hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学の中堅教員に求められる教学マネジメント能力とその形成方法

本研究の目的は、大学において教学マネジメントに関する役職をはじめて経験する中堅教員(40代の准教授および若手教授層)が、これらの役職に必要な知識・スキルをスムーズに修得する上で必要な方法論を特定化することである。大学教員は授業や研究指導については学生時代から自身の指導教員などの実践事例を知る機会があるが、大学の管理・運営について学ぶ機会はほとんどない。このため日本の大学では多くの大学教員は、本来は教育・研究に充てるべき時間や労力を、会議や打合せ等の運営業務に必要以上に費やす傾向がある。本研究では、大学教員が教育・研究上の生産性を維持するには、教学マネジメント(教育と学修に関する管理・運営業務)についてどのような知識とスキルを身につける必要があるかを明らかにする。平成29年度は、大学教員が直面する教学マネジメントのうち、研究指導に関する業務を抽出し、これを体系化した。その成果を、近田政博編著『シリーズ大学の教授法5研究指導』(玉川大学出版部、2018年3月)として刊行した。本書では、研究指導において指導教員が果たすべき役割について、「卒業論文などの研究活動を通じて、学生が自律的な学び手となるのを支援すること」であると位置づけた。平成30年度は、国内外の高等教育学系の学協会に参加し、大学教員の管理・運営能力形成に関する研究や研修教材等の収集・精査を行った。平成31年度は大学教授職に求められる新しい役割について、訳書『高等教育における知的リーダーシップ』(現著者:ブルース・マクファーレン氏、玉川大学出版部)を2020年3月までに刊行する予定である。これらの資料収集や翻訳から得られた知見をもとに、日本の大学中堅教員に求められる教学マネジメント能力を明らかにし、その形成方法を提案する。研究代表者は本務校における全学の教学マネジメント業務に勤務時間の大半を割かれ、他大学への訪問調査を十分に行うことができなかった。平成31年度はこれらの業務日程を事前に把握した上で、研究予定を組み立てることとする。平成31年度は、これまで収集した各種資料をもとに、日本の大学中堅教員が抱える役割葛藤の実態と、アングロサクソン諸国における教学マネジメント能力形成の方法論をすり合わせる。これにより、日本の大学現場に適した教学マネジメント能力形成に関する教員研修用教材を制作する。また、英国ブリストル大学のブルース・マクファーレン氏の書籍の日本語版『高等教育における知的リーダーシップー大学教授職の使命』を平成31年度中に玉川大学出版部から出版する予定である。平成29年度は大学教員が直面する教学マネジメントのうち、研究指導に関する業務を抽出し、これを体系化した。本書では、研究指導において、指導教員として果たすべき役割について、「卒業論文などの研究活動を通じて、学生が自律的な学び手となるのを支援すること」であると位置づけた。多くの大学で行われている日常の研究指導は、ゼミや研究室のメンバー全員に対して一斉に行う指導と、個々の学生のニーズや特性に応じて行う個別面談の組み合である。授業では教員は学生を主導する立場にあるのに対して、研究指導では学生の研究を側面から支援する立場にある。本書では、指導教員としての学生との接し方、研究室の日常的な運営、個別面談や集団指導に関する知識とスキルを明らかにした。平成29年度は研究指導に関する課題を明らかにすることに注力した。平成30年度以降は大学全体あるいは学部・学科レベルの教学マネジメント上の課題を明らかにすることに取り組む。

平成30年度は、国内外の高等教育学系の学協会に参加し、大学教員の管理・運営能力形成に関する研究や研修教材等の収集・精査を行った。平成31年度は大学教授職に求められる新しい役割について、訳書『高等教育における知的リーダーシップ』(現著者:ブルース・マクファーレン氏、玉川大学出版部)を2020年3月までに刊行する予定である。これらの資料収集や翻訳から得られた知見をもとに、日本の大学中堅教員に求められる教学マネジメント能力を明らかにし、その形成方法を提案する。研究代表者は本務校における全学の教学マネジメント業務に勤務時間の大半を割かれ、他大学への訪問調査を十分に行うことができなかった。平成31年度はこれらの業務日程を事前に把握した上で、研究予定を組み立てることとする。日本の大学において教学マネジメントの登竜門的なポストに就いている中堅教員に対して、教員本来の教育・研究役割と管理運営業務との葛藤について半構造化型の面接調査を実施する。管理運営業務を経験することが彼らの教育・研究活動にどのような負荷・影響を与えているか、彼らが管理運営能力をどのように獲得していくのかを調査する。また、大学教授職の能力開発に関する諸外国の学協会に参加し、大学教員の管理・運営能力形成に関する研究や研修教材等の収集・精査を行う。平成31年度は、これまで収集した各種資料をもとに、日本の大学中堅教員が抱える役割葛藤の実態と、アングロサクソン諸国における教学マネジメント能力形成の方法論をすり合わせる。これにより、日本の大学現場に適した教学マネジメント能力形成に関する教員研修用教材を制作する。また、英国ブリストル大学のブルース・マクファーレン氏の書籍の日本語版『高等教育における知的リーダーシップー大学教授職の使命』を平成31年度中に玉川大学出版部から出版する予定である。平成29年度は本務校の教育改革に関する運営業務に忙殺されたことにより、他大学への訪問調査を十分に行うことができなかった。平成30年度はこれらの業務日程を事前に把握した上で、研究予定を組み立てることとする。研究代表者は本務校における全学の教学マネジメント業務に対して責任を負っている。平成30年度は教育・研究活動に加えて、機関別認証評価への対応業務等が大量に発生した。このため、国内外の訪問調査がやや遅滞し、次年度使用額が生じた。平成31年度はこうした管理運営業務に要する時間をあらかじめ考慮した上で研究活動を行うこととする。日本と韓国における研究指導上の課題についての共同研究に着手した。
包括的な生理学的根拠に基づく新たな嚥下障害の治療法の検討

超高齢社会を迎えた日本において、多くの高齢者が嚥下機能の低下により、唾液や食物の一部が肺に流れ込み誤嚥性肺炎を引き起こすことが問題となっている。この社会的問題ともいえる嚥下機能の改善を解決するためには、嚥下誘発領域からの嚥下誘発に関与する求心性神経情報を詳細に調べる必要がある。本申請研究は、(1)嚥下誘発における咽頭・喉頭領域を支配するAβ線維、Aδ線維およびC線維を経由する神経情報(感覚入力のモダリティ)の役割、および(2)嚥下誘発に関与するTransient receptor potential (TRP)チャネルを同定することが目的である。さらに、(3)嚥下誘発効果の高い味や食感(テクスチャ)を解明することにより、包括的な生理学的根拠に基づく新たな嚥下障害の治療法および嚥下障害食の開発を検討する。平成30年度は、免疫組織化学的手法を用いて、咽頭・喉頭領域の感覚を支配する上喉頭神経におけるカプサイシン受容体(TRPV1)およびメントール受容体(TRPM8)の発現分布を調べた。電気生理学的実験により、咽頭・喉頭領域に投与したカプサイシンおよびメントールに対する上喉頭神経応答を記録するとともに、嚥下誘発作用を解析した。さらに、上喉頭神経応答および嚥下誘発へのTRPV1およびTRPM8の関与を確かめるために、それぞれのアンタゴニストを用いた実験も行った。その結果、上喉頭神経に発現するTRPV1およびTRPM8に対する、カプサイシンおよびメントール刺激は、上喉頭神経の感覚応答を増加させ、嚥下反射を顕著に誘発した。このことは、天然由来であるカプサイシンまたはメントールを利用した嚥下機能の低下を補助的に改善する食品・飲料の開発の可能性を示唆している。免疫組織化学的手法により、上喉頭神経(とりわけ無髄神経)におけるTRPV1およびTRPM8の発現分布を明らかにした。さらに、咽頭・喉頭領域におけるカプサイシンおよびメントール刺激は、TRPV1およびTRPM8を介して上喉頭神経を興奮させることを電気生理学的実験により検証した。これらの結果の一部は、国際論文に掲載された。採択された研究計画書に従って、嚥下誘発効果の高い味や食感(テクスチャ)を解明する。現在、酸感受性チャネル(ASIC)の咽頭・喉頭領域における発現分布と嚥下反射の誘発の関与を調べている。これらの結果を考慮して、包括的な生理学的根拠に基づく新たな嚥下障害の治療法および嚥下障害食の開発について検討する。平成29年度は、咽頭・喉頭領域を支配する上喉頭神経の生理食塩水、蒸留水、カプサイシン溶液およびメントール溶液に対する求心性応答を解析した。それにともない、咽頭・喉頭領域へそれぞれの刺激溶液を与え、顎舌骨筋筋電図を嚥下反射の指標に用い、嚥下誘発特性(嚥下反射までの潜時、嚥下回数など)を調べ、嚥下誘発の促進効果を検討した。咽頭・喉頭領域への蒸留水刺激は嚥下反射を促進した。さらに、カプサイシン溶液およびメントール溶液刺激も嚥下反射を促進した。カプサイシンおよびメントールの受容体は、Aδ線維およびC線維に発現しているため、これらの結果からAδ線維およびC線維からの感覚情報は嚥下誘発の促進に大いに関与していることが示唆された。これまでに報告されている上喉頭神経の電気刺激による嚥下反射の実験から、咽頭・喉頭領域を支配する感覚神経(Aβ線維、Aδ線維およびC線維)の内、Aβ線維を経由する感覚情報が嚥下誘発に効果的であると考えられていた。しかしながら、本申請研究のこれまでの結果から、Aδ線維およびC線維の感覚入力も嚥下反射の促進に関与していることが示唆されるという新しい知見が得られた。さらに、

(3)嚥下誘発効果の高い味や食感(テクスチャ)を解明することにより、包括的な生理学的根拠に基づく新たな嚥下障害の治療法および嚥下障害食の開発を検討する。平成30年度は、免疫組織化学的手法を用いて、咽頭・喉頭領域の感覚を支配する上喉頭神経におけるカプサイシン受容体(TRPV1)およびメントール受容体(TRPM8)の発現分布を調べた。電気生理学的実験により、咽頭・喉頭領域に投与したカプサイシンおよびメントールに対する上喉頭神経応答を記録するとともに、嚥下誘発作用を解析した。さらに、上喉頭神経応答および嚥下誘発へのTRPV1およびTRPM8の関与を確かめるために、それぞれのアンタゴニストを用いた実験も行った。その結果、上喉頭神経に発現するTRPV1およびTRPM8に対する、カプサイシンおよびメントール刺激は、上喉頭神経の感覚応答を増加させ、嚥下反射を顕著に誘発した。このことは、天然由来であるカプサイシンまたはメントールを利用した嚥下機能の低下を補助的に改善する食品・飲料の開発の可能性を示唆している。免疫組織化学的手法により、上喉頭神経(とりわけ無髄神経)におけるTRPV1およびTRPM8の発現分布を明らかにした。さらに、咽頭・喉頭領域におけるカプサイシンおよびメントール刺激は、TRPV1およびTRPM8を介して上喉頭神経を興奮させることを電気生理学的実験により検証した。これらの結果の一部は、国際論文に掲載された。研究計画書に従って、カプサイシン溶液およびメントール溶液以外の嚥下を促進する化学刺激または機械刺激を同定し、それらの受容器を検討する。また、咽頭・喉頭領域に発現するTRPチャネルを明らかにし、これらTRPチャネルのアゴニストやアンタゴニストを用いて嚥下誘発効果の変化を調べる。採択された研究計画書に従って、嚥下誘発効果の高い味や食感(テクスチャ)を解明する。現在、酸感受性チャネル(ASIC)の咽頭・喉頭領域における発現分布と嚥下反射の誘発の関与を調べている。これらの結果を考慮して、包括的な生理学的根拠に基づく新たな嚥下障害の治療法および嚥下障害食の開発について検討する。(理由)年度末に試薬の購入を予定したが、在庫がなく次年度の発注になったため。(計画)4月中に発注済み。備品の発注が年度をまたいでしまったため。
ミメーシスの技法に関する教育思想史的研究-ロマン主義・ベンヤミン・デリダ

本研究の目的は、ドイツ・ロマン主義、W・ベンヤミン、J・デリダという3つの定点を設定し、これらの視角から人間の生成・変容のメカニズムとしての「ミメーシス概念」を分析すること、そして、このミメーシスという技法にかかわる思想を軸とした教育思想史を再構成しながら、新たな学習論・伝承技法を構想していくための思想的・哲学的基盤を提示することであった。当初の予定に従い、本年度は特にドイツ・ロマン主義とユダヤ思想の関連に着目しながら文献の蒐集・読解・分析を行い、神秘主義、聖書学、世紀転換期の政治神学にかかわる研究に重点をおいて進めた。具体的には、ドイツ・ロマン主義の中のユダヤ思想の影響に関して思想史的観点から文献調査し、またベンヤミンとデリダ哲学的試みに見られる神学的問題やミメーシス概念の読解・分析や彼らとかかわりのある思想(ショーレムとブーバー)について分析を加えた。また、ミメーシスの多様な側面について分析を加えるために、人類学など学際的領域における象徴や儀礼に関する研究到達点を調査・分析し、整理した。さらにドイツ短期滞在により、ドイツでの受入予定研究者だったCh・ヴルフ教授(ベルリン自由大学)と意見交換・指導を受けた。また、ヴルフ教授の共同プロジェクト「パフォーマティヴなものの諸文化」の研究員と意見交換し、国際シンポジウムに参加することで学際的・国際的なミメーシス研究の最前線を調査した。なお、年度途中での就職により以後の研究を辞退したため、全体の研究は計画通り完遂しなかった。特に18世紀のロマン主義に関する分析が比較的手薄になってしまったこと、またベンヤミンやデリダの思想が生まれてきた背景について、ミメーシスの認知科学的・心理学的側面における知の布置の変容にかんする分析は必ずしも十分に検討することができなかったことなどが課題として残された。個人的に研究自体は継続し、別の機会に論じたい。本研究の最終目的は、ロマン主義、ベンヤミン、デリダという3つの定点を設定し、人間の生成・変容のメカニズムとしての「ミメーシス概念」を分析すること、そして、このミメーシスの技法を軸とした教育思想史を再構成しながら、新たな学習論・伝承技法を構想していくための思想的・哲学的基盤を提示することである。そのために、当初の予定にしたがって本年度は、特にユダヤ思想関連の文献に焦点を定め蒐集・読解・分析をおこなった。とりわけ上記の3つの定点すべてにかかわる思想的背景として重要なユダヤ神秘主義思想の研究に重点をおいた。具体的には、ベンヤミンともかかわりの深いG・ショーレムのユダヤ神秘主義研究、世紀末ウィーンやドイツの神秘主義と言語批判の潮流、そのユダヤ的展開として不可欠なM・ブーバーの思想、デリダのミメーシス理解などについて分析を進めた。現況として、ミメーシスの媒体としての「言語」が、「聖なるものと日常性」、「超越と内在」、「知と信仰」という問題系と結ぶ関係の重層性が、次第に解きほぐされつつある。その萌芽的成果の一部を、学会誌において審査付学術論文として発表した。さらに、ミメーシス研究の第一人者クリストフ・ヴルフ教授と意見交換をした。また、本研究に関連する活動として、ミメーシス概念の実践形態事例として日本の伝統的学習観を再考することにした。糸口として、剣道の「修練の思想」を題材としながら、剣道の世界観を支えるミメーシスの技法の特殊性と普遍性とを論じた。その成果は、ドイツ/アメリカにおいて英文著作として出版された。さらに、これらの個別の研究をつなぐ、より大きな研究関心と学理論的立場について、教育哲学会第50回大会記念シンポジウムで提案者として発した。その記録は当該学会誌の次号にて公表予定(印刷中)。
日本における蚊類の分布様相と環境変化の及ぼす影響

1.蚊発生源の現地調査を,平成8年度は環境開発の進んだ大阪府千里,岡山県児島,神奈川県鎌倉にて,平成9年度は環境変化の少ない東北地方各地を,平成10年度は自然環境の豊かなロシア沿海州のウスリースク地方を加えて行った.30年前の調査などと比較して,大水域から発生する大動物嗜好性のシナハマダラカ,コガタイエカ,キンイロヤブカや,汚水溜から発生するアカイエカなどが激減し,小水域から発生し小動物嗜好性のヒトスジシマカ.ヤマトヤブカ,キンパラナガハシカなどは環境変化に耐えてむしろ増加傾向にあった.2.マラリア媒介のシナハマダラカ,日本脳炎媒介のコガタイエカやキンイロヤブカの近年の激減は,発生源の湿原の消失,湿田の乾田化と水管理,農薬散布,有畜農家の消失など農業形態の近代化に起因する.フィラリア症媒介のアカイエカの激減は下水溝の暗渠化などの環境整備に起因する.3.東北地方の蚊採集記録を43種にまとめ,オオモリハマダラカ,フトシマツノフサカ,キョウトクシヒゲカを新たに記録した.中国・四国地方の採集記録などを整理中である.4.南方(東洋区)系の蚊の北上現象としてヒトスジシマカ,フタクロホシチビカ,キョウトクシヒゲカ,オオクロヤブカの分布拡大,北方(旧北区)系の蚊の減退現象としてヤマトハボシカ,エゾウスカの本州からの後退が若干認められたが,今のところ分布変化は顕著ではなかった.5. 15,20,25,30°Cの恒温糟にて蚊幼虫を個別飼育した.その結果,デング熱媒介のネッタイシマカは今のところ日本に土着していないが,上陸すれば繁殖可能と見なされた.ヒトスジシマカはタイ,八重山,富山産の系統間での発育差は認められなかった.デング熱の流行が将来懸念される.1.蚊発生源の現地調査を,平成8年度は環境開発の進んだ大阪府千里,岡山県児島,神奈川県鎌倉にて,平成9年度は環境変化の少ない東北地方各地を,平成10年度は自然環境の豊かなロシア沿海州のウスリースク地方を加えて行った.30年前の調査などと比較して,大水域から発生する大動物嗜好性のシナハマダラカ,コガタイエカ,キンイロヤブカや,汚水溜から発生するアカイエカなどが激減し,小水域から発生し小動物嗜好性のヒトスジシマカ.ヤマトヤブカ,キンパラナガハシカなどは環境変化に耐えてむしろ増加傾向にあった.2.マラリア媒介のシナハマダラカ,日本脳炎媒介のコガタイエカやキンイロヤブカの近年の激減は,発生源の湿原の消失,湿田の乾田化と水管理,農薬散布,有畜農家の消失など農業形態の近代化に起因する.フィラリア症媒介のアカイエカの激減は下水溝の暗渠化などの環境整備に起因する.3.東北地方の蚊採集記録を43種にまとめ,オオモリハマダラカ,フトシマツノフサカ,キョウトクシヒゲカを新たに記録した.中国・四国地方の採集記録などを整理中である.4.南方(東洋区)系の蚊の北上現象としてヒトスジシマカ,フタクロホシチビカ,キョウトクシヒゲカ,オオクロヤブカの分布拡大,北方(旧北区)系の蚊の減退現象としてヤマトハボシカ,エゾウスカの本州からの後退が若干認められたが,今のところ分布変化は顕著ではなかった.5. 15,20,25,30°Cの恒温糟にて蚊幼虫を個別飼育した.その結果,デング熱媒介のネッタイシマカは今のところ日本に土着していないが,上陸すれば繁殖可能と見なされた.ヒトスジシマカはタイ,八重山,富山産の系統間での発育差は認められなかった.デング熱の流行が将来懸念される.1.環境変化の著しいと思われる大阪府千里丘陵、岡山県倉敷市児島、神奈川県鎌倉市などで蚊類発生源の現地調査を1996年6月14-20日、同7月28-31日、同8月27-30日、同11月3-5日、1997年1月8-11日に行なった。その結果、広域水域に発生するシナハマダラカ、コガタイエカ、キンイロヤブカなどは激減し、イナトミシオカ、セスジヤブカなどは壊滅状態であった。また、汚水域に発生するアカイエカも環境整備のために減少していた。しかし、狭域水域に発生するヒトスジシマカは健在で、自然がある程度残されている鎌倉などではヤマトハマダラカ、キンパラナガハシカなども健在だった。草むらの少ない大阪港湾地域では発生源があっても発生が極端に少なかった。今後さらに広く環境変化の及ぼす影響を現地調査する予定である。2.地球温暖化などで分布拡大が心配されるネッタイシマカ、ヒトスジシマカを用いて、15、20、25、30°Cの温度条件下で卵から成虫化させるまでの各期の発育日数と死亡率、雌雄差などを手始めに観察した。15°Cでは両種共に大半が死亡し、高温ほど発育期間が短縮した。さらに、卵胞と35、40°Cでの調査観察も必要であった。今後、蚊の種類の増やし、発育零点なども求めたい。3.従来の日本における蚊類の分布記録を府県別に医学中央雑誌、各県郷土資料などから収集の作業を着手した。近似種との誤同定もかなりあるので、原典にあたり、標本も現存していれば同定の確認を行ないたい。

4.上村の保管する過去の蚊類の成虫乾燥標本、幼虫ガムクロラール封入プレパラート標本のラベルが記号のために、同定を再確認し、後世に利用できるようにラベルを詳しく記す作業に着手したが、幼虫標本の痛みがひどく、相当手間取りそうである。1.今年度特記すべきことは、東北地方を7月29日から8月13日まで現地調査したことである。青森県の八甲田山、下北半島では自然環境が比較的温存されていて、ブナ樹洞からオオモリハマダラカ、トワダオオカ、ミスジシマカ、ブナノキヤブカ、シロカタヤブカ、コバヤシヤブカ、ヤマトヤブカ、キンパラナガハシカなどが採集できた。秋田、岩手以南では激減しているマラリア媒介蚊シナハマダラカが青森では水田に普通に採集できた。人工容器にはヤマトヤブカ、ヤマダシマカ、河床岩溜にはヤマトヤブカかハトリヤブカ、海岸岩溜にはトウゴウヤブカが普通に採集された。青森県でのオオモリハマダラカ、オオクロヤブカは最北記録だったが、過去に最南記録されたヤマトハボシカの生息は再瞬認できなかった。2.環境変化の著しい大阪府下の蚊生息調査を5月16日、6月19日、3月2-5日に行い、トウゴウヤブカが幼虫越冬するが、ヒトスジシマカら卵越冬のみすることを確認した。また、園芸畑化している八丈島の蚊調査を2月21-22日に行った。3.昨年に継続して、都道府県別の蚊科昆虫の分布記録を10年ごとに収録しているが、各県とも、近年採集記録を欠いており、全般的な生息調査が必要とみなされた。4.上村の30-35年前の標本の再整理を行っている。詳細な採集記録は未発表なので、逐次まとめて発表すべく作業を進めている。5.累代飼育中のヒトスジシマカ、ネッタイシマカ、コガタイエカ、コバヤシイエカなどの各種温度域における飼育成績を検討していたが、恒温飼育器が故障して、成果を得ることが出来なかった。修理後、実験を再開している。1.今年度特記すべきことは,自然環境の比較的温存されているロシア沿海州のウラジオストクからウスリースクにおいて,8月4日から11日,蚊発生源の現地調査を行ったことである.蚊相は北海道と近似していて,キンイロヤブカが草原溜から排水溝にいたるまで広範に分布し,ヤマトヤブカに代わってチョウセンヤブカが人工容器に多発していた.2. 10月28日から11月7日にかけて,京都,大阪,岡山,鳥取各県の現地調査を行い,都市環境においても小容器にヒトスジシマか,ヤマダシマカなどが多発し,箕面ではヤマトハマダラカ,ヤマトヤブカ,キヨウトクシヒゲカなども採集され,周囲の環境変化が著しいにも関わらず自然環境から発生する蚊も温存されていた,岡山児島地方で再発見できなかったイナトミシオカが大阪空港の地表水溜に発見され,いずこにか温存されていると思われる.3.昨年度に調査した東北地方の蚊類分布調査に過去のデータを調査して加え,環動昆に投稿し,印刷中である.中国・四国地方,近畿地方,九州地方,中部地方などの資料もまとめ,逐次発表の予定である.4.デング熱媒介蚊として注目されるヒトスジシマカ,ネッタイシマカの4系統を,15,20,25,30°Cの恒温糟で個別飼育し,発育状態を比較した.ネッタイシマカは,卵が孵化すればヒトスジシマカよりも15・20°Cの低温下での発育がむしろ優っていて,日本に侵入すれば繁殖する可能性が大きい.ヒトスジシマカのタイ国産,八重山産,富山産の系統による各温度下での発育の違いは明かではなかった.
生体用Ti-Nb基合金で発見された疲労軟化とω相の単一バリアント形成の機構解明

Ti-xNb二元系合金は組成によってそのβ相の相安定性が変化する。相安定性の低いβ相は電気抵抗、比熱および弾性定数などの基礎物性において特異な挙動を示し、このことを利用することでヤング率の低減が可能となることが明らかとなった。また、β相の安定性は塑性変形挙動にも影響を及ぼし、不安定なβ相は単純圧縮において加工硬化係数が低く、このことは転位運動によりω相が析出することと密接に関係していることが明らかとなった。転位運動によるω相の析出は交番応力を付加した場合、より顕著に現れるとともに析出するω相のバリアントが選択されることも解明した。さらにこのω相の析出はバリアントの選択時に特異な軟化現象を示し、活動転位と析出ω相バリアントとの関係について透過型電子顕微鏡観察(TEM観察)を中心に解析した。本研究はβ型Ti合金において、近年我々のグループが見出した疲労軟化現象と、それと同時に異常析出する転位誘起ω相の単一バリアントの発生起源ならびに選択機構についてTi-xNb(at.%)二元系合金を用いて解明することを目的とした。23年度ではまず、アーク溶解ならびに浮遊帯溶融法を用いてTi.xNb合金の良質な単結晶体を得ることに成功した。また、電気抵抗測定ならびに透過型電子顕微鏡観察によりこれらの単結晶体における溶体化処理状態での相変態挙動ならびに微細組織を明確にした。さらに圧縮試験をすづり変形が容易に生じると考えられる〈149〉方位から圧縮試験ならびに二面トレース解析を行うことで疲労軟化現象が出現するであろう組成域においては{110}〈111〉すべり系が支配的であることを明らかにした。これらを踏まえて、ひとつの組成の単結晶体より背面ラウエ法ならびに放電加工機を用いて荷重軸が〈149〉方位となるような試験片を作製し疲労試験を行った。その結果、疲労軟化現象が生じる前に破断に至った。この結果は転位運動によりω相が出現する前に応力誘起マルテンサイト相が出現したためと考えられる。これらの結果より疲労軟化現象を引き起こすためには転位誘起ω相の出現が応力誘起マルテンサイト相の出現よりもより容易に起こる組成域が必要であることが理解できた。24年度では、溶体化処理状態の変態挙動を踏まえ、疲労軟化現象出現の有無のNb濃度依存性、出現したω相の析出形態、このω相が塑性変形に及ぼす影響を明らかにする予定である。Ti合金の中で、Nb、Mo、Taといった添加元素に影響により、純Tiの高温相であるbcc構造を室温において安定化させた、いわゆるβ型Ti合金は耐食性、比強度、加工性に優れており、骨生体材料用金属材料として注目を集めている。このβ型Ti合金は特定の組成において特異な電気抵抗の温度依存性や低いデバイ温度を有する相安定性の低いβ相が出現する。このβ相はω相が抑制されたごく限られた組成域で出現し、β型Ti合金の弾性変形ならびに塑性変形の特異な挙動や強い異方性と関係していることを見出した。特に、この相安定性の低いβ相を有するTi合金の単結晶試料を浮遊帯溶融法(FZ法)にて育成し、活動する転位のバーガースベクトルに注目して塑性変形挙動を調査した結果、特定の荷重軸において圧縮変形時にω相が誘起され、変形前後での電気抵抗特性に相違が観察された。この変形時に形成されるω相は単純圧縮応力よりも交番応力を負荷することでより明瞭に形成され、また、活動する転位のバーガースベクトルを変化させることによって形成されるω相の結晶方位を制御できることも明らかにした。さらにこの形成されたω相を含有するβ相の塑性変形挙動が強い異方性を示していることを明らかにした。このことから、変形時に形成されたω相は活動する転位の往復運動と関係しており、この性質の解明によりβ型Ti合金における脆化のメカニズムが明らかとなり、次世代生体材料の開発に発展できるものと考えられる。本研究における試料は作成に特殊な技術を必要とするβ型Ti合金単結晶である。平成23年度において、本研究に必要な単結晶育成に成功し、さらに基礎的な物性ならびに圧縮試験による変形挙動も明らかとなった。これらの結果から、本研究の申請時に予定していた初年度における研究目的はおおむね順調に達成された。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は昨年度に育成した単結晶試料から方位の決定ならびに試料の切り出しを行い、その後疲労試験を行う予定である。単結晶体を用いた疲労試験には測定装置の習熟が不可欠であるが、すでに行った予備実験により試験可能な状況となっている。

疲労試験後は透過型電芋顕微鏡観察ならびに特定の方位における圧縮試験を行う予定である。これらの観察およが測定において使用する実験装置は現有設備であり、その使用に関しても問題ない。これらの結果を国際ジャーナルならびに国内外の学会において発表し、本研究を国内外に発信する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
免疫電子顕微鏡法を用いた基底膜構成成分の局在と相互関係に関する研究

主に培養角膜内皮細胞の基底膜について研究を行なった。培養角膜内皮細胞の産生する基底膜には(1)周期150nmの格子構造、(2)直径1020nmの細線維、(3)無定形の物質などの構造上の分化が見られるが、電子顕微鏡的免疫組織化学を行なうことにより、(1)これまで【IV】型コラーゲンが結晶状に配列したものもしくは【VI】型コラーゲンと考えられていた格子構造がそのどちらでもなく、おそらく角膜内皮細胞の基底膜に固有の新しい成分であるらしいことがわかり、また(2)細線維に【III】型コラーゲン線維とmicrofibrilの2種があり、後者はフィブロネクチンと特徴的な相互作用をしているという新知見を昨年までの観察に加えることができた。またこれらの基底膜と細胞との相互作用の様子を基底膜側から観察するために、細胞をコロジオン薄膜の上に培養する方法を開発し、これを走査型電子顕微鏡法、フリーズエッチレプリカ法と組み合せて用いた。基底膜中の線維状成分が細胞膜上に終止している様子がしばしば観察された。この部分を強拡大でみると径20nm弱の線維の束が細い線維状物質のネットワークとこれと細胞膜を垂直につなぐ極めて細い線維を介して間接的に細胞膜と結合しているのが観察された。これらを構成している成分については現在検討中である。またこの部分の細胞膜P面には特に膜内粒子等の特殊化は見られなかった。in situの基底膜では特徴的な厚いオケのタガ状に配列している脾臓の洞の基底膜について凍結超薄切片-免疫電子顕微鏡法を行なった。抗【IV】型コラーゲン抗体、抗ラミニン抗体ともlamina densaを染めた。これはラミニンがlamina raraに局在するという説とは相容れないものであり、現在他の臓器の基底膜を材料としてその一般性を検討している。
計算機化学を利用した高選択性ゼオライト触媒膜の理論設計と開発

本研究の目的は計算機化学と膜透過理論を組み合わせた新しい触媒膜の設計方法論を提案するとともに、その方法論をゼオライト触媒膜によるパラキシレン生成プロセスに適用し、理論設計結果に基づいた触媒膜の開発を行うことである。本年度は、分子シミュレーションにおいて計算に最も時間を要する原子間ポテンシャルを確率論的に取り扱うことができる新規非平衡系メソスコピック・モンテカルロ法ソフトウエアの開発を行い成功した。このソフトウエアでは、透過・拡散とともに触媒反応も同時に考慮することが可能であり、触媒膜を用いたプロセスでの転化率や透過係数を推定するとともに、充填型触媒反応器との性能比較を行うことも可能である。現在、開発されたプログラムを用いて、ゼオライト触媒膜が充填型触媒反応器よりも有利になるような反応系の探索、およびトルエンとメタノールからのキシレン合成を例にとりMFIシリカライト触媒膜の性能予測、およびこの反応系においてパラキシレン転化率を最大にするようなゼオライト膜構造や膜厚の予測、および操作条件の探索を行っている。来年度はこれら理論計算の結果に基づき実際の触媒膜の開発を行う予定である。
養殖クロマグロの養成環境の変化に対する反応行動の分析

本研究では、浮沈式沖合養殖施設内においてクロマグロの養成に必要な情報となる行動記録の計測を実施し、養成環境の変化に対するクロマグロの反応行動を分析した。本研究では、冷水塊の差し込みによる養魚の顕著な遊泳深度の変化をとらえた。また、養魚の3次元遊泳経路の計測に成功し、浮沈操作による養成空間の強制的な変化、潮流による生簀容積の減少がクロマグロの遊泳行動にどのような影響をもたらすのかを本研究で具体的に評価できるようになった。重要水産資源であるクロマグロの資源量低下にともない、クロマグロの増養殖事業に対する期待はますます高くなった。クロマグロ養殖にはクリアな水質と大規模な養殖施設を設置できる海域が必要とされるが、沿岸域の養成場は既に飽和状態にあることから新たな養成場として沖合域が注目されている。沿岸域と比較して海象条件の厳しい沖合域では耐潮流・耐波浪性を備えた生簀の設置が前提となり、現在、浮沈式の沖合養殖施設の技術開発が進められている。一方で、この厳しい海象条件(養成環境)における閉鎖空間内でのクロマグロの養成が可能であるかについては今後検討する必要がある。本研究ではクロマグロの沖合養殖の実現と効率化を図るために、養成環境の変化が養殖クロマグロの行動にどのように影響を与えているのかを把握することを目的とし、平成21年度では沖合養殖施設内の行動比較のために沿岸養殖施設内における養殖クロマグロの行動測定を実施した。養殖クロマグロ当歳魚に小型記録計を取り付けて遊泳深度を15日間にわたって測定した。21年度では記録計の回収には至らなかったため、22年度にデータを回収する予定である。記録計の回収方法を検討し、早期にデータを取得する方法の確立が課題となった。また、超音波テレメトリーによって実験個体の腹腔温度と遊泳深度を約2ケ月間にわたって測定した。腹腔温度の変化から摂餌行動を把握することができた。平成22年度では、試験設置中の沖合養殖施設において養殖クロマグロの行動測定を行い、現用養殖施設で得た行動記録と比較することで養成環境の変化が行動にどのように影響しているのかを明らかにする予定である。本研究の目的は国内のクロマグロ沖合養殖を実現させるために不可欠な情報となる、浮沈式沖合生簀内における養成環境の変化に対する養殖クロマグロの反応行動を明らかにすることである。クロマグロの行動計測を通して、浮沈操作による養成空間の変化や潮流による生簀容積減少がもたらすクロマグロへの影響を行動学的視点から把握し、浮沈式生簀の浮沈操作の方法を具体的に提言することを本研究の目標としている。平成21年度に行った養殖クロマグロの行動計測実験では、行動を記録する記録計を実験個体に装着したため、記録計(データ)の回収がマグロの出荷時に限られるため、記録計の回収に至っておらず、記録計の確実な回収が課題となっていた。平成22年度の行動計測実験では、記録計を指定時刻に回収できるポップアップシステムと、超音波発信機を用いた遠隔測定システムを用いて、記録の確実な回収を行った。超音波発信機を養殖クロマグロに装着して養殖生簀内の行動を測定するとともに、養成環境の測定を行い、取得されたデータから養殖クロマグロの反応行動を分析した。浮沈式沖合生簀において、クロマグロ当歳魚に超音波発信器を取り付け遊泳深度と摂餌行動を測定した。取得された記録から養成環境の変化に対するクロマグロの反応行動の分析を行い、冷水塊の差し込みによる養殖クロマグロの顕著な行動変化をとらえ、温度躍層下に浮沈式生簀を急激に沈下させることに注意を払う必要があることを示唆した。養成環境の変化を経験したクロマグロはその後も通常通りに摂餌行動を行っていた。行動記録計を養殖クロマグロに装着し、ポップアップさせて回収した記録計のデータにより、クロマグロの3次元遊泳経路の計測に成功した。この成果により浮沈操作による養成空間の強制的な変化や潮流による生簀容積の減少がクロマグロの遊泳行動にどのような影響をもたらすのかを具体的に評価できるようになった。
ドイツ初等・基礎領域における科学教育カリキュラム改革－学びの連続性の観点から－

ドイツの初等教育、就学前教育の教育改革において,コンピテンシー指向の教育が進められ,科学教育の基礎において学びの連続性がより図られていることを具体的に明らかにした。就学前の基礎領域において,すべての州の教育計画に「自然体験」や「自然の探究」が含まれ,「自然の世話」,「自然認識」や「自然への責任」もほぼ全州で取り扱われている。さらに,科学教育の基礎として,子どもの感覚や直接的な体験を通して,知覚し理解することが重視されると共に、持続的な開発に関する問題も,子どもたちの身近な世界に結びつけて取り組むように考慮されている。改訂された初等領域の学会版教育スタンダードにおいても,予備的展望の授業として,就学前の基礎領域で獲得されるべき重要な能力,知識の接続,態度が明確にされ,学びの連続性が改善されている。そして,初等教育の事象教授では,範例的な学習事例を提示している。まず「学習状況/出発点」として,具体的な自然物とのかかわりの中で,より深く理解させ認識させる。次の「課題と使命」で,観察やスケッチ,比較,特徴の記載,実験などに個人やペア,グループで取り組み,交流する。「補充の可能性/比較が可能な二者択一」で,比較のための実験やグループ活動やクラス全体での活動,継続的な観察や探究なども考慮される。また,教師が「支援するコンピテンシー」や「評価」についても具体的に提示されていることは特筆に値する。この範例的な学習事例に加えて,学習事例集が出版されたことで,より一層,コンピテンシー指向の学習の展開・充実が期待される。ドイツの初等・基礎領域の科学教育カリキュラム改革では,両領域における子どもの特性が十分に考慮されて学びの連続性が図られ,科学教育の基礎として,中等教育段階の科学教育への継続的な学びに繋がるように構想・展開されている。国際学力調査(TIMSS,PISA)の結果が与えた衝撃を契機に,幼児教育における知的教育の重点化を進めているドイツに焦点を当て,就学前と初等段階の科学教育に関して学びの連続性の観点から考察を進めている。ドイツでは,学力向上施策の一環として,初等・中等教育の「教育スタンダード」(Bildungsstandards)の作成と共に,連邦政府から「幼児教育のためのガイドライン」が提示され,各州においては,保育施設における「教育計画」(Bildungsplaene)が作成されている。当該年度には就学前と初等段階の学びの連続性の観点から,初等段階において科学や自然に関する学習を行う教科「事象教授」(Sach-unterricht)について,1)2002年の学会版教育スタンダードと2013年改訂版との比較検討により,コンピテンシー指向の科学教育について明らかにした。2)そして各州の取り組みだけでなく,ドイツ全州に拡げて文献による調査・研究を進めつつある。またそれらを支援するための様々なプログラムや具体的に取り組まれている観察・実験法,体験的な活動,などを追試し検討を加えつつある。就学前段階に関しては,3)連邦レベルでの就学前段階の科学や自然に関する学習の構想について明らかにした。4)2003年から2006年の間に,開発された16州すべての教育計画に関して調査・研究を進め,それらを支援するための様々なプログラムや具体的に取り組まれている観察・実験法,体験的な活動,などを追試し検討も加えつつある。5)さらに,2006年以降に改訂版が出された各州の教育計画に関しても調査・研究を進め,比較検討を加える予定である。ドイツにおける科学教育カリキュラム改革について学びの連続性の観点から考察することは,幼年期から科学リテラシーを高めることに関する新しい知見を得ることに繋がる。当該年度に計画していた,以下の内容についておおむね順調に進展している。連邦制をとり16州から構成されるドイツは,連邦政府に連邦教育科学研究技術省が設けられている。教育主権は各州に属しておりそれぞれ教育省が設けられているが,教育改革の全体的なガイドラインは連邦レベルの勧告や決議等で示される。ドイツの初等段階における科学教育改革に関しては,1学会版教育スタンダードの比較検討により,コンピテンシー指向の科学教育について明らかにし,2ドイツ各州へと拡げて比較考察しつつある。就学前段階に関しては,3連邦レベルでの構想を明らかにし,幾つかの州を取り上げて具体的に明らかにしつつある。その際,それらを支援するための様々なプログラムや具体的に取り組まれている4観察・実験法,体験的な活動,なども追試し検討を加えることに重点をおいている。ドイツでは,2000年代になって学力向上施策の一環として教育スタンダードが導入され,コンピテンシー指向の教育が進められている。幼児教育においても知的教育の重点化を進めているドイツに焦点を当て,就学前と初等段階の科学教育に関して学びの連続性の観点から考察を進めている。平成28年度に引き続き,ドイツ初等段階における科学教育カリキュラムと比較しながら,就学前段階における科学教育改革に関して,文献による調査・研究を進めるとともに具体的に取り組まれている観察や実験についても検討を加えている。また,初等領域においては,2002年の学会版スタンダードと改訂された2013年版とを比較検討している。2002年版は最初にコンピテンシーを定め,次に内容と方法を例示するという形式であったのに対し,2013年版は包括的な思考・活動・行動方法も含めたコンピテンシーモデルを提示すると共に,第1・2学年用と第3・4学年用に範例的な学習事例を明示している。さらに,改訂版では「就学前教育における経験と結びつけた振り返り,基礎的な思考と行動」に関する章も設けられ,幼小の接続が明確にされている。

教育スタンダードの導入によって,教師が子どもにインプットする学習到達度の水準ではなく,子どもがアウトプットする水準が明確に示されるようになっている。範例的な学習事例を提示することによる,コンピテンシー指向の授業実践が構想されている。これまでは,中等理科の教育スタンダードの課題例(物理12例,化学8例,生物15例)に比べ,事象教授の学習事例は少ない状況であったが,補足する出版物も出され,新たに学習事例が多数提示され,コンピテンシー指向の授業の展開・充実が期待される状況である。ドイツにおける科学教育カリキュラム改革に関して学びの連続性の観点から,連邦レベル,各州の取り組みについて調査・研究をまとめていく予定である。当該年度に計画していた,以下の内容についておおむね順調に進展している。ドイツ初等段階における科学教育カリキュラムと比較しながら,就学前段階における科学教育改革に関して,文献による調査・研究を進めるとともに具体的に取り組まれている観察や実験についても検討を加えている。また,初等領域においては,新旧の学会版スタンダードを比較検討し,コンピテンシーモデルや範例的な学習事例について具体的に検討している。さらに,現地の研究者から具体的にレビューを受け,討論し研究を深める機会も得ている。ドイツの初等教育、就学前教育の教育改革において,コンピテンシー指向の教育が進められ,科学教育の基礎において学びの連続性がより図られていることを具体的に明らかにした。就学前の基礎領域において,すべての州の教育計画に「自然体験」や「自然の探究」が含まれ,「自然の世話」,「自然認識」や「自然への責任」もほぼ全州で取り扱われている。さらに,科学教育の基礎として,子どもの感覚や直接的な体験を通して,知覚し理解することが重視されると共に、持続的な開発に関する問題も,子どもたちの身近な世界に結びつけて取り組むように考慮されている。改訂された初等領域の学会版教育スタンダードにおいても,予備的展望の授業として,就学前の基礎領域で獲得されるべき重要な能力,知識の接続,態度が明確にされ,学びの連続性が改善されている。そして,初等教育の事象教授では,範例的な学習事例を提示している。まず「学習状況/出発点」として,具体的な自然物とのかかわりの中で,より深く理解させ認識させる。次の「課題と使命」で,観察やスケッチ,比較,特徴の記載,実験などに個人やペア,グループで取り組み,交流する。「補充の可能性/比較が可能な二者択一」で,比較のための実験やグループ活動やクラス全体での活動,継続的な観察や探究なども考慮される。また,教師が「支援するコンピテンシー」や「評価」についても具体的に提示されていることは特筆に値する。この範例的な学習事例に加えて,学習事例集が出版されたことで,より一層,コンピテンシー指向の学習の展開・充実が期待される。ドイツの初等・基礎領域の科学教育カリキュラム改革では,両領域における子どもの特性が十分に考慮されて学びの連続性が図られ,科学教育の基礎として,中等教育段階の科学教育への継続的な学びに繋がるように構想・展開されている。
センサ不要無電源無線ひずみ計測スマートタイヤの開発

本研究では,タイヤひずみモニタリングに適用可能なセンサとバッテリーレス無線技術を開発し,ひずみデータ活用法を示すことで,ひずみセンサを搭載したインテリジェントタイヤによる統合的な車両安全システムを確立することを目的とした.まず,分離した2枚のフレキシブル基板を超可とう性エポキシ樹脂で接着した,低剛性・大変形に対応可能なセンサを提案した.本センサを貼付したラジアルタイヤの圧縮試験を実施し,提案センサの有効性を示した.さらに振幅変調回路を用いることで,タイヤの無線ひずみ測定が可能であることを示し,同形状のダミーセンサを用いることで自己温度補償が可能であることを示した.また,タイヤのスチールワイヤを電極とし,ゴムを誘電体としたコンデンサと考え,変形時のワイヤ間隔変化による電気容量変化を利用してひずみを測定する方法を提案した.本手法ではタイヤのスチールワイヤ自体をセンサとして用いるため,センサのはく離を引き起こさず,タイヤの耐え得る幅広い環境下で使用可能である.乗用車用ラジアルタイヤの圧縮試験を実施し電気容量変化を測定することで,提案手法の有効性を示した.さらに,タイヤひずみデータを用いて,走行中のタイヤ形状と負荷荷重を算出する手法を提案した.走行中のタイヤひずみ変化は有限要素法を用いて解析し,ひずみの時間微分値からタイヤの接地長さ,転がり半径を測定することが可能であり,スリップ比が算出可能であることを示した.また,最大圧縮ひずみ,圧縮ひずみ比からホイール垂直荷重,ブレーキトルクが測定可能であり,タイヤ路面間の摩擦係数が算出可能であることを示した.さらに,スリップ比と摩擦係数を用いた最適制動制御と路面状態警告システムを提案し,ひずみセンサ搭載インテリジェントタイヤによる車両安全システムが可能であること解析的に示した.本研究では,タイヤひずみモニタリングに適用可能なセンサとバッテリーレス無線技術を開発し,ひずみデータ活用法を示すことで,ひずみセンサを搭載したインテリジェントタイヤによる統合的な車両安全システムを確立することを目的とした.まず,分離した2枚のフレキシブル基板を超可とう性エポキシ樹脂で接着した,低剛性・大変形に対応可能なセンサを提案した.本センサを貼付したラジアルタイヤの圧縮試験を実施し,提案センサの有効性を示した.さらに振幅変調回路を用いることで,タイヤの無線ひずみ測定が可能であることを示し,同形状のダミーセンサを用いることで自己温度補償が可能であることを示した.また,タイヤのスチールワイヤを電極とし,ゴムを誘電体としたコンデンサと考え,変形時のワイヤ間隔変化による電気容量変化を利用してひずみを測定する方法を提案した.本手法ではタイヤのスチールワイヤ自体をセンサとして用いるため,センサのはく離を引き起こさず,タイヤの耐え得る幅広い環境下で使用可能である.乗用車用ラジアルタイヤの圧縮試験を実施し電気容量変化を測定することで,提案手法の有効性を示した.さらに,タイヤひずみデータを用いて,走行中のタイヤ形状と負荷荷重を算出する手法を提案した.走行中のタイヤひずみ変化は有限要素法を用いて解析し,ひずみの時間微分値からタイヤの接地長さ,転がり半径を測定することが可能であり,スリップ比が算出可能であることを示した.また,最大圧縮ひずみ,圧縮ひずみ比からホイール垂直荷重,ブレーキトルクが測定可能であり,タイヤ路面間の摩擦係数が算出可能であることを示した.さらに,スリップ比と摩擦係数を用いた最適制動制御と路面状態警告システムを提案し,ひずみセンサ搭載インテリジェントタイヤによる車両安全システムが可能であること解析的に示した.
マングローブ林内土壌への有機炭素貯留における新メカニズムの提唱

メインの調査地である石垣島吹通川マングローブ林においては,予定していた調査および研究を滞りなく実施し,研究成果は前年度と合わせ6本の論文として既に公表済みであり,さらに2本が投稿中である.比較研究としてタイ王国トラート川河口のマングローブ林の土壌調査を行い,その結果も現在執筆中である.さらに,予定にはなかった奄美大島のマングローブ林においても調査を行うことができ,次の研究に向けた計画を練るうえで貴重な情報を得ることができた.2年間という短い特別研究員としての期間を十分に活用し,大きな成果を得ることができたと考えている.採択課題のメインはマングローブ林内土壌への土壌有機物の貯留メカニズムの解明であった.前年度の結果と合わせ,高塩濃度による河川中の溶存有機物の沈殿および土壌中の土壌有機物の凝集・固定化が効いていることを見出し,国際誌に発表した.さらに,塩濃度が高い環境で土壌有機物が固定化されるということは,逆に塩濃度が低下すると土壌有機物が固定化状態から解放され,マングローブ林土壌から沿岸海域へと溶存有機物として流出することを示唆する.そこで,当該マングローブ林内を流れる吹通川において2年間の溶存有機物濃度のモニタリング調査をおこなった.その結果,台風由来の大雨による淡水の流入が土壌の塩濃度を低下させ,通常時の数倍濃度の溶存有機物が流出することを発見した.このことはマングローブ林における高塩濃度による土壌有機物の固定化は決して安定したメカニズムではなく,淡水ー海水の相対寄与によってダイナミックに変わりうることを示している.これは河川による淡水の流入と潮汐による海水の流入があるマングローブ林に特異な現象であり,今後のさらなる研究が必要である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。メインの調査地である石垣島吹通川マングローブ林においては,予定していた調査および研究を滞りなく実施し,成果についても英語論文で投稿中である.石垣島マングローブ林では,当該生態系における天然有機物の分布特性と挙動を把握することを目的とし,主にマングローブ林河川水に溶けている「溶存有機物」およびマングローブ林土壌に存在する「土壌有機物」を研究対象とした.源流ーマングローブ林内ー海における溶存有機物の特性および組成変化の把握をおこない,マングローブ林から溶存有機物が供給されること,成分によって供給量や動態が異なること,および降雨の影響によって流域やマングローブ土壌からの各成分の供給量が増加することを見出した.採択課題のメインであるマングローブ林内土壌への土壌有機物貯留におけるメカニズムとしては,マングローブ林内土壌の塩濃度を変動させた際の土壌有機物の挙動を検証してマングローブ林における新たな土壌有機物蓄積機序を提唱した.すなわち,塩濃度が高いことにより土壌有機物が凝集・固定化されて土壌中に保持されることである.塩濃度が高いことは全てのマングローブ林に共通の条件であるので,このコロンブスの卵のような新規メカニズムは全てのマングローブ林に通ずる普遍性があり,そのインパクトは大きい.さらに,低土壌有機物含量のマングローブ林が世界的には主要であるにも関わらずそういったマングローブ林の土壌有機物の質的研究は不足していることを指摘し,石垣島吹通川マングローブ林の土壌有機物の特性を詳細に分析し,成分別の生物地球化学的・生態学的役割を区別して議論や考察をおこなう必要性を示した.1年度目の予定は,1)土壌Cの埋蔵量推定,2)林内河川の難分解性DOC測定と凝集沈殿特性評価,3)水文モデリングによる水の動きの解析および難分解性DOCマスフローの把握,であった.1)については終了した.石垣島マングローブ林の土壌は平均深度が約1 mであり,土壌炭素貯蔵量(根は除く)は296 ±56 Mg C/haであることが分かった.この値は世界平均(283 ±193 Mg C/ha,Atwood et al., 2017)と同程度であった.2)については終了した.おおよそ4か月に一回のサンプリングを3年間継続し,季節や降雨,潮汐のタイミングなどが異なる様々な条件におけるDOC測定をおこなった.源流ーマングローブー海におけるDOCの動態(供給・沈殿)を解析した.また,林内土壌の脱塩洗浄をおこなった際に溶出したDOC溶液に再び海水塩を加えると,最大で71%(炭素換算)が再沈殿することを見出した.3)については測量調査を実施し、潮位変動に対応した水の動きを表現する水文モデリングを構築した。2)の分析結果と併せて難分解性DOCの量を計算中である。これらに加え,林内土壌有機物(フミン酸・フルボ酸)の深度別(0-25, 25-50, 50-75, 75-100 cm)の詳細な化学構造特性解析をNMR分析と光化学的手法,元素分析によっておこなうことができた.これらは計画にはなかったことだが,成分別の生物地球化学的・生態学的役割を区別して議論や考察をおこなう必要性を示すことができ,マングローブ林生態系における物質循環を考えるうえで重要な結果である.さらに,石垣島との比較として開始したタイのトラート川マングローブ林における調査・サンプリング・分析も進んでいる.よって評価は計画以上の進展とした.メインの調査地である石垣島吹通川マングローブ林においては,予定していた調査および研究を滞りなく実施し,研究成果は前年度と合わせ6本の論文として既に公表済みであり,さらに2本が投稿中である.

比較研究としてタイ王国トラート川河口のマングローブ林の土壌調査を行い,その結果も現在執筆中である.さらに,予定にはなかった奄美大島のマングローブ林においても調査を行うことができ,次の研究に向けた計画を練るうえで貴重な情報を得ることができた.2年間という短い特別研究員としての期間を十分に活用し,大きな成果を得ることができたと考えている.採択課題のメインはマングローブ林内土壌への土壌有機物の貯留メカニズムの解明であった.前年度の結果と合わせ,高塩濃度による河川中の溶存有機物の沈殿および土壌中の土壌有機物の凝集・固定化が効いていることを見出し,国際誌に発表した.さらに,塩濃度が高い環境で土壌有機物が固定化されるということは,逆に塩濃度が低下すると土壌有機物が固定化状態から解放され,マングローブ林土壌から沿岸海域へと溶存有機物として流出することを示唆する.そこで,当該マングローブ林内を流れる吹通川において2年間の溶存有機物濃度のモニタリング調査をおこなった.その結果,台風由来の大雨による淡水の流入が土壌の塩濃度を低下させ,通常時の数倍濃度の溶存有機物が流出することを発見した.このことはマングローブ林における高塩濃度による土壌有機物の固定化は決して安定したメカニズムではなく,淡水ー海水の相対寄与によってダイナミックに変わりうることを示している.これは河川による淡水の流入と潮汐による海水の流入があるマングローブ林に特異な現象であり,今後のさらなる研究が必要である.申請計画で予定していた今後の計画は,4)海水塩で沈殿する難分解性DOCの化学特性の分析,および5)マングローブ林土壌有機物の貯留における新メカニズムの提唱,であった.4)については,高塩濃度によって沈殿している有機成分はフミン酸,もしくはフミン酸ー粘土複合体であると当たりを付けた.フミン酸についてはNMR分析などによって化学構造特性解析済みである.粘土は,イオン強度を低下させると分散することが知られているナトリウム型粘土鉱物であると考えている.塩濃度を低下させた際に分散する画分を多く集め,有機成分の構造特性解析および粘土鉱物の同定をおこなう.5)については今年度の結果のみから大枠を提唱することができたが,粘土鉱物の同定などをおこなうことでさらに細かい点まで追求する.また,ここまでの結果における一貫した議論として,マングローブ林生態系における水文環境の重要性に気付いた,これからの研究においては,マングローブ林を水文環境によってグルーピングした後にそれぞれのグループを比較して物質循環や生態系サービスを論じることが必要であると思われる.その点についても考察を深めていきたい.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。