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作用素論における古田不等式の研究

本研究の目的は、作用素論における古田不等式の研究である。古田不等式はそのユニークな形と証明方法で注目を浴びてから,様々な方向の応用、発展されてきている。ここでは、まず、古田不等式が、ヒルベルト空間上の有界線形作用素の場合だけでなく、Banach ^*-algebraの場合も、同様に成立することを証明した。証明には、新しい補題を開発する必要があったが、面白い証明が得られた。この方面の結果は、応用が多いと思われるので、更に、継続して調べる価値がある。次にp-hyponormal operatorの拡張としてlog-hyponormal operatorという新しい作用素のクラスを見つけ、Aluthge変換を用いて、log-hyponormal operatorの面白い性質をいくつか調べた。ここではlog-hyponormal operatorのAluthge変換が、ちょうどp-hyponormal operatorのp=0に対応する性質を持つことを示した。また、log-hyponormal ooperatorに関するPutnam不等式も得られることができ、それは、やはりp-hyponormal operatorのPutnam不等式のp=0に対応していることがわかった。また、log-hyponormal operatorのangular cuttingがp-hyponormal operatorと同様に可能であることを証明した。また、一般の作用素のAluthge変数の性質を調べ、log-hyponormal operator, p-hyponormal operatorの場合に応用することができた。巾が負の古田不等式のbest possibilityはいぜんとして未解決である。ただ、否定的に解決できるであろうという有力な証拠が、古田らによって見つけられたので、解決は時間の問題であると思われる。今後も解決に向けて取り組みたい。古田不等式はそのユニークな形と証明方法で注目を浴びてから、様々な方向に応用、発展されてきている。ここでは、まず、古田不等式が、ヒルベルト空間上の有界線形作用素の場合だけでなく、Banach^*-algebraの場合も、同様に成立することを証明した。次に古田不等式を拡張したgrand古田不等式のbest possibilityの証明を行った。証明方法は、古田不等式の場合に用いた方法を発展させたものだが、かなり複雑である。次にp-hyponorma1 operatorの拡張としてlog-hyponormal operatorという新しい作用素のクラスを見つけ、Aluthge変換を用いて、log-hyponormal operatorの面白い性質をいくつか調べた。ここではlog-hyponormal operatorのAluthge変換が、ちょうどP-hyponormal operatorのp=0に対応する性質を持つことを示した。また、1og-hyponorma1 operatorに関するPutnam不等式も得られることができ、それは、やはりp-hyponormal operatorのPutnam不等式のp=0に対応していることがわかった。Berger-Shawの結果に対応する結果は、まだ得られていないが、これは今後の課題である。巾が負の古田不等式のbest possibilityはいぜんとして未解決であるが、否定的に解決できるであろうという有力な証拠が、古田らによって見つけられたので、今後も解決に向けて取り組みたい。
顎関節内障の病因の解明を主眼とした夜間ブラキシズムの解析

顎関節内障の病因論を確立するための基礎的情報を得ることを目的として,夜間ブラキシズム中の下顎位(特にグラインディングの発現側)と下顎切歯歯軸の側方傾斜およびアンテリア・ガイダンスの3者の相互関係および,夜間ブラキシズム中の下顎位と頭位との関係について検討した.習慣性ブラキシズムを有する顎関節内障患者6名および,習慣性のブラキシズムは有する顎関節内障を認めない者6名を対象として,前歯部規格写真(咬頭嵌合位,切歯切端咬合位および左右側各犬歯切端咬合位)を撮影し,下顎切歯歯軸の側方傾斜角および前頭面において側方切歯路が水平基準面に対して示す移動角(アンテリア・ガイダンス)を計測した.その結果,いずれの被験者群においても下顎切歯歯軸の側方傾斜角とアンテリア・ガイダンスとの間には相関を認めなかった.これは,我々がすでに解析した習慣性ブラキシズムを有しない被験者群における夜間下顎運動記録の結果(投稿中)とは異なるものであり,習慣性の夜間ブラキシズムと咬合の関連における特徴の一つとなるものであると考えられた.また,これらの被験者のうち,左右のアンテリア・ガイダンスが6度以上異なる被験者においては,夜間ブラキシズム中にアンテリア・ガイダンスの小さい側にグラインディングする頻度が高いことが示唆された.また,習慣性ブラキシズムを有する被験者群を対象として睡眠中の頭位を解析した結果,すべての被験者を通じてほぼ一定の頭位においてブラキシズムを行っている頻度が高いことが明らかになった.以上の結果から,従来解明されていなかった夜間ブラキシズム中の下顎運動の特徴の一部が示されたとともに,今後の夜間ブラキシズムの解析の基礎となる重要な情報が得られた.顎関節内障の病因論を確立するための基礎的情報を得ることを目的として,夜間ブラキシズム中の下顎位(特にグラインディングの発現側)と下顎切歯歯軸の側方傾斜およびアンテリア・ガイダンスの3者の相互関係および,夜間ブラキシズム中の下顎位と頭位との関係について検討した.習慣性ブラキシズムを有する顎関節内障患者6名および,習慣性のブラキシズムは有する顎関節内障を認めない者6名を対象として,前歯部規格写真(咬頭嵌合位,切歯切端咬合位および左右側各犬歯切端咬合位)を撮影し,下顎切歯歯軸の側方傾斜角および前頭面において側方切歯路が水平基準面に対して示す移動角(アンテリア・ガイダンス)を計測した.その結果,いずれの被験者群においても下顎切歯歯軸の側方傾斜角とアンテリア・ガイダンスとの間には相関を認めなかった.これは,我々がすでに解析した習慣性ブラキシズムを有しない被験者群における夜間下顎運動記録の結果(投稿中)とは異なるものであり,習慣性の夜間ブラキシズムと咬合の関連における特徴の一つとなるものであると考えられた.また,これらの被験者のうち,左右のアンテリア・ガイダンスが6度以上異なる被験者においては,夜間ブラキシズム中にアンテリア・ガイダンスの小さい側にグラインディングする頻度が高いことが示唆された.また,習慣性ブラキシズムを有する被験者群を対象として睡眠中の頭位を解析した結果,すべての被験者を通じてほぼ一定の頭位においてブラキシズムを行っている頻度が高いことが明らかになった.以上の結果から,従来解明されていなかった夜間ブラキシズム中の下顎運動の特徴の一部が示されたとともに,今後の夜間ブラキシズムの解析の基礎となる重要な情報が得られた.
固相-固相界面溶融解相の形成と化学反応場としての利用

1.無溶媒および溶媒蒸気との接触条件下でのエピ化晶出の適用性の検討前年度に検討した(1S,2R)-1-アミノインダン-2-オールと種々のアルデヒドとのStrecker反応で合成したα-アミノニトリルの無溶媒エピ化晶出について,溶媒蒸気の種類や溶媒の蒸気圧がエピ化速度に与える効果を詳細に検討した。その結果,飽和蒸気圧の80%の蒸気量でも,室温付近で十分に反応が促進されること,溶媒としてはメタノールやアセトニトリルが良いことなどがわかった。また,アルデヒドに導入した置換基の種類によっては,エピ化と同時に一方のジアステレオマーの選択的な分解も認められた。また,本エピ化晶出法の適用性を調べたところ,抗高血圧薬Lotensinの合成鍵中間体であるアミノラクタム4,5-ジヒドロ-3-[(S)-1-フェニルエチル]アミノ-1H-ベンゾ[b]アゼピン-2(3H)-オンのジアステレオマー結晶混合物も定量的にエピ化することがわかった。2.誘電率制御分割と無溶媒エピ化晶出の融合の可能性の検討誘電率制御分割が可能なことがわかった1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジカルボン酸のモノ(S)-1-フェニルエチルアミドと,ロイシンの(S)-1-フェニルエタンスルホン酸塩について,エピ化晶出への適用を検討した。その結果,後者については,サリチルアルデヒドとp-トルエンスルホン酸を添加することでエピ化が起こり,D-ロイシン塩の分割効率を向上させることができた。しかし,L-ロイシン塩が晶析する誘電率条件下でもD-ロイシン塩が析出し,溶媒の誘電率により優先して晶析する塩は変化しなかった。1.α-アミノニトリルの無溶媒エピ化晶出における溶媒蒸気の効果の検討(1S,2R)-1-アミノインダン-2-オールと種々のアルデヒドとのStrecker反応で合成したα-アミノニトリルのジアステレオマー混合物は,結晶状態で温めると結晶の接触界面が局部的に融解し,その融解相で一方のジアステレオマーへのエピ化と他方のジアステレオマーの結晶成長が同時に起こり,やがて純粋なジアステレオマー結晶を与える。このような単一ジアステレオマーへのエピ化反応が,室温付近の温度でも結晶混合物をメタノール蒸気と接触させると容易に進行することを明らかにした。2.ビナフタレンジカルボン酸アミドの光学分割における誘電率制御分割(DCR)現象の分子機構の解明ラセミ体の1,1'-ビナフタレン-2,2'-ジカルボン酸と(S)-1-フェニルエチルアミンのモノアミドを再結晶する際に,溶媒の誘電率を変化させると,晶析するジアステレオマーが変化するDCR現象が起こる。この際,溶媒の種類や温度が晶析する塩のジアステレオマー過剰率に影響を与えることを明らかにした。また,溶媒の誘電率を除々に変化させると,溶液中での分子の会合状態が不連続に変化し,その付近で晶析するジアステレオマーの選択性が逆転すること,溶媒分子の結晶への取り込まれやすさが溶媒の誘電率により変化することを見出し,これらの知見に基づいてDCR現象が起こるメカニズムを考察した。3.アミノ酸の光学分割の誘電率制御の可能性の検討2.の検討の過程で,ロイシンを(S)-1-フェニルエタンスルホン酸を分割剤としてジアステレオマー塩形成法により光学分割する際にも,DCR現象が起こることを見出した。
山陰地域における第三紀陥没構造の構造地質学的研究

1.山陰地域の陥没構造のうち、広島・島根県境に位置する作木コールドロンについて構造地質学的な研究を行なった。作木コールドロンの輪郭は、高角傾斜の断層によって囲まれた、一辺が8km程度の四辺形をなしている。これらの断層は、巾の広い破砕帯をもつ正断層の場合と、破砕帯がせまく、盆地外側に傾斜している逆断層の場合とがある。また、断層に沿ってしばしば花崗斑岩や石英斑岩の岩脈ないしは閃緑岩などの深成岩体が貫入していることがある。2.マグマだまりの上昇にともなう陥没形成の機構を、地殼を塑性体とみなしたMohr-Coulombの降伏条件下で、三次元有限要素法により解析した。マグマの活動によって生じる地表の断裂には、放射状断裂や同心円状断裂が知られているが、これらの断裂の相互の切断関係や前後関係は充分には解明されていない。しかし、このことが実はコールドロンの形態を決定する重要な要因になっていると考えられる。解析の結果、次のことが明らかになった。マグマだまりの上昇によって地表にドーム隆起が生じる。ドーム中央付近ではσ_3が垂直に近く、隆起の進行にともなって主応力の方向が刻々と変化する。弾性体のうちはσ_1が同心円の接線方向を向いているが、要素が降伏するとσ_1応力値の上昇がにぶくなり、σ_2とσ_1とが入れかわる。したがって、最初は地表中心部に放射状断裂が生じるが、隆起が進行するにつれて、応力が回転して同心円状断裂が発達するようになる。このことは、ドーム隆起中心付近では、単一の系統の断裂が形成されるのではなく、放射状断裂→同心円状断裂という順序で断裂が発達することを意味している。しかし、どちらの系統の断裂も正断層型である。作木コールドロンには逆断層もあるが、これはマグマ溜り収縮時の断層(komuro、1987)であろう。1.多角部と円形のふたつのタイプのコールドロンの形成機構を解明するために,野外調査と地殻の変形シミュレーションを計画した.野外調査では円形のコールドロンの断裂系の復元に力点をおいた.そのために,本年度の研究計画では,島根県の桜江地域と広島県作木地域のコールドロンをあげておいた.2.桜江地域の調査では,コールドロン内の火砕岩類と基盤の三郡変成岩との関係は従来から予想されていた通り環状断裂である事が明らかとなった.また,新たな知見として,縁辺基盤中に縁辺の走向と直交する岩脈群が多数発見された.これらの岩脈は,コールドロン発生期の断裂を充填したものである可能性が高いので,コールドロン発生時の断裂を単純な環状断裂だけで説明するのは難しい.おそらく放射状断裂をともなっていたであろう.3.作木コールドロンは,縁辺部が環状直線状の断裂によって境され,一部では環状岩脈が貫入している.コールドロン埋積層は盆状構造をなしており,本宿型コールドロンの第二次陥没(藤田ほか,1970)に相当する.4.作木コールドロンでは,補獲岩を多数含む貫入岩が縁辺部に発見された.これは,岩脈貫入時に母岩が破砕されたことを意味し,コールドロンにともなう半深成岩の貫入が地下陥没によって生じるという筆者の仮説を裏づけている.5.本年度の設備費によって納入したパーソナルコンピュータで有限要素法のためのデータ入出力プログラムを開発した.

開発効率を高めるため,言語にはCとFORTRANを併用し, "要素の自動作成""データのホストへの転送""結果(応力と変形)のグラフィクス表示"の3本のプログラムを新たに開発した.マグマ溜りの上昇にともなう陥没形成の機構を、三次元有限要素法により解析した。マグマの活動によって生じる地表の断裂には、放射状断裂や環状断裂が知られているが、これらの断裂の相互の切断関係や前後関係は充分には解明されていない。しかし、このことが実はコールドロンの形態を決定する重要な要因になっていると考えられる。このような断裂形成の相互関係は弾性論による解析では解くことができないので、地殻を塑性体とみなし、Mohr-Coulonbの降状条件下で数値解析した。その結果は次の通りである。まず、マグマだまりの上昇にともなって地表にドーム隆起が生じる。ドームの中心付近ではα_3がほぼ直立しており、隆起の進行にともなって主応力の方向が刻々と変化する。ドーム中心付近のα_1とα_2は、ともに正値の引張応力であるが、その差はわずかである。このため、最初は(弾性体のうちは)α_1が同心円の接線方向を向いているが、要素が降状すると応力の上昇がにぶくなり、α_2とα_1が入れかわることになる。したがって、最初はドーム中心部に放射状断裂が生じるが、隆起が進行するにつれて、応力が回転して同心円状断裂が発達するようになる。このことは、ドーム隆起中心付近では、単一の系統の断裂が形成されるのではなく、放射状断裂→同心円状断裂という順序で断裂が発達することを意味している。しかし、どちらの系統の断裂も正断層型であることにかわりはない。これらの断層の組み合わせによって、多角形のコールドロンが形成されるものと考えられる。
良い性質をもつ概均質ベクトル空間の研究

佐藤幹夫は概均質ベクトル空間の概念を導入し、とくに代数群が簡約可能で特異集合(大きな軌道の余集合)が既約超曲面の場合(これを良い性質を持つ概均質ベクトル空間と仮称する)には、新谷卓郎の協力を得て、関数等式を満たす1変数ディリレ級数(概均質ゼータ)の存在を示した。リーマンのゼータ関数は、概均質ゼータの例になっている。そこで新しい概均質ゼータを知る必要性から、佐藤は木村達雄の協力のもとで、既約概均質ベクトル空間の分類を完成した。それにより新しい概均質ゼータが発見され、数論への応用も多くの数学者により得られた。そこで本研究では、非既約で良い性質を持つ概均質ベクトル空間を分類することを目標とする。その場合は既約成分は、相対不変式をもたない非正則概均質ベクトル空間になる。それは佐藤・木村の分類の結果から、(1)(Spin(10),半スピン表現), (2)(SL(2m+1),Λ2), (3)(Sl(2m+1)×SL(2),Λ2テンソルΛ1),(4) (Sp(n)×SL(2m+1),Λ1テンソルΛ1),(5) (G×SL(n),\rhoテンソルΛ1、V(m)テンソルV(n))但しGは任意の簡約可能代数群で、\rhoはその任意の既約表現、そしてG≠SL(m)で3≦m<n、という条件がつく。(6) (SL(m)×SL(n),M(m,n)),ただし1≦n<m/2),の6個のreducedな空間と裏返し同値となる。これは無限個存在するが、分類を可能にした今回の研究での発見は、既約成分のうち被約でないものは、高々一つである、ということである。これを主既約成分とよぶ。すべての既約成分が、(6)と裏返し同値なとき、クイバー型、それ以外を非クイバー型とよぶ。本研究では、主既約成分が(5)と裏返し同値で他の既約成分が(5)または(6)の場合を除き、非クイバー型の分類を完成させた。概均質ベクトル空間の理論が完全に出来ているのは、相対不変式が唯一つの正則概均質ベクトル空間であり、これから佐藤ー新谷の理論により1変数の解析的なゼータ関数なども得られるので、このような空間の例を出来るだけ得ることは数学的に興味がある。これを本研究では良い性質をもつ概均質ベクトル空間、あるいは単に基本的概均質ベクトル空間と仮によぶことにする。基本的概均質ベクトル空間の裏返し変換も基本的概均質ベクトル空間であるから、一つ基本的概均質ベクトル空間が与えられれば、無限個の基本的概均質ベクトル空間が得られるが、裏返し変換でうつる概均質ベクトル空間は色々共通の性質を持つので、その中で一番次元の低い空間を決定しておけば良い。佐藤ー木村によって完成した既約概均質ベクトル空間の分類においては被約(reduced)な正則概均質ベクトル空間がそれに相当し、たとえばその相対不変式が具体的にわかれば、その裏返し変換の相対不変式はそれから機械的な手続きで得られるし、ゼータ関数の関数等式すら、機械的な手続きで被約な場合から得られるのである。ただこの良い性質を持つ空間だけを取り出す手段はまだ見つかっておらず、とりあえず今までの分類で得られたもののなかから探すというのが第一段階であり、今年度の研究はこれを実行した。単純概均質ベクトル空間で基本的なものは5個あるが、そのうち4個は既約正則概均質ベクトル空間に埋め込まれる。また基本的概均質ベクトル空間の群を正則性を保つ範囲で大きくしても基本的でやはり相対不変式は変わらない。この意味では単純概均質ベクトル空間で新しい基本的なものは一つしかないことがわかった。今までの分類の中で表で与えられたものの中で特異集合が既約超局面になっているものはほぼ決定出来たので、だいたい予定通りであるが、一般の場合に分類する原理がまだ見つかっていないので、これからが難しいところになると思われる。しかし今まで得られたものから色々類推できる可能性がある。作用する群が簡約可能代数群であるような概均質ベクトル空間で相対不変式が唯一つのものを基本的概均質ベクトル空間と仮に名づける。これは1変数の解析的な関数等式を満たすゼータ関数を構成する佐藤幹夫ー新谷卓郎の理論が適用出来る重要な空間であるので、基本的概均質ベクトル空間を出来るだけ多く見つけることは数学的に意味がある。基本的概均質ベクトル空間の裏返し変換により新しい基本的概均質ベクトル空間が得られるが、そのときゼータ関数がどのように変換されるかは新谷卓郎氏によって明らかにされているので、裏返し変換で移りあう空間で一番次元が低いもの、すなわちreducedなものだけを求めれば良い。既約正則概均質ベクトル空間はその例を与えるが、既約でないものの例はあまり知られていないので、まずは既に分類された概均質ベクトル空間の中から、その条件を満たすものを探すということから研究を始めた。単純概均質ベクトル空間は良く調べられているので、そこから探すのは容易であるが、ある意味で既約の場合に帰着できるものばかりで本質的に新しいものとは言えない。Type Iの2単純正則概均質ベクトル空間も一般点の等方部分が計算されているので、探すのはそれほど難しくなくいくつか新しいものが得られた。

主な研究はType IIの2ー単純概均質ベクトル空間の中から基本的なものを探し出すことであるが、これは殆どの場合に一般点の等方部分群が決定されていないので、どれが正則概均質ベクトル空間かすらわかっていない。この空間についてかなり研究したが、まだ全部は完成していない。我々の研究対象の概均質ベクトル空間は作用する群は簡約可能代数群であるが、既約成分が2個以上ある場合は、最初の既約成分での等方部分群は一般に簡約可能代数群ではない。したがって現在分類されていない群であり、リー環の形で直接与えられるが、とくにパラメーターを含む場合などは複雑さが増す。そしてその群が残りの成分に作用して最終的に一般点の等方部分群が簡約可能代数群になるものを選び出さなければいけない。しかし簡約可能でない代数群が作用する空間の概均質性の判定は一般論が無いため、個別で調べなければならず、時として予想以上に計算に時間がかかることがある為、予定がやや遅れている状況である。相対不変式が唯一つの簡約可能な正則概均質ベクトル空間、言い換えれば、特異集合が既約超曲面である簡約可能概均質ベクトル空間を分類することが、本研究の目的である。この空間を仮に典型的概均質ベクトル空間と名付けると、典型的なものの裏返し変換はすべて典型的なので、その中で一番次元が低いものを被約とよぶと、結局、被約かつ典型的な空間を分類すれば良い。この例として、佐藤幹夫ー木村達雄によって分類された既約正則概均質ベクトル空間があり、フーリエ変換やゼータ関数の理論がうまくいく例を与えている。しかし既約の条件をはずすと、知られているものは、ごくわずかであり、それを完全に分類するのが、本研究の目標である。最初の二年間は、様子をみるために、すでに分類された色々なタイプの概均質ベクトル空間から、典型的なものを取り出す作業をしていたが、今年度は本質的に新しい進展があった。ドイツでポップ教授と議論していて、新しい視点を得た。被約かつ典型的な空間の各既約成分は相対不変式をもたない非正則既約概均質ベクトル空間である。その既約成分が高々一つを除いて、すべて被約であろう、と予想され、わずかの例外を除いて証明された所が、新しい分類方法を可能にしたところである。被約な非正則概均質ベクトル空間は全部で6つあるので、被約でない可能性のある既約成分が、この6個のどれと裏返し同値か、に応じて6つの場合にわけて研究する。そしてそのうち、5つの場合がほぼ分類できた。あと残っているのは、二つの特殊線形代数群の場合で、これは、今までの方法では無理で、クイバーの最新理論を使う必要がある。ここはまだ、これからである。最初の2年間は、様子をつかむために、すでに分類された概均質ベクトル空間から、相対不変式が唯一つの正則概均質ベクトル空間を取り出すことに専念した。それは簡単な場合もあるが、II型の2単純概均質ベクトル空間の中から、それを取り出すのは大変なことであり、しかもそれが全部出来ても、分類そのものが未完成なので、この研究は完成しない。しかし幸いに、これらの例から、研究をどう進めれば良いかの方針が見えてきて、現在、6つの場合のうち、5つがほぼできている。残りの一つは、今までの方法は通用しないが、クイバーの新しい理論を使えばできる可能性がある。佐藤幹夫は概均質ベクトル空間の概念を導入し、とくに代数群が簡約可能で特異集合(大きな軌道の余集合)が既約
乗用車の買い替え行動の環境経済分析

本研究では、乗用車の買い替えモデルと産業連関モデルを用いた社会会計モデルの開発を行い、乗用車の長期使用に伴う消費変動が乗用車製造起源のエネルギー消費量、乗用車使用起源のエネルギー消費量、家計所得にどのような影響を与えるのか分析した。分析の結果、例え新車自体の燃費が向上していたとしても、消費者の乗り替え傾向を反映して、乗用車の長期使用よりも乗用車の新規買い替えの方が環境にとって悪いことがあり得ることを経験的に明らかにした。今年度の研究では、車種別の使用年数の変化、買い替え行動の変化、車種別の燃費効率の動きという3つの要因を組み込んだ構造変化モデルを提案し、乗用車の長期使用が内包型エネルギー消費量に与える影響について推計を行い、考察を行った。1990年から2000年までの平均使用年数の伸びを分析した結果、1990年に処分された普通乗用車、小型乗用車、軽乗用車の平均使用年数はそれぞれ12.26年、9.10年、10.15年であり、2000年に処分された普通乗用車、小型乗用車、軽乗用車の平均使用年数はそれぞれ11.93年、10.29年、11.77年であった。1990年から2000年への経過年数に比例して、2000年における平均使用年数が最終的に1年分伸びた場合を想定すると、買い替え比率の実績値を反映して小型乗用車から普通乗用車へ乗り替え台数が減少する結果となった。小型車と比べて燃費の悪い普通乗用車へ乗り換え台数の低下が燃費効果による道路走行に付隨する燃料消費量を減少させることが分かった。また平均使用年数の延長が乗用車生産とそれに付随する商業活動,貨物輸送活動に必要となるエネルギー必要量を36,662(1000GJ)程度押し下げる効果があることも分かった。乗用車の長期使用によって結果的に乗用車購入、燃料購入を刺激することになる。本研究では、マクロ的な視点から、この潜在的な所得増加分が貯蓄を通して投資にながれると想定して、この影響を計測した結果、34,509(1000GJ)程度エネルギー必要量を高めることが分かった。このリバウンド効果も考慮すると、結果的に、1年の寿命延長によって道路走行、乗用車生産、商業活動,貨物輸送活動に付随するエネルギー必要量が6,976(1000GJ)分低下することが判明した。平成20年度に実施した研究では、ワイブル分布関数を用いた乗用車の買い替えモデルと産業連関モデルを用いた社会会計モデルの開発を行い、乗用車の長期使用に伴う消費変動(買替台数の減少、消費のリバウンド)が乗用車製造起源のエネルギー消費量、乗用車使用起源のエネルギー消費量、家計所得にどのような影響を与えるのか分析した。分析の結果、+1年の寿命延長による家計部門の購買力変化によって、固定資本形成、その他消費支出、在庫純増、輸出に伴う誘発1次エネルギー消費量がそれぞれ21049(10^3GJ)、21974(10^3GJ)、53(10^3GJ)、11439(10^3GJ)程度低下した一方で、輸入に伴う誘発1次エネルギー消費量は8913(10^3GJ)分増加した。結果的に、乗用車の+1年寿命延長がこれら5項目の最終需要に伴う誘発1次エネルギーに与えた総影響は、-21049-21974-53-11439+8913=-45602(10^3GJ)として計算することができる。2000年(baseline)における最終需要5項目によって誘発する総1次エネルギー消費量が16349(10^6GJ)であるので、乗用車の+1年寿命延長は総1次エネルギー消費量を約0.28%引き下げる効果があった。この理由の一つは、乗用車の長寿命化が軽乗用車(排気量が660cc以下)、小型乗用車(661-2000cc)から相対的に燃費の悪い普通乗用車(2001cc以上)への乗り替えを抑える方向に働いた結果、ガソリン購入量の低下とそれに付随して家計部門の購買力の低下をもたらしたためである。本研究結果は、例え新車自体の燃費が向上していたとしても、消費者の乗り替え傾向を反映して、乗用車の長期使用よりも乗用車の新規買い替えの方が環境にとって悪いことがあり得ることを経験的に明らかにしている。
地層中の有機物とアクチノイドの相互作用

本研究では,高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関連してアクチノイドの地層中での挙動を評価するため,自然界における有機分解生成物(フミン物質)との相互作用について検討した.1.地層中の有機物は,不均一な分解縮合生成物であるという特徴と高分子電解質であるという特徴を合わせ持っており,環境化学,生物高分子化学等の分野で種々の観点から研究が進められている.これらは試料により分子量,官能基密度,骨格構造等が連続的に変化している類縁化合物の混合物なので,既存の錯生成の考え方を適用するには問題がある.その相互作用については多くの研究があるものの取扱にはかなりの混乱と議論があり,現在の目的に既存モデルをそのまま採用することはできないと結論した.2.種々の起源の有機分解生成物のキャラクタリゼーションの手法を確立するため,市販フミン酸を異なる条件で分別した試料およびポリアクリル酸を酸塩基滴定し解析した.既存モデルのあるものは滴定曲線をある程度記述できるが,イオン強度や有機分解物の一般的性質との対応が不明確である.本研究では,高分子近傍におけるイオンの濃集と,高分子上に多くの酸性官能基があることによる統計的効果を考慮に入れて,弱酸性高分子の酸解離を記述するモデルを確立し,既存モデルとの比較により本モデルがそれらより優れていると結論した.3.Np(V)とフミン酸,ポリアクリル酸との相互作用を調べるために,我々がNp(V)と単純配位子との錯生成を検討するために開発した溶媒抽出法の適用が可能かどうかを検討した.フミン酸ではコロイドの疎水性が強くなるため問題はあるものの,全体としてはこの手法が適用可能との感触を得た.但し,得られた値より低い値が報告されている例もあり,いずれに問題があるかを知るためにはさらに検討が必要である.本研究では,高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関連してアクチノイドの地層中での挙動を評価するため,自然界における有機分解生成物(フミン物質)との相互作用について検討した.1.地層中の有機物は,不均一な分解縮合生成物であるという特徴と高分子電解質であるという特徴を合わせ持っており,環境化学,生物高分子化学等の分野で種々の観点から研究が進められている.これらは試料により分子量,官能基密度,骨格構造等が連続的に変化している類縁化合物の混合物なので,既存の錯生成の考え方を適用するには問題がある.その相互作用については多くの研究があるものの取扱にはかなりの混乱と議論があり,現在の目的に既存モデルをそのまま採用することはできないと結論した.2.種々の起源の有機分解生成物のキャラクタリゼーションの手法を確立するため,市販フミン酸を異なる条件で分別した試料およびポリアクリル酸を酸塩基滴定し解析した.既存モデルのあるものは滴定曲線をある程度記述できるが,イオン強度や有機分解物の一般的性質との対応が不明確である.本研究では,高分子近傍におけるイオンの濃集と,高分子上に多くの酸性官能基があることによる統計的効果を考慮に入れて,弱酸性高分子の酸解離を記述するモデルを確立し,既存モデルとの比較により本モデルがそれらより優れていると結論した.3.Np(V)とフミン酸,ポリアクリル酸との相互作用を調べるために,我々がNp(V)と単純配位子との錯生成を検討するために開発した溶媒抽出法の適用が可能かどうかを検討した.フミン酸ではコロイドの疎水性が強くなるため問題はあるものの,全体としてはこの手法が適用可能との感触を得た.但し,得られた値より低い値が報告されている例もあり,いずれに問題があるかを知るためにはさらに検討が必要である.本研究では,高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性評価に関連してアクチノイドの地層中での挙動を把握するため,自然界における有機分解生成物とアクチノイドの相互作用を調べている.(1)有機錯体生成定数決定に関する文献の調査と整理有機分解生成物においては,分子量,官能基密度,骨格構造等が試料によって連続的に変化しており,既存の錯生成の考え方をそのまま適用することには問題がある.調査結果によれば,これらの相互作用については多くの報文があるものの,その取扱いにはかなりの混乱と議論があり,得られているデータもまちまちである.有機物との相互作用の不均一性を考慮して,汎用されている実験的手法と解析モデルが,取得データにどのような影響を及ぼすかを明らかにした.(2)有機分解生成物のキャラクタリゼーションアクチノイドとの相互作用を調べるにあたっては,有機分解生成物のキャラクタリゼーションが特に重要である.その手法を確立するため市販フミン酸を種々のpHにおいて濾過,限外濾過により分画し,凍結乾燥して得られた試料について酸塩基滴定を行い解析した.滴定曲線は高分子有機物に特有のなだらかな変化を示し,さらに種々pHで得られた試料の酸性基の性質と量が連続的に変化していることより,分画前の試料が種々の化合物を含む混合物であることを確認した.滴定曲線は既存の代表的モデルのいずれによっても記述できたが,これは曲線の変化がなだらなためで,このような曲線を与えるモデルがいくつもあり得るからである.したがってモデルの基本となっている考え方の是非については,単にデータへの適合性だけでなく,その他の検討をする必要がある.

本研究では,高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に関連してアクチノイドの地層中での挙動を評価するため,自然界における有機分解生成物(フミン物質)との相互作用について検討した.1.地層中の有機物は,不均一な分解縮合生成物であるという特徴と高分子電解質であるという特徴を合わせ持っており,環境化学,生物高分子化学等の分野で種々の観点から研究が進められている。これらは試料により分子量,官能基密度,骨格構造等が連続的に変化している類縁混合物の混合物なので,既存の錯生成の考え方を適用するには問題がある.その相互作用については多くの研究があるものの取扱にはかなりの混乱と議論があり,現在の目的に既存モデルをそのまま採用することはできないと結論した.2.種々の起源の有機分解生成物のキャラクタリゼーションは,アクチノイドとの相互作用を調べる際に特に重要となる.その手法を確立するため,市販フミン酸を異なる条件で分別した試料および均一な弱酸性高分子(ポリアクリル酸)を酸塩基滴定し解析した.既存モデルのあるものは滴定曲線をある程度記述できるが,イオン強度や有機分解物の一般的性質との対応が不明確である.本研究では,高分子近傍におけるイオンの濃集と,高分子上に多くの酸性官能基があることによる統計的効果を考慮に入れて,弱酸性高分子の酸解離を記述するモデルを確立し,既存モデルとの比較により本モデルがそれらより優れていると結論した.3.Np(V)とフミン酸,ポリアクリル酸との相互作用を調べるために,我々がNp(V)と単純配位子との錯生成を検討するために開発した溶媒抽出法の適用が可能かどうかを検討した.フミン酸ではコロイドの疎水性が強くなるため問題はあるものの,全体としてはこの手法が適用可能との感触を得た.但し,得られた値より低い値が報告されている例もあり,いずれに問題があるかを知るためにはさらに検討が必要である.
遅延評価を行うプログラミング言語の必要呼び意味論とコンパイラの形式的検証

本研究は遅延評価をサポートするコンパイラに対して形式的検証の手法を明らかにし,そのような処理系の信頼性を向上するものである.そのため,定理証明支援系Coqを用いて様々なメタ定理を証明することで,形式的検証に適した意味論の定式化を模索するほか,遅延評価を効率的に実行するための最適化に対して実際に形式的検証を行い,その手法を明らかにする.遅延評価は言語機能として提供されるだけでなく,その特別な例であるストリーム処理としてライブラリに取り入れられてもいる.本研究が完成した際の影響はそのようなライブラリにも波及すると予想される.本研究は遅延評価をサポートするコンパイラに対して形式的検証の手法を明らかにし,そのような処理系の信頼性を向上するものである.そのため,定理証明支援系Coqを用いて様々なメタ定理を証明することで,形式的検証に適した意味論の定式化を模索するほか,遅延評価を効率的に実行するための最適化に対して実際に形式的検証を行い,その手法を明らかにする.遅延評価は言語機能として提供されるだけでなく,その特別な例であるストリーム処理としてライブラリに取り入れられてもいる.本研究が完成した際の影響はそのようなライブラリにも波及すると予想される.
粒界ナノ量子構造制御による新機能セラミックス開発プロセスの創出

最終年度となる本年度は、アルミナ多結晶体の焼結過程における緻密化速度の測定結果と、速度論的に得られるアルミナの粒界拡散係数に関し、極微量のカチオン添加の影響と、その起源についての解析を行った。特に、昨年度の結果に基づき、粒界偏析したカチオンが及ぼすイオン結合状態への影響について重点的に解析を進めた。また、昨年度作製した高温炉と特殊試料ホルダー及びインピーダンス測定装置を用いて、ひき続きカチオン添加立方晶ジルコニアの酸素イオン伝導性を調べ、セラミックスの力学特性と焼結性、及び酸素イオン伝導性に及ぼすカチオン添加効果を調べた。これら拡散、イオン伝導及び高温力学特性のデータを基に、粒界ナノ量子構造と力学・電気特性との関連要因を検討した結果、極微量のカチオンは焼結緻密化速度やイオン伝導に大きな影響を与えること、またそれが粒界近傍に偏析したカチオンがもたらすイオン性の変化と相関があることが初めて分かった。こうした結果から、高温力学特性やイオン伝導性といった、高温における原子・空孔拡散が主体的に関与する各種特性の発現には、結晶粒界の様な局所領域における原子間結合力が支配的要因となっており、特にイオン性に注目することで、物質移動の促進や抑制に有効なカチオンを理論的に選定することが可能であることを実験的に示した。なお本研究で得られた成果の一部は、平成17年10月に開催された国際会議Materials Science and Technology 2005(米国金属協会、米国セラミックス協会等の主催)での招待講演において発表すると共に、国内外の欧文学術誌に論文を投稿した。掲載済みの論文については研究発表一覧を参照されたい。本研究ではα-Al_2O_3多結晶体について、粒界ナノ領域における原子構造や化学結合状態を制御することにより、結晶粒内の高強度・耐食性といった特長を維持しつつ、多結晶体に新たな特性を付与するという新しい材料開発を目的としている。今年度は0.1mol%の24価陽イオンを添加したAl_2O_3を主な研究対象とし、研究機関の共通設備として現有の高分解能透過型電子顕微鏡及び電子顕微鏡に付属のエネルギー分散型X線分光や電子エネルギー損失分光を用い、入射電子ビームをΦ1nmに絞り込んで、結晶粒界に偏析するAl_2O_3多結晶体における粒界構造や化学結合状態、微量添加元素の偏析箇所や濃度についての局所分析を行った。一方、高速コンピュータを用いた第一原理に基づく分子軌道計算によって、粒界での原子間結合力を定量的に評価した。また、高温力学特性や耐食性等、様々な現象の支配的因子となるAl_2O_3の粒界物質輸送現象について、本研究では焼結プロセスの緻密化挙動に注目し、高温大気炉とレーザー変位計を用いた緻密化過程のIn-situ観察を行うことにより評価した。その結果、粒界拡散係数は.Al_2O_3結晶内のイオン性と相関関係があり、特に酸素イオンのイオン価数との関連性が認められた。即ち、添加原子と酸素イオンとの原子間相互作用に伴う電子分布の分極により、酸素イオンのイオン性が増す場合、粒界における輸送現象は抑制される方向に働く。このことから、ナトリウムランプ発光管としての実用化において要求されているAl_2O_3の耐熱性や耐食性の向上のためには、陽イオン・陰イオンの分極化を促す様なドーパントが有効であることが予想される。これらの成果は各学術誌及び国際会議において発表若しくは発表予定であり、また成果の一部は2003年10月に開催された「第4回クリープ及びクリープ疲労に関する国際会議(4^<TH> Conference on Creep, Fatigue and Creep-fatigue Interaction)」において、"Grain Boundary Chemistry and High-temperature Plastic Flow in Polycrystalline Alumina"と題した招待講演の中で紹介し国際的にも高い評価を得た。本年度は、アルミナ多結晶体の焼結過程の最終段階における緻密化速度を測定し、焼結体の微細組織と併せて、速度論的にアルミナの粒界拡散係数を定量評価した。また、極微量のカチオン添加の影響を調べ、カチオンのイオン価数や原子半径に必ずしも関係なく、粒界拡散係数が変化することを明らかにした。粒界にはカチオンが偏析していると考えられるため、カチオンの存在が拡散に影響を及ぼしていると結論される。そこでアルミナの化学結合状態にカチオンがどう影響を及ぼすかを調べるため、第一原理分子軌道計算を行い、イオン性と物質輸送現象との相関を認めた。これはセラミックスの拡散に関しては初めての発見であり、2005年に欧文学術誌にこの成果が掲載される予定である。またセラミックスの電気伝導性の測定を行うため、高温炉と特殊な試料ホルダーを設計・製作し、これを研究機関に現有のインピーダンス測定装置に設置した。予備的に酸素イオン伝導体である立方晶ジルコニアにおける酸素イオン伝導性を調べ、力学特性と焼結性、及び酸素イオン伝導性に及ぼすカチオン添加効果を調べた。これに関しても、第一原理的な解析に使用する目的でデータの蓄積を行った。最終年度には、今年度までに得られた拡散、イオン伝導及び高温力学特性のデータを基に、粒界ナノ量子構造と力学・電気特性との関連要因を洗い出すと共に、各種特性の向上に適切な微量添加元素の選定を行う予定である。最終的には、各特性を決定する支配的因子を第一原理計算から明らかにすると共に、適切な添加元素や添加量を第一原理計算に基づき理論的に予測するための材料設計指針の確立を目指す。

最終年度となる本年度は、アルミナ多結晶体の焼結過程における緻密化速度の測定結果と、速度論的に得られるアルミナの粒界拡散係数に関し、極微量のカチオン添加の影響と、その起源についての解析を行った。特に、昨年度の結果に基づき、粒界偏析したカチオンが及ぼすイオン結合状態への影響について重点的に解析を進めた。また、昨年度作製した高温炉と特殊試料ホルダー及びインピーダンス測定装置を用いて、ひき続きカチオン添加立方晶ジルコニアの酸素イオン伝導性を調べ、セラミックスの力学特性と焼結性、及び酸素イオン伝導性に及ぼすカチオン添加効果を調べた。これら拡散、イオン伝導及び高温力学特性のデータを基に、粒界ナノ量子構造と力学・電気特性との関連要因を検討した結果、極微量のカチオンは焼結緻密化速度やイオン伝導に大きな影響を与えること、またそれが粒界近傍に偏析したカチオンがもたらすイオン性の変化と相関があることが初めて分かった。こうした結果から、高温力学特性やイオン伝導性といった、高温における原子・空孔拡散が主体的に関与する各種特性の発現には、結晶粒界の様な局所領域における原子間結合力が支配的要因となっており、特にイオン性に注目することで、物質移動の促進や抑制に有効なカチオンを理論的に選定することが可能であることを実験的に示した。なお本研究で得られた成果の一部は、平成17年10月に開催された国際会議Materials Science and Technology 2005(米国金属協会、米国セラミックス協会等の主催)での招待講演において発表すると共に、国内外の欧文学術誌に論文を投稿した。掲載済みの論文については研究発表一覧を参照されたい。
ジピリン誘導体の連結反応による新規ポルフィリノイドの合成とその物性探求

ジブロモジピリンニッケル錯体に対してトリフェニルホスフィンの存在下、塩化ニッケルと亜鉛文末から調製した低原子価ニッケルを作用させると、分子内ホモカップリング反応によりノルコロールニッケル錯体が収率よく生成することを見いだした。この反応は高収率かつ操作が容易なので、反応のスケールアップが可能であり、グラムスケール合成を行うことができた。従来、ノルコロールは不安定であるとされており、これまで単離されたことはなかったが、合成したノルコロールニッケル錯体は空気中室温で安定であった。X線構造解析により、ノルコロールニッケル錯体高い平面性をもつことを明らかにした。さらに、1H NMRにおいて、ピロール部位のプロトンが1.451.60 ppmという高磁場領域に観測された。このことは、ノルコロールニッケル錯体が明確な反芳香族性をもつことを示す。DFT法による分子軌道計算からもノルコロールニッケル錯体の強い反芳香族性が明らかとなった。さらに、ノルコロールニッケル錯体の反応性についても検討した。ノルコロールニッケル錯体を酸素下で加熱すると酸化するとノルコロールニッケル錯体に1つの酸素原子が挿入し、芳香族性のオキサコロールニッケル錯体が生成することも明らかにした。また、ノルコロールニッケル錯体に立体的に保護された安定シリレンを反応させるとピロール部分にシリレンが挿入し、六員環へと環拡大した含ケイ素新規ポルフィリン類縁体が高収率で得られた。この化合物は近赤外領域に渡る幅広い吸収をもつことが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。ポルフィリノイドの骨格構築を遷移金属触媒反応で行った例はほとんどない。本研究ではジピリン誘導体をビルディングブロックとして活用し、遷移金属触媒反応により新規ポルフィリン類縁体を効率的に合成する手法を開発することを目的として研究した。ジクロロジピリン金属錯体を基質としてパラジウム触媒によるベンジルアミンとのBuchwald-Hartwigアミネーション(C-N coupling)を行ったところ、コロールの一つのメゾ位に窒素原子が導入されたアザコロールが比較的収率よく得られることを見いだした。予期したジアザポルフィリンも生成したが収率は高くなかった。得られたアザコロールおよびジアザポルフィリンのX線構造解析に成功し、それらの高い平面性を明らかにした。また、MR測定および分子軌道計算からアザコロールおよびジアザポルフィリンの明確な芳香族性を明らかにした。さらに、アザコロールのアシル化が高い位置選択性で進行し、反応条件により反応位置を制御できることを見いだした。一方、ジピリン金属錯体と硫化ナトリウム九水和物と反応させたところ、Ni錯体からはチアコロール、Zn錯体からはジチアポルフィリンを得ることに成功した。単結晶X線構造解析により、チアコロールは高い平面性をもつことを明らかにした。またチアコロールはNMR測定およびNICS計算より、芳香属性を有することが分かった。一方、ジチアポルフィリンは硫黄原素を中心に曲がった構造をとっていることを明らかにした。当初の計画では、平成23年度には、ジブロモジピリンを出発物質としてアザポルフィリンを合成し、その物性を研究することとしていた。しかし、アザポルフィリンの構造・物性を解明し、計画を達成しただけでなく、ジピリン誘導体からチアコロールやジチアポルフィリンが合成できることを発見しすることができた。平成23年度に、ジチアポルフィリンからチアコロールへの脱硫反応という非常に興味深い変換反応を見出すことができたので、この反応についてさらに詳しく研究していく。同時にジピリン誘導体を用いて、硫黄以外のヘテロ元素をもつ新規ポルフィリンやコロール誘導体を合成し、その構造や物性について研究する予定にしている。
生態系許容限界密度指標を用いた自然公園の管理手法の開発

林床植生(種の変化、密度、開花率、ササのかん高、ササの密度)、生物・化学(土壌小動物、土壌呼吸量、土壌有機物量)、物理・侵食(林床合計被覆率、土壌侵食量)、林業被害(皮剥)等の指標について、生態系への影響度を評価するためのレベル(大、中、小、微小)および許容限界を設定した。この生態系許容限界密度指標を用いることにより、自然公園におけるシカの密度管理を適正に行うことができる。栃木県におけるニホンジカの適切な生息密度指標を得るために、狩猟者の目視情報(狩猟者1人当たり1日当たりの目撃数)を用いて、生息密度マップの作成を行った。なお、狩猟が行われていない地域では、自然環境属性情報と目視情報を用いて、ステップワイズ減少法により変数選択を行って負の二項分布回帰モデルを作成した。その結果、日光鳥獣保護区で高密度が維持されていること、北高原山・塩原南捕獲禁止区域辺りで密度がやや高めであることなどが明らかになった。栃木県における季節移動のルートと移動パターン解明のために、日光市千手ヶ浜(栃木県設置のシカ柵)で成獣メス1頭にGPS首輪を装着し、2009年3月31日13:002009年4月19日の期間の移動地点の観測を行い、合計230ポイント(2Dは17地点、3Dは213地点)を採集した。現在データの解析中である。シカの食害による林床植生の衰退にともない激しい土壌侵食が発生している丹沢堂平における2006年2008年の土壌侵食観測データを用いて、林床植生被覆率+リター被覆率と土壌侵食量(雨量1mm当たり)の関係を分析した結二果、林床植生被覆率+リター被覆率と土壌侵食量は反比例の関係があることが明らかとなった。さらに、水文観測データを解析した結果、林床植生被覆率+リター被覆率が低下すると雨水の浸透率も低下する傾向が認められた。これらの結果からシカの食害による土壌侵食や森林の水源涵養機能に対する影響度を評価する指標として林床植生被覆率+リター被覆率が有効である可能性が認められた。栃本県におけるニホンジカの適切な生息密度指標を検討するための基礎資料を得る目的で、既往の調査データを整理して1995年以降毎年の日光国立公園地区の詳細な生息密度マップの作成を行った。1997年以降、冬期に日光地区およびその周辺で捕獲されたシカの胃内容物の分析を行いササの出現割合とシカの生息密度との関係を調査した結果、生息密度は徐々に低下している一方で胃内容物のササの出現割合は増加していることが分かり、ササの回復を示している可能性が示された。日光地区でかつて広く分布していたササがシカの食害で衰退している。現地調査からササの種類により衰退の速度が異なることが分かった。ササの衰退の程度が著しい千手ヶ浜地区、中程度の大平地区、衰退していない荒沢地区において、表層土壌の理化学性を調査した。その結果、荒沢地区では他の地区に比べて土壌内の腐植成分が多いことが分かった。さらに、2009年5月末から千手ヶ浜地区、大平地区、荒沢地区において土壌侵食調査プロット(幅1m、長さ3m)を設定し、土壌侵食量および降雨量を観測した。その結果、土壌侵食量は林床植生の衰退が著しい千手ヶ浜地区では大平地区の約10倍、荒沢地区の約100倍であることが分かった。林床植生被覆率+リター被覆率と土壌侵食量(雨量1mm当たり)の関係を分析した結果、林床植生被覆率+リター被覆率と土壌侵食量は反比例の関係があることが明らかとなった。千手ヶ浜地区、大平地区、荒沢地区において昆虫(アリ、糞虫)を採集して個体数および種を調査した結果、これらの昆虫によりシカによる森林生態系の変化を評価できる可能性が示唆された。栃木県奥日光地区において2010年4月12月の間、毎週ライトセンサスを行い、シカの平均群れサイズと個体数を観察した結果、個体数は春に多く、夏に少なくなり、秋に再び増加することが分かった。1996年2009年に日光中禅寺湖北岸地区で冬期に捕獲されたシカの胃内容物の調査から、ササの占める割合が最近増加していることが分かり、ササが回復していることが推測された。日光千手ヶ浜地区には約30年前はクマイザサが繁茂していたが、シカの食害により消失した後において防鹿柵を設置してもクマイザサは回復せずに不嗜好性植物のシロヨメナが繁茂することが分かり、植物群落の種組成や構造は元には戻らないという、「不可逆性」があることが分かった。日光地区内の3箇所(千手ヶ浜、大平、荒沢)において2009年2010年に毎月土壌侵食量を調査した結果、雨量1mm当たりの土壌侵食量と林床合計被覆率(林床植生被覆率+リター被覆率)には高い負の相関があることが分かった。

奥日光地区(中禅寺湖西岸)の計649地点において、2010年8月10月上旬に、林床合計被覆率やササの被覆率等を調査した。この結果を整理して、林床合計被覆率分布図を作成するとともに、土壌侵食危険性分布図を作成した。これまでの研究成果を統合して、林床植生(種、被覆率、開花率、ササのかん高、密度)、生物・化学(土壌小動物、土壌呼吸量、土壌有機物量)、物理・侵食(林床合計被覆率、土壌侵食量)、林業被害(皮剥)等の指標について、生態系への影響度を評価するためのレベル(許容限界)を設定した。また、これらの指標のレベル(許容限界)とシカの生息密度との関係を時間的変化も考慮してまとめた。この生態系許容限界密度指標を用いることにより、当該地域におけるシカの密度管理を適正に行うことができる。