監査制度のあり方、公的・私的年金制度が破綻した場合における手続法的処理、公的年金制度における投資型ファンドのあり方などについて、各自がドイツ法・アメリカ法を中心に比較考察を行ったものである。具体的には、研究代表者である本澤巳代子は、平成16年度に実施された公的年金制度の改革の要点を分析し、将来に残された課題を検討するとともに、特に新たに導入された離婚の際の年金分割制度とその年金減額緩和措置の必要性、婚姻継続中における年金分割制度導入に伴う遺族年金制度の見直しの必要性について考察し、さらに社会保障制度の個人単位化の中での家族的責任を社会的に適切に評価するための諸施策について考察した。そして、研究分担者である出口正義は、私的保険に関するドイツの監督制度を参考に、保険企業の支払能力の継続性の問題に関する研究論文を執筆・公刊した。また、研究分担者である星野豊は、離婚の際の年金受給権分割制度について、信託法および金融法の専門家の立場から制度の整合性等の問題に関する研究論文を執筆・公刊した。さらに、研究分担者である村上正子は、公的・私的年金制度が破綻した場合における手続法的処理について、ドイツ法およびアメリカ法を参考に分析・検討を行った。研究の第1年度である本年度においては、とりあえず、本研究の特色である「受益者個人の生活上の利益から見た生涯型所得保障制度」という基本的視点を念頭に置いたうえで、研究代表者及び研究分担者の各専門的見地及び個性を最大限生かすことによって、公的年金制度、各種社会保障制度、及び私的年金保険契約に関する問題点(かかる問題点は法律上、経済上、さらには制度の実施に際しての事実上のものをも含む)のほか、個人資産の運用による実質所得に関連する問題点までをも視野に入れ、研究対象領域における現状の明確化を図った。このため、本年度においては、上記各分野に関する研究資料(文献資料のほかデータベース等を含む)の収集及びその整理に研究活動の重点を置いたことから、具体的な研究成果としては、後記11.に記載したとおり、各研究者の専門領域における問題点を個別的に検討する性格のものとなっており、現時点では本研究を本格的に進行させるための下地が徐々に形成されつつある段階であると言える。次年度においては、文献研究のほか、実態調査の実施までを視野に入れて前記研究活動方針を継続させるほか、各研究者の研究上の観点や当該時点における成果を相互に検討し直し、各自の観点を統合させて全体の議論の発展を図り、本研究の成果を逐次公表していく予定である。研究の第2年度である本年度においては、前年度から継続して検討している各方面における問題点の明確化を一層図った。具体的には、公的年金制度を含む社会保障制度全般に加えて、各種の私的な年金保険契約までを広範に分析検討の対象とし、各研究分担者の専門性及び研究上の個性の幅を生かすことを主眼として、概ね以下のような分析検討を行った。(1)生涯型保障制度の実務上の問題点に関する実態調査、(2)かかる問題点に対する実務上の対処とそれに関する法的評価の検討、(3)生涯型保障制度における法律関係の基本構造の分析、(4)経済的観点からの生涯型保障制度の位置づけの検討。各研究担当者における研究状況を概説すると、まず、研究代表者である本澤巳代子は、専ら社会保障法専門研究者としての観点から、公的年金制度を中心に、生涯型所得保障制度全般の現状把握と政策提言とを行おうとしている。次に、出口正義は、商法、保険法の専門的知見を生かして、諸外国の私的保険制度を比較検討し、最終的に公的年金制度との制度的整合を図ろうとしている。又、村上正子は、民事訴訟法、破産法の専門研究者として、公的及び私的年金制度が破綻した場合における手続的処理とかかる場合における関係当事者間の公平の理念を検討している。そして、星野豊は、信託を始めとする金融関係の専門的知見を生かして、公的年金制度における投資型ファンドにおける問題点を中心に、生涯型所得保障制度全般に通じる問題の所在を明らかにしようとしている。

以上のような調査・研究活動を遂行するため、各方面、各分野における文献資料及びデータベースを購入、調査したり、実態調査を広範に実施するための必要準備に相当程度の時間を費やしているが、現段階においては、各研究者の研究上の観点が、昨年度から本年度までを通じた分析検討の中で、各自の個性に応じて形成されてきている状態であり、かかる分析検討が具体的な成果となって結実するのは、研究の最終年度である平成16年度を待つ必要がある。なお、本年度下半期の段階において、各自の研究上の観点や当該時点における研究の進展状況を相互に検討し直し、平成16年度の夏頃までに、各自の研究上の観点を統合させて、本研究の成果を逐次公表していくことを合意した。研究最終年度である本年度においては、前々年度および前年度から継続して分析・検討を進めてきた問題点を一層明確化させるべく、公的年金制度を含む社会保障制度全般に加え、各種の私的保険に関する監査制度の在り方、公的・私的年金制度が破綻した場合における手続法的処理、公的年金制度における投資型ファンドの在り方などについて、各自がドイツ法・アメリカ法を中心に比較法的考察を行った。具体的には、研究代表者である本澤巳代子は、今年度実施された公的年金制度の改革の要点を分析し、将来に残された課題を検討するとともに、特に新たに導入された夫婦間での年金分割について、従来の判例における取り扱いとの差異について検討を行った。さらに、従来から行ってきた介護保険の研究を基に、来年度に実施される介護保険制度改革の要点についても、生涯型所得保障の観点から分析・検討を行った。現在は、これらの研究成果を公表するべく、論文執筆の準備に入っているところである。次に、研究分担者である出口正義は、私的保険に関するドイツの監督制度を参考に保険企業の支払能力の継続性の問題に関する研究論文を執筆・公刊した。また、村上正子は、公的・私的年金制度が破綻した場合の手続的処理についてドイツ法およびアメリカ法を参考に分析・検討を更に深化させることに取り組んでおり、その研究成果を公表するべく、論文執筆の準備を始めているところである。さらに、星野豊は、今年度実施された公的年金制度の改革を基に、信託法および金融法の専門家の立場から制度の整合性等の問題に関する原稿を執筆し、現在は校正段階に入っているところである(17年3月刊行予定)。なお、本澤と村上は、それぞれ執筆中の原稿を筑波法政39号(17年9月刊行予定)に掲載することにしており、これら4本の原稿が揃ったところで最終報告書を作成することに全員合意している。
画像解析によるＲＣ棒部材のせん断耐荷機構の評価と設計の高度化

地震時の安全性確保のために重要となる鉄筋コンクリート棒部材のせん断設計手法の高度化を目指して、画像解析結果に基づく破壊メカニズムの検討と、新しいせん断耐力予測式の構築を行った。既存の画像解析システムを改良し、測定精度を高めたうえで、繊維補強コンクリートはりに対して、斜めひび割れ全長にわたるひび割れ変位の測定を実施した。測定したひび割れ変位と、別途要素試験で得た引張応力ーひび割れ開口変位を用いることで、ひび割れ面における繊維のせん断抵抗力を算出した。得られた繊維のせん断抵抗力を各パラメータにより定式化することで、既存のものよりも高い精度を有する新しいせん断耐力予測式を提案することに成功した。本研究では画像解析を利用することにより、鉄筋コンクリート(RC)棒部材のせん断抵抗メカニズムを明らかにし、各せん断抵抗成分を定量化することで、合理的なせん断耐力予測式を構築することを目的としている。前年度の検討の結果、既存の画像解析システムは圧縮ひずみの測定には難があることが明らかとなったため、平成24年度はまず、画像解析の圧縮ひずみに対する測定精度の改良に着手した。ターゲット間隔(有限要素モデルの要素寸法)、形状関数、ひずみ算出方法をパラメータとして、圧縮ひずみの評価に最適な計測手法を検討した。その結果、ターゲット間隔を60mm程度、形状関数を一次関数、ひずみをガウス点における要素内の平均ひずみを用いて評価する手法を採用することにより、良好な圧縮ひずみ測定結果が得られることがわかった。さらに、その算出方法をRCディープビームに適用した結果、載荷点と支点を結ぶ領域に圧縮ひずみが卓越する状況が確認され、圧縮ストラットの形成が可視化できる可能性を見出した。これまで、圧縮ストラットの形成状況は有限要素法等の数値解析のみにより確認されていたものであり、本研究のように実験結果として得られたことこれまでになく、大きな意義を有している。また、平成24年度は、画像解析を繊維補強コンクリートはりのせん断破壊に適用し、斜めひび割れの開口変位およびすべり変位を測定することで、繊維の分担せん断力を評価することを試みた。別途測定した繊維補強コンクリートの引張軟化曲線を用いてひび割れ変位から引張応力を算出し、斜めひび割れに沿って積分することで繊維の分担せん断力を算出した。実験値と比較した結果、画像解析により算出した繊維の分担せん断力は精度良く評価されていることを確認した。斜めひび割れにおけるせん断抵抗力を正しく評価できることが示されたことは、今後の展開に大きく貢献する成果である。平成25年度は、画像解析によるRC部材に対する非接触ひずみ計測システムのさらなる高度化と、斜めひび割れ面における伝達応力に基づくせん断耐力予測式の構築に重点を置いて、活動を実施した。画像解析によるコンクリート表面のひずみ計測においては、ひび割れ開口に伴う引張ひずみの計測に対しては十分な精度を有しているが、圧縮ひずみの測定には精度的に難があることが従来から指摘されていた。これは、発生する圧縮ひずみの値が相対的に小さく、コンクリート表面の面外方向変位が影響しているためと考えられた。そこで、高い精度での圧縮ひずみ測定を実現すべく、表面の面外方向変位の影響に対する補正方法を開発し、画像解析システムに組み込んだ。圧縮ひずみが卓越するRCディープビームの載荷試験にこの画像解析を適用した結果、せん断抵抗機構のひとつである圧縮ストラットの位置と大きさを概ね判別できるという良好な結果を得ることができた。前年度までに、画像解析を繊維補強コンクリートはりのせん断破壊に適用し、斜めひび割れの開口変位およびすべり変位を測定することで繊維の分担せん断力を評価することを試みており、繊維補強コンクリートの引張軟化構成則に基づき画像解析結果より算出した繊維の分担せん断力が、実験値と概ね一致することを見出した。そこで、この成果を実構造物の設計手法へと応用すべく、画像解析で得られたひび割れ変位分布をモデル化し、引張軟化構成則に基づくせん断耐力予測式を構築した。得られたせん断耐力予測式は、従来の経験的な予測式と比べて、高い精度と汎用性を持つことが確認された。本研究では、せん断破壊を呈する鉄筋コンクリート棒部材の載荷試験を画像解析とともに実施し、斜めひび割れの開口変位およびすべり変位を詳細に検討することで各せん断抵抗力を定量的に評価し、その破壊メカニズムを解明することを目的としている。平成23年度は、従来の画像解析システムで問題となっていた解析領域の広域化を行った上で、せん断破壊を呈する鉄筋コンクリートはりに適用し、ひび割れの形成過程に着目したせん断破壊メカニズムの検討を行った。従来のシステムでは一台のデジタルカメラのみ接続可能であったため、撮影領域が限定され、部材全体の挙動を高精度に捉えることが不可能であった。そこでまず、最大四台のデジタルカメラをネットワーク化し、同時撮影を可能とする広域化システムを構築した。

これを鉄筋コンクリートはりの載荷試験に適用した結果、部材全体の画像解析を行うことに成功し、また、その精度は従来のものと比較して遜色ないことを確認することができた。本成果は「画像解析を用いたリアルタイム非接触ひずみ計測領域の広域化」と題してコンクリート工学年次論文集に投稿され、発表されている。次に、せん断破壊を呈する鉄筋コンクリートはりの載荷試験を画像解析とともに実施し、破壊メカニズムの検討を行った。載荷の各段階で生じるひび割れ(曲げひび割れ、曲げせん断ひび割れ、斜めひび割れ)の進展状況を良好に可視化することに成功した。また、すべての位置のひび割れ開口幅を算出し、その分布を検討した結果、引張鉄筋の付着が曲げせん断ひび割れの進展状況と骨材の噛合い効果に影響を及ぼし、斜めひび割れ発生荷重が変化することを明らかにした。本成果は「ひび割れの形成過程に着目した変断面RCはりのせん断破壊メカニズムの評価」と題してコンクリート工学年次論文集に投稿され、発表されている。鉄筋コンクリート(RC)部材のせん断抵抗メカニズムは、斜めひび割れ面における骨材の噛合い効果、主鉄筋のダウエル作用、圧縮コンクリートのせん断抵抗、せん断補強鉄筋の引張力の4成分によるものと考えられる。本研究は、各荷重レベルにおけるこれらの抵抗成分それぞれを定量的に評価することに特徴を有している。せん断補強鉄筋の引張力については、ひずみゲージを貼付することにより評価できることが数々の既往の研究により知られているが、骨材の噛合い効果と圧縮コンクリートのせん断抵抗を定量的に評価することは、これまで困難であった。本研究は、すべての位置およびすべての方向の変形が測定可能であるという画像解析の特徴を生かして、これらの抵抗成分の評価を試みようとするものである。平成24年度までに得られた成果により、圧縮ひずみが卓越するコンクリート部材のひずみ発生状況を適切に捉えることができ、また、繊維補強コンクリートはりの斜めひび割れ面における応力の発生状況から分担せん断力を算出することに成功した。これにより、最終目標である斜めひび割れ面における骨材の噛合い効果、主鉄筋のダウエル作用、圧縮コンクリートのせん断抵抗、せん断補強鉄筋の引張力の各抵抗成分の評価が高い精度の元で可能になったものと考えられる。以上から、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。本研究計画を遂行するにあたっては、画像解析システムの精度およびその適用範囲を確保することが非常に重要である。従来のシステムは一台のデジタルカメラにしか対応しておらず、高精度かつ広範囲の画像解析を行うことが困難であったため、その広域化が必須の検討項目であった。平成23年度に行われた研究により、精度を低下させることなく撮影範囲を広域化することに成功しており、本研究計画の土台を作ることができたと考えている。さらに、画像解析を用いた鉄筋コンクリート棒部材のせん断破壊メカニズム解明の第一歩として、単純支持を受ける鉄筋コンクリートはりの載荷試験を画像解析とともに実施し、そのひび割れの進展状況を検討することで、ひび割れ形態に依存したせん断抵抗メカニズムを明らかにしている。
通常の単一モードエルビウムドープ光ファイバのみで構成された増幅器の偏波変動の抑圧

(1)ファラデー回転子ミラー(FRM)を用いた新しい構成の光ファイバ増幅器の理論的検討申請者が発明したファラデー回転子ミラー(FRM)を用いることにより通常の単一モードエルビウムドープ光ファイバ(EDF)を用いながら偏波状態を安定化できる反射型光ファイバ増幅器の理論的検討を行った。その結果、この光ファイバ増幅器は、任意の入力偏波状態を保持できるのみならず、光ファイバ増幅器中の別の偏波の問題、すなわち偏波モード分散(PMD)・偏波依存性損失(PDL)・偏波ホールバーニング(PHB)・偏波依存性利得(PDG)も同時に回避できることが結論された。さらに、ファラデー回転角に対する要求精度を解析した結果、通常のアイソレータに用いられているファラデー回転子で十分であることがわかった。(2)FRMを用いた新しい構成の光ファイバ増幅器による偏波状態安定化と偏波モード分散(PMD)低減の実証単一モードEDF(40m)、FRM、励起用LD(1.48μm)、WDMカップラ、光サ-キュレータを用いて提案した反射型光ファイバ増幅器を構成し、偏波状態の観測と偏波モード分散の測定を偏波アナライザを用いて行った。その結果、光ファイバに擾乱を与えても出力偏波状態が全く変動しないこと、またEDFおよび光サ-キュレータのPMDが低減されることが示され、提案した光ファイバ増幅器の優れた性能が実証された。(3)FRMを用いた新しい構成の単一偏波ファブリ・ペロ-(FP)型光ファイバレーザの提案と実証上記のFRMを用いた光ファイバ増幅器をファブリ・ペロ-(FP)型光ファイバレーザに応用し、通常の単一モードEDFを用いながら安定な単一偏波出力が得られる光ファイバレーザの提案と実証を行った。これはFP共振器を構成する2つのFRMとその間の単一モードEDFからなり、一方のFRMは通常のもので、もう一方は中に偏光子が挿入されていてミラーも部分透過のものでここからレーザ出力を得る。実験により、安定な単一偏波出力が得られることが示された。さらに、FP共振器中に特殊な構成のエタロンフィルタを挿入することにより、安定な単一周波数発振にも成功している。
マルチユニット農業経営におけるミドルマネジメントに関する総合研究

平成30年度は,初年度からの比較経営調査およびフィードバック調査の結果,共同アンケート分析の結果について,総合的に取りまとめた。総括結果と今後への展望を示すため,9月に実施された日本農業経営学会分科会にエントリーし,到達点と課題について議論を深めた。とくに,組織形態に応じたSHマネジメントによる目標達成への影響,経営資源およびSHに応じた事業選択(企業戦略),政策条件を考慮した地域環境保全への対応方策,経営内部の情報および人的資源を生かしたマネジメントについて明らかにし,以上について総合的な観点から議論を行った。報告を通じた議論から,水田経営の経営戦略論において,多様なSH価値に応じた経営成果のトレードオフだけでなく,それらの補完関係を高め,Shared Value(共通価値)を創造するマネジメントに関する実証研究が重要であることが再確認された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は,単一ユニット経営を含む,作業面積規模50ha以上の農業経営(主に水稲作)を対象として,統一調査票を作成して比較経営分析を行った。対象地域として,東日本平坦地域,良食味地域,北陸・東海兼業地域,西日本中山間地域の中から10事例の水田経営を抽出し,経営概況,事業戦略,経営組織,作業ユニット,情報管理,政策対応,栽培管理といった項目について比較を行った。その結果,組織構造と機械利用効率の差について,農地集積においては集落営農が有利であるのに対して,機械の利用効率では,組織がシンプルであり,作業期間を長くとる傾向にある個別経営のほうが有利であることが示された。栽培管理においては,千葉県佐倉市で,行政,加工業者,農家(JA以外出荷),改良区との意見交換をふまえて,飼料米と米粉に使用できる品種を選抜した。その結果,良食味品種(コシヒカリ,アキヒカリ)は問題ないが,多収品種において,収量が落ちるという地力低下問題の存在が示唆された。中山間地域における水田経営について,島根県内の2事例における運営体制を比較した結果,集落内で完結するタイプとJAがコーディネイトするタイプの差異が確認できた。また,平坦地における水田経営について,秋田県,滋賀県内の2事例において,情報管理に特徴があることが示された。さらに,政策対応については,経営規模の大きい農家ほど環境支払を受給しており,より柔軟かつ,環境保全と農業生産とが補完可能となる制度設計の必要性が示唆された。研究計画に沿って複数地域での現地調査が実施され,それに基づく成果も公表されている。また,次年度の共通アンケート実施に向けた具体的調整もはかられており,順調に進展していると評価できる。平成28年度は,1)秋田県,福井県,滋賀県,島根県,千葉県において,各県機関の協力をもとに,大規模水田経営向けの統一アンケート調査を実施した。調査項目は,経営組織,経営成果,経営戦略,事業,環境政策対応,生産調整政策対応,情報管理の視点からなり,各分担者が調査項目の設計を担当し,議論を重ねて精査した。2016年8月12月にかけて約600票の調査票を配布し,5割程度の回収を得た。その上で,単純,分析に着手した。その結果,組織形態や規模によって,政策対応,経営成果の傾向が異なることが確認された。また,与件となる政策条件によって,経営行動が異なることが実証された。また,2)カリフォルニアの稲作経営を対象としたヒアリング調査をもとに,カリフォルニアにおける農機具ユニット数の決定の実態について把握した。研究計画に基づき,複数地域での実態調査及びアンケート調査が実施されており,それに基づく成果も公表されている。共同アンケートの結果について,研究打合せを実施し,分析方針および分担について,具体的なすり合わせがなされており,進捗状況は良好であると判断できる。平成29年度は,1)前年度に実施した秋田県,福井県,滋賀県,島根県,千葉県での,大規模水田経営向けの統一アンケート調査の分析を行った。本アンケートの調査項目は,経営組織,経営成果,経営戦略,事業,環境政策対応,生産調整政策対応,情報管理の視点からなる。組織形態別の経営成果について,財務的指標,業務的指標,長期的持続性の3つの分野における経営者による自己評価(5段階評価)をそれぞれ従属変数として,経営規模やマネジメントによる要因について多項ロジットモデルによる推計を行った。その結果,複数の農家が出資する共同経営では,規模の拡大とともに「地域内調整」,「地代還元」が経営成果の向上において重要であり,野菜作による売上高成長が見込めることが示された。一方,集落営農では,規模拡大とともに,「地域内調整」が成果の向上において重要であり,直売による利益確保が可能ではあるが,「経営内調整」は成果にネガティブであり,「通年雇用」や野菜作も効率性の向上においてネガティブな影響をもたらすことが示された。また,集落営農の属性によって,多角化の実施傾向が異なることが確認された。さらに,与件となる環境支払の条件によって,経営行動が異なることが実証された。2)前年度にカリフォルニアの稲作経営を対象として実施したヒアリング調査のデータをもとに,経営間の比較分析を行い,マルチユニット経営の農繁期(収穫)作業において,ユニット数が増えるほど,ユニット間の調整にかかる問題が生じていること,1台当たりの作業面積は増加していないことが示された。研究計画に基づき,複数地域での実態調査及びアンケート調査が実施されており,研究打合せにおいて分析結果に関する情報共有と議論がなされた上で,成果の公表が進められている。

最終年度となる次年度には,学会での分科会の企画エントリーもなされており,進捗状況は良好であると判断できる。平成30年度は,初年度からの比較経営調査およびフィードバック調査の結果,共同アンケート分析の結果について,総合的に取りまとめた。総括結果と今後への展望を示すため,9月に実施された日本農業経営学会分科会にエントリーし,到達点と課題について議論を深めた。とくに,組織形態に応じたSHマネジメントによる目標達成への影響,経営資源およびSHに応じた事業選択(企業戦略),政策条件を考慮した地域環境保全への対応方策,経営内部の情報および人的資源を生かしたマネジメントについて明らかにし,以上について総合的な観点から議論を行った。報告を通じた議論から,水田経営の経営戦略論において,多様なSH価値に応じた経営成果のトレードオフだけでなく,それらの補完関係を高め,Shared Value(共通価値)を創造するマネジメントに関する実証研究が重要であることが再確認された。平成28年度は,1)前年度の比較調査対象をもとに,異なる経営組織における従業員を対象とした意識調査アンケートを行い,経営者との意識の差異を明確にする。2)また,重点実証地域(福井平野,近江平野,新潟県魚沼地域,必要に応じて追加)における経営アンケート調査を実施する。調査項目は,事業内容,作業規模,農機具および作業のユニット数,経営組織,情報管理,政策対応,栽培管理に関する項目である。3)さらに、カリフォルニアのマルチユニット水田経営(Lundberg農場等を想定)を対象にヒアリング調査を行い,水田経営におけるミドルマネジメントの実態的かつ理論的な形態を析出する。平成29年度は,平成28年度に実施した水田経営への統一アンケート調査をもとに,経営組織と経営成果の関係,経営戦略と情報管理および多角化との関係,水田政策への対応の違いについて定量的に評価し,求められる経営管理について検討する。各県において,分析結果のフィードバックおよび意見交換を行い,具体的なミドルマネジメントにおける課題について析出する。平成30年度は,初年度からの比較経営調査およびフィードバック調査の結果,共同アンケート分析の結果について,総合的に取りまとめる。具体的には,ヒアリング分析と計量分析を総合し,マルチユニット経営におけるミドルマネジメントによる差異を明らかにする。以上の総括結果と今後への展望を示すため,9月に実施される日本農業経営学会分科会にエントリーし,到達点と課題について議論を深める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
量子井戸細線構造及び量子井戸箱構造を伴う新しい半導体レ-ザに関する研究

最近、半導体量子井戸細線や量子井戸箱構造などの多次元にわたる量子マイクロ構造の作製の試みが、世界各所で行われているが、現在のところまだ実現されていない。本研究では、このような量子マイクロ構造のレ-ザへの応用の可能性を明らかにするために、米国カリフォルニア州パサデナにあるカリフォルニア工科大学と共同で、量子マイクロ構造、すなわち量子細線構造・量子箱構造の作製技術の開拓、電子状態の物理の理論的解明、および量子井戸細レ-ザ・量子井戸箱レ-ザの極限性能に関する議論をすすめた。また、強磁場内に量子井戸レ-ザを置くことにより、量子マイクロ構造の等価的な実現をはかり、そのダイナミックスおよびスペクトル特性の物理を明らかにした。この協同研究は、東京大学側として、荒川(代表者)、生駒、榊、寒川、高橋がそれぞれ参加し、またカリフォルニア工科大学側は、ヤリフ、バハラ、そして元同大学客員研究員で現在ヒュ-ズ研究所にいるシュ-ルマンがこの共同研究に加わった。この共同研究では、(1)マサチュ-セッツ工科大学の国立強磁場研究施設で20テスラを発生できるビッタ-マグネットあるいは30テスラの超伝導マグネットを用いて、量子井戸箱レ-ザの基本特性を議論し、量子閉じ込め効果がレ-ザ特性の向上に有効であることを実験的に明らかにすること、(2)量子井戸細線・量子井戸箱構造の電子状態wp詳細に検討すること、(3)量子井戸箱、量子井戸細線構造の作製技術について検討を行うこと、(4)量子井戸箱レ-ザの特性の極限的性能を理論的に明らかにすること等が具体的な研究テ-マとして設定され、実施された。幸い3年間の共同研究の結果、いくつかの重要な成果を得ることができた。すなわち、量子井戸レ-ザを強磁場内におき、その強磁場の印加方向に対する依存性を明らかにすることにより量子井戸箱構造が半導体レ-ザの中で実現されていることにより量子井戸箱効果が半導体レ-ザのなかで実現されていることを確認することができた(文献1)。また、量子井戸箱レ-ザの極限性能についても議論し、達しうるレ-ザ特性の限界を明らかにした(文献2)。さらに、量子井戸細線の電子状態についても強結合理論を用いて議論した。特に、価電子帯の電子状態が大幅に変わることが明らかにされた。また、歪みの効果の両方の利点を取り入れることができることを示した。これらの結果に基づき、量子細線レ-ザの特性について議論し、達し得る特性を明らかにした(文献3ー5)。一方、量子井戸細線の作製技術についても議論をすすめた。カリフォルニア工科大学側はMOCVD法と電子ビ-ムで描画されたSiO_2マスクを用いて選択成長を行い、優れた成果を得た。一方、東京大学側は、分子線エピタキシ-法を用いてオフ基板上に極微構造を形成する方法を試みた。また、有機金属気相成長法と電子ビ-ム照射を組み合わせた電子ビ-ム誘起気相成長法を行い、1000オングストロ-ム程度の細線構造の形成を実現した。これらの作製手法については、相互の独立性を保ちながら緊密な議論を重ねた。本共同研究は、もともと荒川が1984年から1986年までカリフォルニア工科大学に滞在していたことから始まったものであり、本共同研究プロジェクト自体が始まる前から共同研究が実質的には既に行われていた。したがって、本共同研究は、ある程度順調に進めることができたのではないかと思われる。もちろん、実験のためのサンプルの準備、測定器の調達等について、東大とカリフォルニア工科大学との共同研究として、マサチュ-セッツ工科大学という第3の場所で行ったため、多くの困難を乗り切る必要があったことは言うまでもない。なお、併せて、この分野の研究調査も行った。

すなわち、量子井戸レ-ザを強磁場内におき、その強磁場の印加方向に対する依存性を明らかにすることにより量子井戸箱構造が半導体レ-ザの中で実現されていることにより量子井戸箱効果が半導体レ-ザのなかで実現されていることを確認することができた(文献1)。また、量子井戸箱レ-ザの極限性能についても議論し、達しうるレ-ザ特性の限界を明らかにした(文献2)。さらに、量子井戸細線の電子状態についても強結合理論を用いて議論した。特に、価電子帯の電子状態が大幅に変わることが明らかにされた。また、歪みの効果の両方の利点を取り入れることができることを示した。これらの結果に基づき、量子細線レ-ザの特性について議論し、達し得る特性を明らかにした(文献3ー5)。一方、量子井戸細線の作製技術についても議論をすすめた。カリフォルニア工科大学側はMOCVD法と電子ビ-ムで描画されたSiO_2マスクを用いて選択成長を行い、優れた成果を得た。一方、東京大学側は、分子線エピタキシ-法を用いてオフ基板上に極微構造を形成する方法を試みた。また、有機金属気相成長法と電子ビ-ム照射を組み合わせた電子ビ-ム誘起気相成長法を行い、1000オングストロ-ム程度の細線構造の形成を実現した。これらの作製手法については、相互の独立性を保ちながら緊密な議論を重ねた。本共同研究は、もともと荒川が1984年から1986年までカリフォルニア工科大学に滞在していたことから始まったものであり、本共同研究プロジェクト自体が始まる前から共同研究が実質的には既に行われていた。したがって、本共同研究は、ある程度順調に進めることができたのではないかと思われる。もちろん、実験のためのサンプルの準備、測定器の調達等について、東大とカリフォルニア工科大学との共同研究として、マサチュ-セッツ工科大学という第3の場所で行ったため、多くの困難を乗り切る必要があったことは言うまでもない。なお、併せて、この分野の研究調査も行った。
環境適応過程における液胞ダイナミクスおよび液胞タンパク質の輪送メカニズムの解明

ポストゴルジから液胞への輸送経路に関与するSNARE分子の解析TGNに存在するSNARE分子Syp41および液胞膜SNARE分子AtVam3のGFPおよびRFP融合型タンパク質を自身のプロモーターの制御下で発現するトランスジェニックシロイヌナズナを作成した。現在これらのトランスジェニック植物体を用いてTGNから液胞膜へのタンパク質輸送経路の詳細な解析を進めつつある。また、液胞膜に存在するR-SNARE分子であるVAMP712,VAMP713のノックアウトを作成し、表現系を観察したが、今のところ目立った表現型は観察されていない。現在VAMP712とVAMP713の二重変異体を作成中である。Syp41のノックアウト株の表現系も今のところ観察されていない。シロイヌナズナ細胞膜局在型SNAREの組織特異的発現の実態昨年までの培養細胞系における解析の結果、細胞膜は他の細胞内小器官に比べ多くのSNAREが局在する事が明らかになった。本年度はこの点に着目し、細胞膜局在性Qa-SNARE9種に関して以下の実験を行った。SNARE遺伝子の開始コドン直前にGFP遺伝子を挿入したauthentic-promoter制御発現コンストラクトを作製し、これを導入したトランスジェニック植物ラインを確立した。蛍光顕微鏡による組織別発現解析の結果、細胞膜上のSNARE分子は、全組織に均一に発現しているのではなく、組織別に発現様式の違いが観察され、SNARE分子ごとに組織別に高度に発現が制御されていることが明らかとなった(図)。このことは、植物細胞が、組織別あるいは発達段階別に、細胞膜への輸送をSNARE分子の発現によって精密に制御していることを強く示唆している。また、SYP123は、根毛に特異的な発現を示すSNARE分子であること、更にSYP123のノックアウト植物は根毛の伸長が著しく阻害されることが明らかとなった。このことから、SYP123は根毛の先端成長に関係するSNARE分子であることが示された。現在、花粉特異的に発現している細胞膜局在性SNAREである,SYP124についても、花粉管の伸長との関連を調べている。蛍光顕微鏡による組織別発現解析の結果、極性を持った不均一細胞膜局在性Qa-SNAREの存在が複数確認された。また、非極性SNAREも含め、その時間空間的発現の違いが示唆された。以上の結果、組織特異的な膜タンパク質の細胞膜発現様式の実態が明らかになりつつある。高等植物には、他の真核生物に存在しないSNARE-familyとしてSYP7-family(SYP71,SYP72,SYP73)がある。シロイヌナズナ培養細胞を用いた一過性発現系での解析ではSYP7は小胞膜に存在していたが、今回、形質転換体を用いた解析およびSYP7に特異的な交代を用いた解析では、このSNAREタンパク質は小胞体および細胞膜に存在することが示唆された。また、SYP71とSYP73の遺伝子破壊株はホモで致死であることから、このSNAREは、小胞体から細胞膜への直接的に輸送経路に関与する必須の遺伝子であることが示唆された。現在、SYP7抗体を用いてSYP7を含むSNARE複合体を単離し、質量解析によってSNARE複合体の構成要素の固定を試みている。

このことは、植物細胞が、組織別あるいは発達段階別に、細胞膜への輸送をSNARE分子の発現によって精密に制御していることを強く示唆している。また、SYP123は、根毛に特異的な発現を示すSNARE分子であること、更にSYP123のノックアウト植物は根毛の伸長が著しく阻害されることが明らかとなった。このことから、SYP123は根毛の先端成長に関係するSNARE分子であることが示された。現在、花粉特異的に発現している細胞膜局在性SNAREである,SYP124についても、花粉管の伸長との関連を調べている。
雨水中微量金属の形態変化における微生物の働き

本研究では,雨水中の微生物の計測方法を確立し,熊本市において1年間全ての降雨時の雨水に対して,含まれた微生物およびイオン成分の調査分析を行った.その結果,雨水中の微生物の濃度,生存状態および群落は,雨の引き起こす天気現象(低気圧,梅雨,台風など)毎に異なることがわかった.特に大陸性の気団の侵入により生じた雨の中に,土壌系な微生物が多く見られ,その濃度は高く,生存率は低かった.雨水中から浮遊微生物の増殖は確認されなかったが,培養実験では浮遊微生物の単一種類の微生物の増殖が確認され,その増殖に伴った無機イオン成分(硫酸塩,硝酸塩,塩酸塩,アンモニア,カルシウム、鉄等)の変化は殆ど見出されなかった.本研究の目的は,空中の液体中において微生物の代謝活動がイオン化学反応に与える影響を評価することである.平成27年度には、雨水中に含まれている微生物の濃度と生存状態の測定方法を確立し,その方法を利用して異なる総観気象の変化に伴う雨水中の微生物の量と生存状態を定量的に評価した.また,培養・単離・遺伝子解析を利用して,微生物の組成も求めた.方法の確立として,実験室内での検討実験及び野外観測への応用試験を通じて,汎用のDAPI染色法をコントロールし,LIVE/DEAD染色キットを用いた雨水中の微生物の濃度と生存状態の測定法を検討した.その結果,雨水中の微生物の検出率は平均109%であった.また,Glutaraldehydeを用いた固定試験も行い,検出率が平均約6%向上したことを確認した.但し,雨水の量が少ない場合において,誤差は大きかった.分析結果の正確性を保証するために全てのサンプル分析に対してブランクフィルターの分析は必須であることが分かった.確立された方法を利用して,移動性低気圧,梅雨及び台風の降水中の微生物の測定を行った.その結果,移動性低気圧の雨水中には微生物の濃度が高く,生存率が低いことが,台風の雨水中には濃度が低く,生存率が高いことがそれぞれ分かった.実施した培養・抽出・遺伝子解析実験の結果,移動性低気圧の雨水中には土壌系の微生物が大量に存在することや,梅雨の雨水中には大陸性と海洋性の微生物が混在すること,また,台風の雨水中にはほぼ海洋性のものが主導していることが分かった.鉱物添加実験を試験的に行った結果,添加し培養した数日後に,常に単一な微生物の成長が見出された.また,平成28年4月現在,遺伝子解析による成長した微生物の同定を行っている.微生物の変動とイオン成分の関係については明確な関係をまだ確認していない.平成27年度の研究内容は大きく分けて次の2つを予定していた。(1)春季黄砂の飛来に伴う降水を採集し,その中の細菌を培養・単離・同定する。(2)ゴビ砂漠で採集した砂サンプルから作った黄砂溶液に,(1)で取得した細菌株を添加・培養し,細菌のセル濃度の変動と溶液中のイオン成分濃度の変化との関係を考察する.(1)については,既に応用までの方法を確立し,春季に限らず通年の観測を実施した.その結果についての論文を1篇投稿中であり,さらにもう1篇の論文がほぼ完成しており,近い内に投稿する予定である.(2)については,添加後に微生物成長の再現性が低い.原因を究明するために,添加試験を繰り返し実施中である.本研究の目的は,雨水中において微生物の代謝活動がイオン化学反応に与える影響を評価することである.雨水中に含まれている微生物の濃度と生存状態の測定方法を確立してから,熊本市において雨水の通年観測を行った.低気圧,停滞前線,台風に伴う雨水中の微生物の量と生存状態を分析した.培養・単離・遺伝子解析などのアプローチを利用して,微生物の組成をはかり,微生物と雨水のイオン化学の関係も考察した.方法の確立では,実験室内の検討実験及び野外の観測への応用試験を通じて,汎用のDAPI染色法をコントロールし,LIVE/DEAD染色キット等を用いて測定方法を確立した.観測の結果,大陸気団の侵入に伴って雲が生成された低気圧の雨水中では,微生物の濃度は他のタイプの雨水中より高く(数万cells/mL),生存率は低かった(75%前後).雲が海域の影響を強く受けている梅雨前線と台風の場合,微生物の濃度は1万2万cells/mLであり,生存率は85%前後であった.統計解析の結果,微生物の濃度は雨水中のイオン(硫酸塩,カルシウム,硝酸塩)との関連が見出されたが,雨水中の微生物の代謝活動およびそのイオン化学へのかかわりは確認されなかった.バクテリアの遺伝子組成を16S rRNA遺伝子配列を用いて同定した.4種類の雨水中に多様なバクテリアが存在し,Proteobacteria, Bacteroidetes,Cyanobacteria等が優占していた.雨の種類にかかわらず共通のバクテリアOTUが優占的に存在していた.一方,雨に関連する気団の起源によって細菌組成は異なっていた.低気圧の雨水には土壌起源のバクテリアの寄与が大きかった.また複数のサンプルには海洋起源バクテリアも検出された.これらのことから,降水は大陸,海洋と島の生態系をつなぐ,自然界のバクテリア群集の普及にとって非常に効率的な経路であるといえる.本研究では,雨水中の微生物の計測方法を確立し,熊本市において1年間全ての降雨時の雨水に対して,含まれた微生物およびイオン成分の調査分析を行った.その結果,雨水中の微生物の濃度,生存状態および群落は,雨の引き起こす天気現象(低気圧,梅雨,台風など)毎に異なることがわかった.

特に大陸性の気団の侵入により生じた雨の中に,土壌系な微生物が多く見られ,その濃度は高く,生存率は低かった.雨水中から浮遊微生物の増殖は確認されなかったが,培養実験では浮遊微生物の単一種類の微生物の増殖が確認され,その増殖に伴った無機イオン成分(硫酸塩,硝酸塩,塩酸塩,アンモニア,カルシウム、鉄等)の変化は殆ど見出されなかった.雨水の観測に合わせて,平成27年度実施内容(2)のように培養実験と添加実験を繰り返し,溶液中のイオン濃度の増減と微生物の増殖(代謝活動)の関係を調べる.コントロール実験(対照実験:添加と培養条件ー温度・日照ーの検証)も含めて繰り返し実施することによりイオンの溶出に適する条件を探し出す.その条件は,大気中において生じる可能性を評価する.これらの実験で得られたデータと情報に基づいて,降水中の微生物の代謝活動とイオン成分(特に鉄)の濃度変化との関係について結論的な見解を取りまとめ,学術論文としてまたは学術討論会において研究成果を発表し,雨水中の物質変化について新たなメカニズムを提案し,それを検証するために,関係分野の専門家と連携して新たな研究計画を起案する.大気環境学(1)遺伝子解析をまとめて実施するために、外部委託解析を平成28年4月に委託した。(2)平成27年度中に予定された野外集中観測は、移動性低気圧と梅雨による降雨をターゲットにするために、平成28年5月-7月に実施することに変更した。その観測用の消耗品費と、その観測の準備及びサンプル分析補助用の人件費・謝金は平成27年度中に未使用でした。委託代:既に解析を外部に委託した。消耗品費:平成28年5月現在集中観測用の消耗品を既に発注した。人件費・謝金:野外観測は平成28年5月末から7月末までに実施する予定で、その観測の準備(平成28年5月)に使用する。