hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭素-炭素結合のヘテロリシスによる不安定炭素陽イオン発生の研究

筆者が先に見いだしたp-ニトロフェニルアゾーt-クミルマロノニトリルのc-c結合のヘテロリシス経由によるt-クミルカチオン発生の反応性を研究実施計画Aに従って検討した.上記P-ニトロ体,無置換体,およびp-メトキシ体の分子構造をX線解析で調べ,その結果, c-c結合の長さと切れ易さとの間に相関はみられず,開裂する結合の長さと反応性に関して最近英国のKirbyらが提唱している説には一般性がないことを明らかにした.この反応で生じるヒドラゾンアニオンをテトラエチルアンモニウム塩として単離し,負電荷の非局在化から予想される平面構造をX線解析により確認した.さらに,この塩の溶解熱をメタノール・アセトニトリル混合溶媒系で測定し,ヒドラゾンアニオンが電荷分散の結果として,プロトン溶媒との水素結合による安定化を受けないことを確かめた.以上のヒドラゾンアニオンの性質は速度論的に得られた溶媒効果の知見と完全に一致する.t-ブチルカチオンはソルボリシス反応において最もよく知られた炭素陽イオンであるが, t-クミルカチオンに比べてはるかに発生させにくい.計画Bに従って, c-c結合のヘテロリシス経由によるこのイオンの発生を検討した.上記のようなアゾ化合物から発生させることは出来なかったが, t-ブチル(ニトロ)マロノニトリルを合成し,その熱分解を各種溶媒中で試みたところ,ジメチルスルホキシド中, 80°で脱離物としてのイソブテンが65%の好収率で得られた.分解速度を塩化t-ブチルと比較すると18倍も大きく,この溶媒中では上記ニトロマロノニトリルの方がt-ブチルカチオンの発生剤として優れている.メタノール中では主生成物として予想されるt-ブチルメチルエーテルがほとんど生成しなかったが, DMSO-MeOH混合溶媒中では最大20%の収率でこのエーテルが得られ,イソブテンがt-ブチルカチオン経由で生成することが確認された.筆者が先に見いだしたp-ニトロフェニルアゾーt-クミルマロノニトリルのc-c結合のヘテロリシス経由によるt-クミルカチオン発生の反応性を研究実施計画Aに従って検討した.上記P-ニトロ体,無置換体,およびp-メトキシ体の分子構造をX線解析で調べ,その結果, c-c結合の長さと切れ易さとの間に相関はみられず,開裂する結合の長さと反応性に関して最近英国のKirbyらが提唱している説には一般性がないことを明らかにした.この反応で生じるヒドラゾンアニオンをテトラエチルアンモニウム塩として単離し,負電荷の非局在化から予想される平面構造をX線解析により確認した.さらに,この塩の溶解熱をメタノール・アセトニトリル混合溶媒系で測定し,ヒドラゾンアニオンが電荷分散の結果として,プロトン溶媒との水素結合による安定化を受けないことを確かめた.以上のヒドラゾンアニオンの性質は速度論的に得られた溶媒効果の知見と完全に一致する.t-ブチルカチオンはソルボリシス反応において最もよく知られた炭素陽イオンであるが, t-クミルカチオンに比べてはるかに発生させにくい.計画Bに従って, c-c結合のヘテロリシス経由によるこのイオンの発生を検討した.上記のようなアゾ化合物から発生させることは出来なかったが, t-ブチル(ニトロ)マロノニトリルを合成し,その熱分解を各種溶媒中で試みたところ,ジメチルスルホキシド中, 80°で脱離物としてのイソブテンが65%の好収率で得られた.分解速度を塩化t-ブチルと比較すると18倍も大きく,この溶媒中では上記ニトロマロノニトリルの方がt-ブチルカチオンの発生剤として優れている.メタノール中では主生成物として予想されるt-ブチルメチルエーテルがほとんど生成しなかったが, DMSO-MeOH混合溶媒中では最大20%の収率でこのエーテルが得られ,イソブテンがt-ブチルカチオン経由で生成することが確認された.
ADLによる高齢者の機能評価の検討-寝たきり高齢者から自立高齢者までの連続的評価

前年度までに、要介助高齢者用ADL(日常生活動作)能力指標(ADL-PDI)を寝たきりおよび自立高齢者に対して実施し、要介助高齢者のADL評価に有効な動作のうち、要介助高齢者が寝たきり状態に陥る際または、要介助高齢者が自立する際に重要な評価項目を明らかにすることを試みた。横断的評価の結果、機能水準判別に関する以下の知見が得られた。1)ADL-PDIは難易度の異なる17項目から構成されており(17点満点)、項目間の難易度に基づく一次元性が保証されていること、2)本指標の総合得点が5点以下の場合または、難易度の低い下位4項目(食事、トイレへの移動、寝返りする、字を書く)が成就不可能な場合、寝たきり状態に陥る危険性が高いこと、3)総合得点が13点以上の場合または難易度の高い上位5項目(ズボンをはく、ゴムズボンをはく、座位から立ち上がる、階段を上る)が成就可能な場合、自立水準に近い状態にあること。本年度、上記の横断的評価から得られた知見が、縦断的評価においても有効か否かについて検討した結果、一定期間前後の縦断的評価時にも有効と考えられた。つまり、ADL-PDIによる評価から一定期間後の高齢者の機能水準をある程度予測する際の有効性が示唆された。縦断的な機能変化を評価する際の感度について、既存の障害高齢者用ADL指標であるBarthel Index(BI)と比較した結果、機能水準の低い障害高齢者に対してはBIの方が優れるが、ADL-PDIは機能水準の比較的高い障害高齢者にも適用可能であり、適用範囲がBIよりも広範囲である傾向が認められた。ただし、本研究は限られた標本でのみ行われていることや、縦断的な追跡期間も短いことから、今後これらを考慮したうえで縦断的評価の有効性についてさらに検討する必要がある。本年度は、これまで作成してきた、要介助高齢者のためのADL(日常生活動作)能力評価指標を寝たきり高齢者および自立高齢者に対して実施し、要介助高齢者のADL評価に有効な動作のうち、要介助高齢者が寝たきり状態に陥る際に重要な評価項目や、要介助高齢者が自立する際に重要な評価項目を明らかにすることを試みた。これらの結果は、寝たきり高齢者から自立高齢者までをADL能力という尺度を用いて連続的に評価するうえで重要と考えた。これまでに著者らが作成した要介助高齢者用ADL指標を、特別養護老人ホームや老人保健施設、養護老人ホームなどに入所する寝たきり高齢者、および地域で生活する自立高齢者に対して適用した結果、以下の事項が得られた。まず、本ADL指標は17項目から構成されているが(17点満点)、項目間の難易度に一次元性が仮定されている。つまり、17項目の難易度に順序づけがなされている。本研究の結果、本指標の総合得点が5点以下の場合または、難易度の低い下位4項目(食事、トイレへの移動、寝返りする、字を書く)が成就不可能な場合、寝たきり状態に陥る危険性が高いこと、また、総合得点が13点以上の場合または難易度の高い上位5項目(ズボンをはく、ゴムズボンをはく、座位から立ち上がる、階段を上る)が成就可能な場合、自立水準に近い状態にあることが明らかにされた。これらの結果は、単なる各動作の成就の可否だけでなく、高齢者集団の中での機能水準の把握や将来的な機能水準予測の可能性を示唆している点は非常に興味深く、また高齢者のADL評価においても有意義と考えられる。
テンセグリティロボットを用いた生物の射出運動生成機構の理解

本研究では,硬い部材を柔らかい部材の張力によって形態を維持するテンセグリティの設計原理を活用したロボットを開発し,ダンゴムシなどの蛇腹状の多関節を有する生物の逃避行動にみられる瞬間的屈曲運動を実現する.そして,数値シミュレーションおよび実ロボットの具現化や実験を通じて,テンセグリティ構造を活用した分散知覚,エネルギの貯蔵および解放メカニズムを力学的観点から解明し,生物の瞬発的運動の生成機構を探求する.本研究では,硬い部材を柔らかい部材の張力によって形態を維持するテンセグリティの設計原理を活用したロボットを開発し,ダンゴムシなどの蛇腹状の多関節を有する生物の逃避行動にみられる瞬間的屈曲運動を実現する.そして,数値シミュレーションおよび実ロボットの具現化や実験を通じて,テンセグリティ構造を活用した分散知覚,エネルギの貯蔵および解放メカニズムを力学的観点から解明し,生物の瞬発的運動の生成機構を探求する.
廃棄食品発泡スチロール容器のサーマルリサイクル技術の開発研究

発泡スチロール(EPS)熱分解過程のα-スチレンモノマー(MSM)および同ダイマー(MSD)添加による低分子化効果、MSMおよびMSDによるEPS溶解量や溶解速度等の減容特性を把握し、EPS熱分解再生油の粘性、燃料特性、燃焼特性などの基礎データを取得した。窒素導入管や温度センサ等を装着したEPS熱分解装置に、EPSと添加剤(MSMまたはMSD)を投入し、熱分解温度200°Cで攪拌しながら約2時間熱分解処理し、再生油(Mn=3800)を得た。再生油の燃焼試験に先立ち、標準ポリスチレン(Mn=4400)をモル比1 : 1の割合でMSMに溶かした溶解油について希釈倍率を変え、油温と粘度との関係を求めた結果、市販の重油程度の粘性を得るためには重量比約4倍の希釈が必要と判明した。燃焼実験では、再生油を4倍に希釈し、灯油用ガンタイプバーナー(燃焼量1.8L/h)を用いて燃焼させ、灯油、MSMと比較した。火炎の温度は、MSMが最も高く、灯油と再生油には差が見られなかった。また、目視の結果、MSM、再生油の火炎が灯油より白色味を帯びていたが、火炎の状態は安定し、燃焼ガスはほとんど無臭であった。燃焼ガスの組成を測定するため燃焼室付の燃焼装置を用いた。窒素酸化物(NO_x)濃度は、灯油約80ppmに対して再生油約70ppmであり僅かに低い値であった。一酸化炭素(CO)濃度は、灯油が34ppmに対し、MSMは810ppm、再生油は6ppmと約2倍の値になった。二酸化炭素(CO_2)濃度は、灯油、MSM、再生油の順に増える傾向にあるが、ほぼ910%であった。酸素(O_2)濃度は、再生油が約8%と低いが、その差は僅かであった。これらの測定結果から、再生油は灯油に比してCO濃度が僅かに高くなるものの、その他はほぼ灯油の燃焼ガスの組成と同程度であり、灯油と同程度の燃焼状態が維持されていると考えられる。発泡スチロール(EPS)の低分子化におけるα-スチレンモノマー(MSM)および同ダイマー(MSD)添加効果の把握および同添加剤を溶剤として用いた場合のEPSの溶解量や溶解速度等の減容特性を把握した。EPSを冷却管、窒素導入管および温度センサを装着した熱分解装置に投入し、そのまま或いはMSM、MSDのどちらか一方を所定のモル比で添加し、所定時間、所定温度を保ちつつ攪拌して熱分解を行った。なお、加熱の際に窒素置換を行った。処理後のEPSの分子量分布をゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)で測定した。処理後の数平均分子量(Mn)の変化から最適な添加比は、MSMでは1、MSDでは0.5であった。マテリアルリサイクルの減容化工程で実際に用いられているリモネンを指標にして、EPSのMSMおよびMSDに対する溶解性を30°C,60°Cについて調べた。具体的には、MSMおよびMSDを10ml入れた試験管を30°Cおよび60°Cの水浴に浸漬し、EPSを投入して溶解させた。なお、溶解速度が極度に低下した時点、即ち一晩程度放置してもEPSが溶けずに残存している状態で溶解試験を終了した。溶解速度はMSM、リモネン、MSDの順であった。しかし、溶存EPS濃度が約20%以上では、リモネンとMSMの溶解特性の差は僅かであった。EPSの溶剤としてMSMはリモネンと同等以上に優れていることがわかった。MSMまたはMSD添加によるEPSの熱分解処理油の1060°Cにおける粘性を調べた。両処理油とも、20°Cで数千cP、60°Cでも数百cPと比較的高い粘性を示した。これを処理溶剤で希釈することによって粘度を低下させ、3倍希釈、60°Cにおいて両処理油とも23cPでA重油程度になった。

燃焼ガスの組成を測定するため燃焼室付の燃焼装置を用いた。窒素酸化物(NO_x)濃度は、灯油約80ppmに対して再生油約70ppmであり僅かに低い値であった。一酸化炭素(CO)濃度は、灯油が34ppmに対し、MSMは810ppm、再生油は6ppmと約2倍の値になった。二酸化炭素(CO_2)濃度は、灯油、MSM、再生油の順に増える傾向にあるが、ほぼ910%であった。酸素(O_2)濃度は、再生油が約8%と低いが、その差は僅かであった。これらの測定結果から、再生油は灯油に比してCO濃度が僅かに高くなるものの、その他はほぼ灯油の燃焼ガスの組成と同程度であり、灯油と同程度の燃焼状態が維持されていると考えられる。
ナラティブ型公共コミュニケーションの技術開発とその適用可能性に関する研究

本研究は,ナラティブ(物語)型言語活動の定義を理論的に明確化し,公共コミュニケーションの領域にナラティブ型コミュニケーションを適用し,その効果を実証的に検証することを目的とした.ナラティブ論に関する分野横断的レビューを行うことで,時系列で出来事が整理されていること(「時間性」)と,出来事に登場する主体の意図が明確に描写されていること(「主体意図性」)の二つを,ナラティブの主な要素として抽出できた.また,その要素に基づいて,物語型シナリオを作成し,Webアンケートを通じたシナリオ実験を行ったところ,ナラティブ型コミュニケーションの有効性が確認された.本研究はナラティブをめぐる既往の諸学説を整理し,1)ナラティブ型言語活動の定義を理論的に明確化し,2)それを基層とした「ナラティブ型コミュニケーションツール」を開発し,3)公共政策における「リスクコミュニケーション」の領域にそれを適用し,その効果を実証的に検証することを通じて,ナラティブ型コミュニケーションの公共政策分野における実務的な応用可能性を検証するものである.今年度は自治体の防災担当者を対象としてナラティブ型コミュニケーションの有効性をインターネット調査を通じて検証した.その結果,ナラティブ性の高い情報提供によって防災に関する情報に移入しやすい傾向にあることが実証的に示された.また,地方自治体間における先進的な防災対策の波及に向けた具体策を検討するにあたり,これまで明らかにされていない,地方自治体の防災政策の参照実態,すなわち,他の自治体の防災政策がどの程度の頻度で,どのように参照されているのか,という実態について全国の地方自治体を対象とした概括的な調査を行い,防災政策波及に向けた知見と今後の課題を示した.ナラティブを「活用」する試みを社会科学の方法論として展開するためには,その前提として人間の心的過程の一つとしてのナラティブを特徴づける内的な構造がより詳しく解明される必要がある.そこで,分野横断的に既往研究を調査し,その諸学説から,「ナラティブ型」の言語活動が他の型のそれと比較してどのような特徴を持っているのかを理論的に整理する必要がある.これまでに行った既往研究のレビューや心理実験を通じて,ナラティブの定義(類型,構造,性質等)が明らかになりつつある.具体的には,意図を持った主体が具体的にどのように行動したかが,目標達成-英雄物語型のプロットに沿って提示されているようなシナリオにおいて,ナラティブの効果が実証的に示された.本研究はナラティブをめぐる既往の諸学説を整理し,1)ナラティブ(物語)型言語活動の定義を理論的に明確化し,2)それを基層とした「ナラティブ型コミュニケーションツール」を開発し,3)公共政策における「リスクコミュニケーション」の領域にそれを適用し,その効果を実証的に検証することを通じて,ナラティブ型コミュニケーションの公共政策分野における実務的な応用可能性を検証するものである.今年度は,全国のリサーチモニターを対象として,物語が公共政策に対する人々の受容意識に与える影響について検証を行った.その結果,ある物語を支持する人々は,その物語に基づく具体的政策に対して,公共利益を増進し,分配的に公平で,個人の自由を侵害せず,公正なものであると認識する傾向があり,その結果,当該政策を受け入れる傾向にある可能性が示された.このことは,公共政策に対する人々の受容意識の醸成を企図する上で,当該政策の背景にある物語が極めて重要な意味をもつことを示唆するものである.また,全国の自治体の防災担当部署を対象として,ナラティブ型コミュニケーションの有効性を,アンケート調査を通じて検証した.その結果,防災対策が充実している自治体では,物語型情報の利用が活発な傾向にあることや,物語型情報の利用によって自治体の継続的な防災対策が実現しているという可能性が示唆された.このことは,自治体における防災政策の波及にむけて,ナラティブ型コミュニケーションの活用が有効である可能性を示唆するものといえる.以上の研究から,現代社会において公共政策を実施していく上で,物語,ならびに,ナラティブ型コミュニケーションが重要な役割を担うものであることを明らかにすることができた.本研究は,ナラティブ(物語)型言語活動の定義を理論的に明確化し,公共コミュニケーションの領域にナラティブ型コミュニケーションを適用し,その効果を実証的に検証することを目的とした.ナラティブ論に関する分野横断的レビューを行うことで,時系列で出来事が整理されていること(「時間性」)と,出来事に登場する主体の意図が明確に描写されていること(「主体意図性」)の二つを,ナラティブの主な要素として抽出できた.また,その要素に基づいて,物語型シナリオを作成し,Webアンケートを通じたシナリオ実験を行ったところ,ナラティブ型コミュニケーションの有効性が確認された.ナラティブの効果がリスクコミュニケーションにおいても発現するのであれば,不確実性の高い未来の「リスク情報」をリアリティをもって,人々に認識させ,自発的なリスク回避行動の喚起に繋がるものと期待される.今後は,明らかになりつつあるナラティブの定義に基づき,リスク情報を「ナラティブ型」で記述したリスクコミュニケーションにおける「ナラティブ型コミュニケーションツール」に向けた検討を行う.国土計画調査補助に係る人件費・謝金を次年度に繰り越している.次年度に複数の調査の実施を予定しており,データ処理等の人件費としての支出を予定している.
冷戦下のアメリカ文化政策と在日米軍基地

今年度は、長期にわたる管理入院を経ての出産により、予定通り研究を進めることができなかった。次年度も、産休、育休のため多くの時間を研究に割くことができないが、可能な限り、研究に必要な資料を収集したい。国内での史料・文献調査はほぼ終了した。基盤となる史料制作と事例の抽出を現在行っている。1月は、アメリカのニューヨーク大学で資料分析と考察の過程で、フィードバックを得ることができ、また分析方法や資料考察について具体的なアドバイスを得ることができた。3月には、沖縄公文書館にてUSCAR関連史料や基地労働に関する米国側の史料を入手することができた。その過程で、日本人基地労働者の団体が自ら行った調査等も発見することができた。研究計画の時点では、法体系に着目する予定はしていなかったが、文献調査を進めるにあたり日本と沖縄の労働に関する法律を慎重に調査する必要性に気づいた。そのため、大阪中之島図書館を利用して、計画作成時点では予定していなかった沖縄の労働法について調査を行った。初年度は、主に史料収集と文献調査を行った。初年度は、基盤となる史料制作と事例の抽出を目標としていた。予定では、2月までに国内での調査を終了し、3月にアメリカ公文書館での現地調査を行う予定であった。しかし、予定されていなかった学内業務などが入り、国内での調査が遅れた。そのため、3月にアメリカ公文書館での調査を行うことができなかった。これは、次年度に行う予定である。国内での調査は、立川市立図書館の調査以外は順調に進んだ。沖縄公文書館では、USCAR史料などを主に入手することができた。大原社会学研究科では思った以上の成果が得られなかった。初年度に行うことのできなかったアメリカ公文書館および大統領図書館での調査を8月に行う。その調査結果を踏まえて、基盤となる史料制作と事例の抽出を終了させる。これまでの研究から、アメリカと日本の二か国関係のみを対象とすることの限界に気づいた。他国での史料調査は現時点では計画していないが、文献調査によりこの点を新調に捉えながら進めたい。3月に予定していたアメリカ公文書館・大統領図書館などでの調査を行うことができなかったため。長期にわたる管理入院を経ての出産により、予定通り研究を進めることができなかった。
グラフの変形操作についての研究

頂点数の等しい2つの単純無向グラフG, Hに対して,Gを盤グラフ,Hを石グラフとする石交換パズルpuz(G,H)を次のように定義する.Gの頂点集合からHの頂点集合への全単射写像fをpuz(G,H)の配置と呼ぶ.配置fにおいて,a=f(v)であるとき,盤の目vを石aが占めている,と解釈する.puz(G,H)の与えられた配置fにおいて,uvがGの辺であり,かつf(u)f(v)がHの辺であるとき,2つの石a=f(u)とb=f(v)を交換することができる.つまり,新たな配置gを,g(u)=f(v), g(v)=f(u), xがuとv以外のGの頂点のときg(x)=f(x)と定義すると,fはgに変換できる.この変換をpuz(G,H)の手という.2つのpuz(G,H)の配置f,gについて,有限回の引き続く手によってfからgに変換できるときfとgはpuz(G,H)-同値という.ここで,G=Hとする.Gの自己同型写像fはpuz(G,G)の配置とみなすことができる.Gの恒等写像とpuz(G,G)-同値な自己同型写像全体はGの自己同型群の部分群となる.これをGの石交換群と呼び,Peb(G)と書く.本研究課題ではPeb(G)の基本的性質を調べた.特に「定理1.任意の連結グラフGについて,Gの自己同型群はGの2乗グラフG^2の石交換群に含まれる」を証明した.この証明のキーとなる補題は「補題2.パスP_nの自己同型群はP_n^2の石交換群に含まれる」であり,定理1は補題2を繰り返し用いることにより証明される.補題2は「パスの反転操作」というグラフ上の新たな操作の重要性を示唆しており,この操作の詳しい研究は今後の研究課題といえる.有限無向グラフGを盤グラフかつ交換可能性グラフとするパズル(G)を考える。Gの頂点集合からそれ自身への全単射写像fを、このパズル(G)の配置と呼ぶ。そのときの対応y=f(x)を、盤の頂点xを石yが占めていることとみなす。配置fと盤の2つの頂点u,vについて,uvとf(u)f(v)のいずれもがGの辺になっているとき、石f(u)と石f(v)を交換して新たな配置をつくる操作をパズル(G)の手という。配置fから有限回の手により配置gが得られるとき、fとgは同値であるという。恒等写像1と同値なGの自己同型全体はGの自己同型群Aut(G)の部分群となる。これをGの石交換群Peb(G)と呼ぶ。グラフGの性質とPeb(G)の性質の関係について研究を進めており、現在までに次のことを明らかにしている。・与えられた群を石交換群とするグラフの存在・グラフの内周と石の移動可能性の関係・グラフの直積と石移動群の関係・木の2乗の石交換群の性質・サイクルの2乗の石交換群の性質2.コードダイアグラムの展開数円における弦の集合で、どの2つの弦もその端点を共有しないとき、その集合をコードダイアグラムと呼ぶ。位数nのコードダイアグラムEのすべての弦が互いに交差しているとき、Eをn-交差と呼ぶ。コードダイアグラムEが2-交差Sを含むとする。このとき、Sを解消するようにEを新たな2つのコードダイアグラムに置き換えることをEの展開と呼ぶ。どのようなコードダイアグラムEについても、それを出発点として展開を繰り返し、非交差コードダイアグラムまで展開し尽くすことができる.このとき、最終的に生成される非交差コードダイアグラム全体の重複集合の位数は,展開の仕方に依らずEのみで決まる。それをEの展開数と呼び、これに関するいくつかの結果を得ている。・完全グラフの展開数の母関数・完全多部グラフの展開数の母関数・コードダイアグラムとTutte多項式との関係石交換パズルの代数的な側面については、研究実績の概要で述べた結果を得ているが論文としては未発表である。結果についてまとめ論文として発表する必要がある。石交換パズルの極値問題としての側面については、研究が停滞している。まずは、代数的な側面についての結果をまとめる方向で進める。2.コードダイアグラムの展開数第1の結果として,完全2部コードダイアグラムE m,nの場合に研究し、その展開数f (E m,n)の指数型母関数F(x,y)が1 / (cosh x cosh y - sinh x - sinh y)であることを証明した。この結果は2016年7月にスペインのバルセロナ工科大学における研究集会Discrete Mathematics Days - JMDA16で口頭発表した。与えられたコードダイアグラムEに対して、それに付随するインターレースグラフをGEと書く。また、与えられたグラフGに対して、そのTutte多項式をt(G; x,y)と書く。第2の結果として,一般にEの展開数f(E)はt(GE; 2,-1)で与えられることを証明した。この結果は2016年12月に龍谷大学における応用数学合同研究集会で口頭発表した。この問題は関連する問題が多く、今後の発展性を含んでいるが、まずは、現在までに得られていることをまとめ、国際会議にて口頭発表する予定である。

有限無向グラフGを盤グラフかつ交換可能性グラフとするパズル(G)を考える。Gの頂点集合からそれ自身への全単射写像fを、このパズル(G)の配置と呼ぶ。そのときの対応y=f(x)を、盤の頂点xを石yが占めていることとみなす。配置fと盤の2つの頂点u,vについて,uvとf(u)f(v)のいずれもがGの辺になっているとき、石f(u)と石f(v)を交換して新たな配置をつくる操作をパズル(G)の手という。配置fから有限回の手により配置gが得られるとき、fとgは同値であるという。恒等写像1と同値なGの自己同型全体はGの自己同型群の部分群となる。これをGの石交換群と呼ぶ。平成29年度に次の定理を証明した。定理:任意の連結グラフGについてGの2乗の石交換群はGの自己同型群を含む。2.コードダイアグラムの展開数円における弦の集合で、どの2つの弦もその端点を共有しないとき、その集合をコードダイアグラムと呼ぶ。コードダイアグラムEが交差する2本の弦Sを含むとする。このとき、Sを解消するようにEを新たな2つのコードダイアグラムに置き換えることをEの展開と呼ぶ。どのようなコードダイアグラムEについても、それを出発点として展開を繰り返し、非交差コードダイアグラムまで展開し尽くすことができる。このとき、最終的に生成される非交差コードダイアグラム全体の重複集合の位数は,展開の仕方に依らずEのみで決まる。それをEの展開数と呼ぶ。一方、数え上げ関数としてグラフGのTutte多項式t(G;x,y)がよく研究されている。平成29年度に、与えられたコードダイアグラムEの展開数f(E)は、f(E)=t(G_E;2,-1)と表わされること、およびそれに関する諸事実を論文発表した。ここで、G_EはEに自然に対応するインターレースグラフである。石交換パズルの代数的な側面については、昨年度に途中経過を2017年12月に龍谷大学における応用数学合同研究集会研究集会で発表した。その際に、パスフリップという新たなグラフパズルの操作を導入することにより,未解決であった問題を解決することができた(「研究実績の概要」で示した定理)。しかしながら、論文としては未発表である。また,石交換パズルの極値問題としての側面については、研究が停滞している。2.コードダイアグラムの展開数与えられたコードダイアグラムEに対して、f(E)はt(G_E; 2,-1)で与えられることを2017年9月にウィーンでの国際会議EuroComb'17で発表し,それを主結果とする論文を論文誌Discrete Mathematicsに発表した。この論文では、他に完全多部コードダイアグラムの展開数の指数型母関数の公式を得ている。また、展開の重複度についても調べており、n-交差C_nの展開により得られる非交差コードダイアグラムFの重複度m(C_n,F)が1であるための必要十分条件を確定している。重複度についてはほとんど解っておらず、その解明は今後の課題である。頂点数の等しい2つの単純無向グラフG, Hに対して,Gを盤グラフ,Hを石グラフとする石交換パズルpuz(G,H)を次のように定義する.Gの頂点集合からHの頂点集合への全単射写像fをpuz(G,H)の配置と呼ぶ.配置fにおいて,a=f(v)であるとき,盤の目vを石aが占めている,と解釈する.puz(G,H)の与えられた配置fにおいて,uvがGの辺であり,かつf(u)f(v)がHの辺であるとき,2つの石a=f(u)とb=f(v)を交換することができる.
ウイルス感染による全身枯死誘導メカニズムの解明

本研究は、植物ウイルス感染により引き起こされる全身壊死誘導メカニズムの解明を目的としている。plantago asiatica mosaic virus(PIAMV)のLi1分離株はNicotiana benthamianaに感染して『全身壊死』を引き起こすのに対して、Li6分離株は『無病徴』であり、これまでの解析から複製酵素(RdRp)の1154番目のアミノ酸(aa1154)により病徴が決定されることを明らかにしている。本研究では、PIAMV感染による『全身壊死』と、抵抗性反応に伴い観察される『過敏感細胞死』とを比較するとともに、全身感染する上で重要なウイルスの細胞間移行について解析した。まず、複数の検定法により『全身壊死』での植物の反応を解析した。(1)DAB染色、(2)アニリンブルー染色、(3)イオンリーク量の測定、(4)防御関連遺伝子の発現解析、(5)TUNEL法、による解析の結果、PIAMV感染による『全身壊死』では『過敏感細胞死』と同様の反応が観察され、共通した分離機構に基づく可能性が示された。PIAMVではCPのN末端領域が細胞間移行に関わることが示唆されていたことから、CP遺伝子を欠失しレポーター遺伝子を挿入したベクターを用いて細胞間移行に関わるCPのアミノ酸領域を調べたところ、3番目のロイシン(Leu-3)が細胞間移行に重要であることを明らかにした。次いでin vivoにおけるCPとTGBp1の相互作用を免疫沈降法で解析したところ、両者が共沈降しin vivoで結合することを確認した。そしてLeu-3のアラニン置換体を用いて免疫沈降を行ったところ、この場合もCPとTGBp1は結合していることを明らかにした。本研究によりLeu-3はTGBp1との結合には関与しないが、他の因子と相互作用している可能性が示された。本研究は、ウイルス感染により引き起こされる全身枯死の誘導メカニズムの解明を目的としている。plantago asiaticamosaic virus(PIAMV)はPotexvirus属の植物RNAウイルスで複数の分離株が知られており、PIAMV-Lilはタバコ属の検定植物Nicotiana ben thamianaに『全身壊死』を引き起こすの対して、PIAMV-Li6は全身感染するものの病徴を示さず『無病徴』である。これまでの解析より、複製酵素(RdRp)の1154番目のアミノ酸(aa 1154)が『全身壊死』を決定していることが明らかになっている。本研究では、全身壊死を誘導する「壊死型」PIAMVと「無病徴型」PIAMVを用いて、典型的な抵抗性反応である『過敏感反応(HR)』との関連を明らかにするため、『HR』の指標を複数用いて『全身壊死』における植物細胞内での反応を解析した。本年度は、「壊死型」PIAMVおよび「無病徴型」PIAMVの感染組織を用いて、(1)TUNEL法によるゲノムDNAの断片化、(2)DAB染色による活性酸素種生成の観察、(3)イオンリーク量の測定、(4)防御関連遺伝子の発現解析、を行った。その結果、「壊死型」PIAMVの感染組織特異的に『HR』の指標が観察された。このことから、PIAMVによる『全身壊死』における反応が『HR』における植物細胞内での反応と区別できないことが明らかとなった。本研究の成果は、これまで異なる現象として考えられてきた『全身壊死』と『HR』が部分的には共通した分子機構に基づく可能性を示唆している。
世帯を基本単位とする総合地震安全性診断システムの開発

地域の地震危険度を事前に正しく評価しておくことは地震防災計画立案の基礎を与えるがゆえに重要とされ、このための具体的な手法が種々提案されている。しかし、それらは地域全体を一括して扱ったり、詳しい場合でも精々数100m区画の大きな広がりを単位としたものが殆どであって、地域行政的にはともかくも、一般市民の側からみた場合、わが家が果して地震時にどうなるか-世帯を単位とする地震安全性の確認-には程遠いといわざるを得ない。この点に鑑み、最近では一般住宅の構造物としての簡易耐震診断法が発表され、実際にも適用される状況にある。しかしながら、このような建物のみの耐震診断が即世帯の地震からの安全性を保証し得ないところにきわめて大きな問題が生じているのが昨今の状況である。本研究はこのような状況を踏まえ、一般市民の側からの地震に伴う被災危険度の事前評価の要請に答えるべく、地震被害を人-建物-周辺環境という相互作用系の地震応答としてとらえ、世帯を単位とする総合地震安全性診断法を実証的に開発し、かつ恒久的地震防災計画へ導入するための系統的調査法を具体的に行い、これを原点とする地域地震防災対策の抜本的改善に寄与することを目的とし研究を進めた。昭和58年度には(1)既往地震被害の世帯を中心とする再整理、(2)調査項目・調査法・診断論理に関する予備的考察、(3)試行調査の実施と問題点の抽出を中心に調査研究を行った。さらに昭和59年度には(1)現地調査(浦河地震、日本海中部地震等)にもとづく吟味、(2)調査法改善・本調査の準備、(3)中程度以上都市(川崎市)における本調査の実施、(4)診断法改善と結果の算定、(5)地震防災事前計画への組み込み検討、へと研究を展開し診断システムの構築を行った。これら一連の成果を取りまとめ印刷・公表を図った。
冬眠動物の褐色脂肪組織の機能とその制御-冬眠制御器官としての可能性-

褐色脂肪組織(BAT)は冬眠からの覚醒において不可欠な熱産生器官であると考えられているが、そのメカニズムは不明な点が多い。BAT熱産生には特にアドレナリンβ3受容体を介したものが重要であるが、冬眠からの覚醒に重要な経路は不明である。申請者は、冬眠からの覚醒に重要なアドレナリン受容体サブタイプを特定するとともに、昨年度明らかにした低温下での高い応答性を示すメカニズムについて、BAT熱産生の主要な細胞内刺激伝達物質であるcAMPに着目して検討を行った。深い冬眠中のゴールデンハムスターに各種アドレナリン受容体作動薬を投与したところ、アドレナリンβ3作動薬では覚醒を誘発することが出来たが、アドレナリンα1作動薬・β1作動薬は覚醒を誘発することはなく、この結果から、冬眠からの覚醒には通常と同様、アドレナリンβ3受容体が最も重要であることが示された。低温下でのBAT熱産生の機能を評価すべく、温暖順化動物(温暖群)、冬眠中の動物(冬眠群)それぞれからBATを摘出し、12°Cに保持したチャンバー内で組織細片の酸素消費量を測定した。アドレナリンβ3作動薬に対する酸素消費速度の上昇は、冬眠群で有意に増大していた。そこで、細胞内のアデニル酸シクラーゼを直接的に活性化させ、細胞内cAMP量の上昇を促すフォルスコリンを投与すると、両者の酸素消費速度の上昇に有意な差はみられず、共にβ3作動薬投与時と同レベルの高い値を示した。また、アドレナリンβ3作動薬に対する、細胞内のcAMP産生量を両者で比較したところ、温暖群において有意に低い値を示した。以上の結果は、低温下において、温暖群のBATは交感神経刺激に応じたcAMP産生能力が低いが、冬眠群のBATは高く維持されていることを強く示唆しており、この結果、冬眠動物のBATにおいてのみ、低温下でアドレナリンβ3作動薬に対して高い熱産生能を示したと考えられる。冬眠動物では、冬眠行動に対応してその熱産生機能は激しく変化する。熱産生器官として知られる褐色脂肪組織(BAT)の機能が冬眠行動において重要であると推定されているが、それを示す直接的な証拠はない。また、深い冬眠中の極端な低体温下ではタンパク質やmRNAの合成がなく、覚醒時の熱産生メカニズムは未明のままである。申請者は冬眠からの覚醒時におけるBAT熱産生の直接的な証拠を得て、低温下での熱産生に関わるメカニズムを明らかにすべく、In vivo,In vitroにおいてアドレナリン受容体の刺激剤、阻害剤を用いて検討を行った。本成果の一部は今夏の国際会議において発表予定である。熱産生時にはBATへの血流が増加、エネルギー源として主に血液中の脂肪酸が利用されるため、覚醒時の血液の状態を知ることは有用である。冬眠の各段階における血中物質を測定したところ、覚醒時の血漿脂肪酸濃度は覚醒動物の約2倍あり、熱産生基質が十分供給されていることが確かめられた。同時に、血液中の水の減少を示唆する結果が得られ、浸透圧などを介して細胞機能へ影響している可能性が大きいことから、この点についても検討を加えた。その結果、腸管内が体液プールとして機能し、冬眠段階に応じて速やかに水の出納が行われていることを明らかにし、国内会議で報告した。冬眠メカニズムに関して本研究から得られる成果をヒトに応用する場合、実験動物として用いているハムスターは温熱生理学的観点から小型過ぎる。そこで、より大きく、冬眠可能性が示唆されているエゾタヌキに着目し、その実験用冬眠動物としての適応を検討した。大きな体温低下など冬眠を示唆する結果は得られなかったが、冬眠動物であるジリスなどと同様の越冬前の脂肪蓄積や、越冬時の血漿脂質の変化も明らかとなり、これらの結果は国際雑誌に報告した。申請者は冬眠からの覚醒時における、低温下でのBAT熱産生に関わるメカニズムを明らかにすべく、In vivo, In vitroにおいてアドレナリン受容体の刺激剤、阻害剤を用いて検討を行った。人為的に覚醒刺激を加えたゴールデンハムスターにアドレナリン受容体刺激剤を持続投与したところ、生理食塩水を投与した時に比べ、覚醒初期の単位時間当たりのBAT温度上昇に有意な差が認められ、その結果、覚醒までの時間が短縮された。一方、アドレナリン受容体阻害薬を皮下投与すると、いずれの個体においても覚醒までの時間は延長し、うち一部の個体では覚醒が完全に妨げられた。自然な冬眠覚醒におけるBATの役割を明らかにすべく、人為的に刺激を加えない状態で実験を行ったところ、刺激剤の投与でのみ覚醒を誘発することが出来た。温暖順化動物、5°Cで2週間飼育した寒冷順化動物、そして冬眠中の動物からBATを摘出し、異なる温度に保持したチャンバー内で組織細片の酸素消費量を測定した。36°Cに保持したチャンバー内で測定を行ったところ、アドレナリン受容体刺激剤に対する酸素消費速度の上昇は、温暖順化動物に比べ、寒冷順化動物でやや小さかったが、冬眠動物ではほぼ同じであった。一方、12°Cに保持したチャンバー内で測定を行ったところ、刺激剤に対する上昇は、温暖順化動物と寒冷順化

動物はほぼ同じであったのに対し、冬眠群で有意に増大していた。これらの結果は、冬眠中のBATは氷点近くという非常に低い温度下でも刺激に対して応答し、すみやかに産熱し得る機構を持ち、おそらくそれにより覚醒が惹起されるであろうことが示唆された。褐色脂肪組織(BAT)は冬眠からの覚醒において不可欠な熱産生器官であると考えられているが、そのメカニズムは不明な点が多い。BAT熱産生には特にアドレナリンβ3受容体を介したものが重要であるが、冬眠からの覚醒に重要な経路は不明である。申請者は、冬眠からの覚醒に重要なアドレナリン受容体サブタイプを特定するとともに、昨年度明らかにした低温下での高い応答性を示すメカニズムについて、BAT熱産生の主要な細胞内刺激伝達物質であるcAMPに着目して検討を行った。深い冬眠中のゴールデンハムスターに各種アドレナリン受容体作動薬を投与したところ、アドレナリンβ3作動薬では覚醒を誘発することが出来たが、アドレナリンα1作動薬・β1作動薬は覚醒を誘発することはなく、この結果から、冬眠からの覚醒には通常と同様、アドレナリンβ3受容体が最も重要であることが示された。低温下でのBAT熱産生の機能を評価すべく、温暖順化動物(温暖群)、冬眠中の動物(冬眠群)それぞれからBATを摘出し、12°Cに保持したチャンバー内で組織細片の酸素消費量を測定した。アドレナリンβ3作動薬に対する酸素消費速度の上昇は、冬眠群で有意に増大していた。そこで、細胞内のアデニル酸シクラーゼを直接的に活性化させ、細胞内cAMP量の上昇を促すフォルスコリンを投与すると、両者の酸素消費速度の上昇に有意な差はみられず、共にβ3作動薬投与時と同レベルの高い値を示した。また、アドレナリンβ3作動薬に対する、細胞内のcAMP産生量を両者で比較したところ、温暖群において有意に低い値を示した。以上の結果は、低温下において、温暖群のBATは交感神経刺激に応じたcAMP産生能力が低いが、冬眠群のBATは高く維持されていることを強く示唆しており、この結果、冬眠動物のBATにおいてのみ、低温下でアドレナリンβ3作動薬に対して高い熱産生能を示したと考えられる。
クリスチャン・マークレイ研究―サウンド・アートの系譜学

クリスチャン・マークレイという個別作家研究を軸にサウンド・アートの系譜学を構築しようとした本研究は、(1)現代音楽研究:「現代音楽」のジャンル論、(2)サウンド・アート研究:サウンド・アートの分類学、(3)聴覚文化研究:音響メディア史との接続という三つの種類の個別研究を展開することで、サウンド・アート研究における基本的な視点を確立し、さらなる個別的研究の必要性を強調し、音響メディア史と関連付けられたサウンド・アートの系譜学を生み出した。本研究の目的は、現代音楽研究とサウンド・アート研究と聴覚文化研究という三つの領域からアプローチすることでサウンド・アートの系譜を学的に提示することである。研究一年目の平成24年度は、現代音楽研究とサウンド・アート研究と聴覚文化研究のそれぞれの領域において予備考察と事例調査を積み重ねることで、本研究の基本的な視点を確立させた。研究二年目の平成25年度は、昨年度の反省を踏まえて修正した研究計画に基づき、サウンド・アート研究に力点を置き、視覚美術と音響芸術双方の文脈を重視したうえでの作家研究を目指した。以下、平成25年度の研究調査内容とその成果を列挙しておく。最初の三つはサウンド・アート研究の成果で、4番目は聴覚文化論研究の成果である。1.ニュー・ヨーク公共図書館のアーカイヴ調査を通じて、80年代における「サウンド・アート」というジャンルの発展プロセスを研究した。資料調査を通じて、「サウンド・アート」という言葉は80年代初頭に公共の場で使われ始め、本研究の主題であるクリスチャン・マークレイはそこに数年遅れで参加し始めた芸術家であることが判明した。2.触覚美学研究会でサウンド・アートにおける触覚について発表する機会を利用し、サウンド・アートの歴史の包括的な概観を試みた。3.三年前から継続している「日本におけるサウンド・アートの展開」の調査では、日本におけるサウンド・アートの展覧会の最初期の事例を検討し、日本におけるサウンド・アートの歴史の概観の端緒を得た。4.昨年から継続している共同翻訳と共著の執筆が完成しつつある。聴覚文化研究の基礎文献として重要なジョナサン・スターン『聞こえる過去』の共同翻訳と、音響メディア史を文化論的観点から扱った著作がいずれも今年度の後半には出版予定である。本研究の目的は、三つの領域からアプローチすることでサウンドアートの系譜を学的に提示することである。研究初年度である平成24年度は、それぞれの領域において予備考察と事例調査を積み重ねることで、本研究の基本的な視点を確立させた。現代音楽研究においては「現代音楽」の状況論的観察を整備し、サウンドアート研究においては事例調査を進捗させ、聴覚文化研究においては理論的研究を進展させた。以下、研究計画書に記載された研究計画・方法の項目別に列挙する。1.現代音楽研究からのアプローチ:現代音楽の今日的意義について状況的に考察する基本的視点を確立した。現代音楽という文化実践の限界を示した論考と、視覚芸術と比較した論考は、現代音楽研究の領域からサウンドアートの系譜について考察するための予備考察となる。また、現代における音響芸術の状況を研究者や芸術家との対話を通じて考察するセミナー(横浜都市文化ラボ主催)を担当し、20世紀の現代音楽や今日の様々な音響実践について議論を行なった。2.サウンド・アート研究からのアプローチに基づく研究:ドイツのZKMで開催されたサウンド・アート展覧会の実地調査と、一昨年から継続している「日本におけるサウンドアートの展開」の調査を行なった。前者はサウンドアートを初めて包括的に取り扱った展覧会で、サウンドアートの分類可能性に示唆を与えてくれた。また、「日本におけるサウンドアートの展開」の調査では、80年代後半にその萌芽が見られることが判明した。3.聴覚文化研究からのアプローチに基づく研究:大正期日本における音響メディアの受容状況を調査した論文を公表した。また、聴覚文化研究の基礎文献として重要なジョナサン・スターン『聞こえる過去』の共同翻訳を始動させ、音響メディア史を文化論的観点から扱った著作(いずれも出版予定あり)の共同執筆作業も順調に進捗している。研究二年目は、昨年度の反省を踏まえて修正した研究計画に基づき、サウンド・アート研究に力点を置き、視覚美術と音響芸術双方の文脈を重視したうえでの作家研究を目指したが、本研究のそもそもの主題であったクリスチャン・マークレイという個別作家研究にはいたらず、当初は平成26年度に進捗させる予定だった聴覚文化研究を、共著と共同翻訳作業のなかで進展させることになった。研究三年目の平成26年度は、前年度に引き続き、共著と共同本訳に注力する必要があったが、そのなかで、「サウンド・アートの系譜学」について論じた考察を完成させることができた。平成26年度における本科研に関わる主たる研究調査内容は以下の二点である。

1.昨年度に引き続き、ニュー・ヨークで「サウンド・アート」というジャンルの発展プロセスに関するアーカイブ調査を行った。70年代後半から80年代前半にかけてニュー・ヨークに「サウンド・アート」という名称とジャンルが輸入された状況がより明らかになった。調査場所はニュー・ヨーク公共図書館、MoMAリサーチ・センター、NYUのフェールズ・ライブラリーである。2.音響メディア史を文化論的観点から扱ったという点で日本で唯一の概説書である『音響メディア史』を刊行された。この「15章音響メディアの使い方-レコードの場合」は、音響メディア論から得た知見を活かしてサウンド・アートの史的展開を探る「サウンド・アートの系譜学」であり、そこでクリスチャン・マークレイについて論じた。音響文化論、サウンド・アート研究平成25年度は、昨年度の反省を踏まえて修正した研究計画に基づき、視覚美術と音響芸術双方の文脈を重視したうえでのサウンド・アート研究に力点を置き、サウンド・アートの歴史の包括的な概観を行う端緒に立った。しかし、本研究の主題であるクリスチャン・マークレイという個別作家の作家研究にまでいたらなかった。とはいえ、当初は平成26年度に進捗させる予定だった聴覚文化研究を、共同翻訳と共著執筆というかたちで大幅に前進させることができたので、三年間全体の計画に大きくは影響しない。最終的に研究成果を「サウンド・アートの系譜学」に貢献するものとしてとりまとめすることは可能である。平成24年度は、現代音楽の状況論的考察と、サウンドアート研究における事例調査に集中したので、そもそも予定していた、視覚美術と音響芸術双方の文脈を重視したうえでの作家研究まで進めなかった。この理由は、2012年はジョン・ケージ生誕100周年だったため現代音楽について考察するうってつけの年であり、また、たまたまこの2012年にサウンドアートを初めて包括的に取り扱う展覧会が開催されたからであり(開催は研究課題採択後に発表された)、そのため、初めの研究計画に記載した一年目の計画と二年目の計画を少し入れ替えたからである。具体的には、二年目に予定していた基礎的調査を一年目に前倒しして実施した。ただし、これはあくまでも一年目の計画と二年目の計画を入れ替えただけであり、三年間全体の計画には大きく影響しない。この計画変更のお陰で、現代音楽研究とサウンドアート研究からのアプローチの双方を行う基盤を整備することができた。【現在までの達成度】で説明したように、平成25年度の進捗状況の遅れは、NYで行なったアーカイヴ調査で作家の資料が見つけられなかったことが原因なので、平成26年度は、MOMAアーカイヴを集中的に調査することでマークレイの作家研究に資する資料発掘を期したい。とはいえ、当初は平成26年度に進捗させる予定だった聴覚文化研究は平成25年度に(共同翻訳と共著執筆というかたちで)大幅に前進させている。
アクティブ・ラーニング型授業「査読評価活動」の学習動機への影響

本研究は,中学校2年生「図形」領域において「子どもたちによるレポートの査読評価活動」を取り入れた授業モデルの提案を行うこと,および,学習動機の2要因モデル(市川)により動機づけの観点から教材の有効性や授業実施時の留意点を明らかにすることを主目的として遂行された。ただし,本研究では,査読評価活動を「グループで作成したレポートに対し,他のグループから不十分な点を指摘させる相互評価活動であり,研究者が行う査読を模して行う活動」と定めている。本研究では,先行研究をもとにし「平行四辺形の成立条件」をテーマとした査読評価活動を含む教材(全5時間)を開発した。具体的には,教科書で扱われている成立条件を2つの条件の組み合わせと見なし,他の組み合わせを条件として考えた場合に成立条件と言えるかどうかについてグループでレポートを書かせ,それをもとにして査読評価活動を行わせる内容を構成した。1112月にかけてこの授業を実施し,学習動機の2要因モデル(市川)に基づいた事前アンケート・事後アンケートの比較,およびワークシートの分析により,査読評価活動の有効性や実施の留意点を明らかにしようとした。本研究により,「査読評価活動」を中心としたアクティブ・ラーニング型授業について,生徒全員の学習動機に一様に作用するものではないこと,生徒の充実志向・訓練志向の学習動機をよい方向に刺激する可能性があること,発生する双方向的なコミュニケーションは「まわりにつられて」のような単純な動機には直結しないこと,などを見いだすことができた。
ハーバリウム標本による地域環境評価法の試作

国立極地研究所植物標本庫(NIPR)に収納してある南極及び高山の蘇類標本を解析した。陸生あるいは水生の植物の団魂群落を用い、表面から底部までの長さ(群落厚)の測定、年生長を示すセグメント、仮根帯あるいは層状構造の出現率、仮根帯数と蘇類種、群落厚さとの関係、着生物(藍藻、不完全菌類)と群落厚の関係などを解析した。本研究の解析によって、120点の標本のうち、仮根帯はCeratodonの純群落では28%、Bryumでは64%が認められた。Bryumと仮根帯には強い関連性があると考えられる。群落厚は活力層(緑色部と褐色部を加えた部分)と全層(活力部に分解部を加えた部分)に分けて解析した。群落厚と仮根帯との関係はBryumにおいては20-100mmの幅広い群落厚(全層)で、最大15本の仮根が認められた。Ceratodonでは仮根帯の出現率は低く、60mm以下の薄い群落厚にも関わらず、仮根の最大数は10本であった。これまでにCeratodonに仮根帯が報告されていないことから、この事実は重要な意味を示すと考えられる。又、群落での着生物は、群落厚に大きな影響を与えていることも示唆された。南極の湖底より見つかった植物群落を同様な方法で、断面を作りX線写真解析を行った。その結果、この断面には数本の年生長を思わせる層状構造が認められた。湖の形成年代と植物の遷移に関する重要な知見が得られた。高山に生育するスギゴケ属の研究では、年生長を示すと思われるシュートセグメントについて解析した。まず、シュートタイプを無性、雄性、胞子体の3つに区分し、各々のタイプがどの様な齢構造を持つかを明らかにした。セグメントの解析により、シュートタイプが繁殖特性に強く関わっていることが明らかになった。南極の蘚苔類群落は低い直立芝生型の生活型を持つ数種の蘚類で構成されている。雪鳥沢は昭和基地周辺から報告されている8種類のうち7種類が分布し、植生の豊かなところとして知られている。本年度は1998年に南極雪鳥沢で採取し、蓄積されてきたハ-バリウム標本120点に基づき、蘚類群落の断面構造を解析し、類型化を試み、その生態学的意義について考察した。調査方法:雪鳥沢に沿って分布している蘚類群落から乾燥処理されたハ-バリウム標本は5mm1cmの幅で、縦断面試料として保存されている。これらの試料に基づき、群落構造の類型化を図るために、構成種類、群落の最長深度、緑色部(表面)、褐色部(緑色部を持たないが群落の主要な部分を占める茎および葉の束)、砂土部(仮根、茎、葉の破片が砂に混在している部分、あるいは分解が進んだ腐食土)を観察し、測定した。また、構造の中に見られた仮根層、藍藻、不完全地衣類の付着状況についても調査した。結果および考察:構成種類から純群落、二種混合群落、三種混合群落に分けられ、断面構造から平坦型、凹凸型に分けられた。さらに着生状態から藍藻型、地衣類型・蘇類型に分けられた。群落の厚さと緑色部、褐色部、砂土部が占める割合が示され、群落内に見られる仮根層との関連が考察された。

すでに指摘されているように南極の蘚類群落の形成過程で蘚藻の及ぼす影響は無視できない。Ceratodon purpureusが平坦な純群落を形成する割合は他の種に比べて大きいが、群落表面に藍藻の膜ができると著しく生長が阻害され、それによって出来た窪地(凹部)の多くにBryum pseudotriquetrumの発達が見られた。結果的にCeratodonが凸部を、Bryumが凹部を占めて、凹凸型の群落が形成されたものと考えられる。同様に、B.argenteum、Grimmia lawiane、pottia heimiiの群落形成過程についても考察された。これらの結果はハ-バリウム標本に基づく群落構造の解析は地域の環境評価に有効であることが示された。平成9年度に引き続き、国立極地研究所植物標本庫(NIPR)に収納してある南極及び高山の蘇類標本を解析した。陸生あるいは水生の植物の団魂群落を用い、表面から底部までの長さ(群落厚)の測定、年生長を示すセグメント、仮根帯あるいは層状構造の出現率、仮根帯数と蘇類種、群落厚さとの関係、着生物藍藻、不完全菌類)と群落厚の関係などを解析した。本研究の解析によって、120点の標本のうち、仮根帯はCeratodonの純群落では28%、Bryumでは64%が認められた。Bryumと仮根帯には強い関連性があると考えられる。群落厚は活力層(緑色部と褐色部を加えた部分)と全層(活力部に分解部を加えた部分)に分けて解析した。群落厚と仮根帯との関係はBryumにおいては20-100mmの幅広い群落厚(全層)で、最大15本の仮根が認められた。Ceratodonでは仮根帯の出現率は低く、60mm以下の薄い群落厚にも関わらず、仮根の最大数は10本であった。これまでにCeratodonに仮根帯が報告されていないことから、この事実は重要な意味を示すと考えられる。又、群落での着生物は、群落厚に大きな影響を与えていることも示唆された。南極の湖底より見つかった植物群落を同様な方法で、断面を作りX線写真解析を行った。その結果、この断面には数本の年生長を思わせる層状構造が認められた。湖の形成年代と植物の遷移に関する重要な知見が得られた。高山に生育するスギゴケ属の研究では、年生長を示すと思われるシュートセグメントについて解析した。まず、シュートタイプを無性、雄性、胞子体の3つに区分し、各々のタイプがどの様な齢構造を持つかを明らかにした。セグメントの解析により、シュートタイプが繁殖特性に強く関わっていることが明らかになった。