hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高解像度流体シミュ レーションによるIa型超新星の親星の解明

最終年度ではIa型超新星の起源を探るために様々な白色矮星の熱核爆発について研究した。1つは二重白色矮星系における白色矮星の熱核爆発、もう1つは潮汐破壊中の白色矮星における熱核爆発である。まず1つめについて述べる。今回我々が研究した二重白色矮星系における白色矮星の熱核爆発は、白色矮星同士が合体する前に重い方の白色矮星(主星)が爆発するというものである。この場合、軽い方の白色矮星(伴星)は主星の重力から突然解放されるため超高速で運動する。このモデルは近年Gaiaによって超高速白色矮星が多数発見されたことによってIa型超新星の有力候補となった。我々は高解像度流体シミュレーションによってこの爆発を再現し、Ia型超新星と比較した。生成された元素組成とその分布は大雑把にはIa型超新星の特徴と一致した。しかし、Ia型超新星と整合しない2つの可能性がある。1つは伴星から剥ぎとられた酸素が低速度成分として観測される可能性があることである。もう1つは爆発した主星自身が超高速で運動しているため、これが速度シフトとして反映される可能性があることである。今後の観測は、このようなシグナルの有無を確かめる必要がある。次に2つめについて述べる。潮汐破壊中の白色矮星の熱核爆発は普通のIa型超新星ではなく、近年多数報告されている特異なIa型超新星となる可能性がある。我々は本研究でそもそも潮汐破壊中の白色矮星が熱核爆発できるのかどうかその可能性を探った。過去の研究でも、潮汐破壊中の白色矮星の熱核爆発は調べられていたが、我々はそれが低解像度からくる偽の爆発であることを前年度に示した。今年度は、我々は十分な解像度のシミュレーションを行い、確かに潮汐破壊中の白色矮星は熱核爆発することを確かめた。また、白色矮星の外層にヘリウムがあれば、より爆発しやすいということも示すことができた。本研究は、Ia型超新星の親星を高解像度流体シミュレーションを用いて解明することを目的としている。Ia型超新星の爆発本体は白色矮星(White Dwarf: WD)だと考えられているが、爆発のきっかけと爆発の過程は明らかになっていない。本年度は、WDがどのような状況で爆発しうるのかを探った。具体的には以下の通りである。1)中間質量ブラックホール(Intermediate Mass Black Hole: IMBH)によるWDの潮汐破壊中のWDの熱核爆発の可能性の精査:過去の研究によってIMBHによるWDの潮汐破壊中にWDが熱核爆発を起こし、Ia型超新星のような突発天体となることが示唆されていた。我々はこの可能性について精査した。それにより、過去の研究で示された熱核爆発は、流体シミュレーションの低解像度性による偽の加熱が原因であることを明らかにした。ただし、WDの潮汐破壊中に熱核爆発が起こることを否定するものではなく、より高解像度の流体シミュレーションを行えば正しい熱核爆発を調べることができることを明らかにした。2)中性子星(Neutron Star: NS)によるWDの潮汐破壊における熱核爆発の可能性の精査:過去の研究は、WDがNSに潮汐破壊されると、WDの残骸がNS周りに降着円盤を形成し、その降着円盤から放射性崩壊元素が放出され、WDのNSによる潮汐破壊はIa型超新星のような特徴を示す、と提案していた。しかし彼らはNSによるWDの潮汐破壊の過程を調べていなかったので、我々はその過程を調べた。その結果、WDは潮汐破壊の過程で熱核爆発を起こし、NSの周りにほとんど降着円盤を作らないことを明らかにした。さらにこの熱核爆発は放射性崩壊元素をほとんど作らない。そのため、WDとNSの合体はIa型超新星のような特徴を示さないことを明らかにした。研究計画通り、様々な状況における白色矮星(WD)の爆発可能性に関して精査することができた。中間質量ブラックホール(IMBH)によるWDの潮汐破壊中の熱核爆発に関する研究結果については、国内国外の研究会で研究発表を行い、また査読付論文雑誌に掲載されることが決定している。中性子星(NS)によるWDの潮汐破壊中の熱核爆発についての結果は、現在投稿論文としてまとめている最中であり、今後投稿する予定である。WD同士の合体についての研究ではなく、WDの潮汐破壊についての研究を優先した理由は以下の通りである。近年、Ia型超新星によく似た突発天体が多数報告されている。これらの起源については全くわかっていない。これらの起源はこれまであまり想定されてこなかった天体系であるIMBHやNSによるWDの潮汐破壊の可能性が高かったので、これらを優先した。また、IMBHは、巨大ブラックホールの形成過程の解明の鍵になるにも関わらず、候補天体は数多くあるものの、確実なIMBHの報告例は数少ない。確実なIMBHの数を増加させるためにも、IMBHによるWDの潮汐破壊の観測的特徴を理解するのは重要である。そのため、このような研究を優先した。本研究では、様々な状況下における白色矮星(White Dwarf: WD)の爆発を高解像度流体シミュレーションを用いて追跡することによって、Ia型超新星の親星の解明を目指している。本年度は、中間質量ブラックホール(Intermediate Mass Black Hole: IMBH)によって潮汐破壊をされている最中のWDが爆発を起こせるかどうかについて精査した。他の研究グループはこのような状況下でWDは爆発を起こすことができると主張していた。

しかし、我々は前年度の研究によって、他の研究グループの結果は低解像度の流体シミュレーションが引き起こす偽の加熱によるものである、ということを明らかにした。ただし、これはWDが爆発を起こさないことを示したわけではない。従って、我々は、今年度、偽の加熱が起こらないほど高解像度な流体シミュレーションを行い、WDが爆発できるかどうかを探った。その結果、WDは爆発できることが明らかとなった。また、爆発するという結果は同じであるが、その詳細は異なっている。1つ目はWDがIMBHにあまり近付かなくてもWDは爆発できるということ、2つ目は爆発で形成されるニッケル56がより多くなるということである。我々はこの他にも、WDに薄いヘリウムの外層が乗っているとより爆発しやすくなるという結果も得ることができた。以上の結果は、IMBHに破壊されるWDが爆発を起こすイベントレートがより高くなることと、その爆発がより明るくなることを意味し、最終的にこのような現象をより多く観測できる可能性が高まったと言える。計画通り、白色矮星(WD)の熱核爆発に関する大規模数値シミュレーションを行い、その熱核爆発の結果として生成される元素の組成を導出することができた。また、WDの熱核爆発に関する新しいメカニズムを提案することもできた。中間質量ブラックホール(IMBH)によるWDの潮汐破壊中の熱核爆発については、2本の論文が査読付論文雑誌で掲載され、1本の論文が査読付論文雑誌で掲載予定である。また、国内研究会と国際研究会の両方で研究成果に関する口頭発表を行った。WD同士の合体による熱核爆発の可能性の検証や熱核爆発した場合の特徴については、国際研究会での口頭発表を行った。最終年度ではIa型超新星の起源を探るために様々な白色矮星の熱核爆発について研究した。1つは二重白色矮星系における白色矮星の熱核爆発、もう1つは潮汐破壊中の白色矮星における熱核爆発である。まず1つめについて述べる。今回我々が研究した二重白色矮星系における白色矮星の熱核爆発は、白色矮星同士が合体する前に重い方の白色矮星(主星)が爆発するというものである。この場合、軽い方の白色矮星(伴星)は主星の重力から突然解放されるため超高速で運動する。このモデルは近年Gaiaによって超高速白色矮星が多数発見されたことによってIa型超新星の有力候補となった。我々は高解像度流体シミュレーションによってこの爆発を再現し、Ia型超新星と比較した。生成された元素組成とその分布は大雑把にはIa型超新星の特徴と一致した。しかし、Ia型超新星と整合しない2つの可能性がある。1つは伴星から剥ぎとられた酸素が低速度成分として観測される可能性があることである。もう1つは爆発した主星自身が超高速で運動しているため、これが速度シフトとして反映される可能性があることである。今後の観測は、このようなシグナルの有無を確かめる必要がある。次に2つめについて述べる。潮汐破壊中の白色矮星の熱核爆発は普通のIa型超新星ではなく、近年多数報告されている特異なIa型超新星となる可能性がある。我々は本研究でそもそも潮汐破壊中の白色矮星が熱核爆発できるのかどうかその可能性を探った。
国語科授業におけるナラティブアプローチが学習の価値づけに及ぼす効果の検証

本研究の目的は、個々の生徒が学習内容を言語によって「物語る」ことで、学習そのものに対する「前向きな」意味を生成させようとするものである。具体的には、授業で他者との意見交流を中心とした「協同的な学習」を行い、それを授業後に評論文として書かせる(物語らせる)ことで、生徒の意識にどのような変容が現れるかを検証した。1年生3学級120名に対し、小説「麦わら帽子」の授業を行い、その後ノート等の記録をもとに「評論文」として学習の過程をまとめさせた。その際、前年度の生徒の書いた評論文集(優秀なもの10名分)を与え、評論文作成の参考とさせている。評論文の提出率は93%(未提出8名)、提出者の平均は400字詰め原稿用紙9.3枚。内容を表現と思考の面からルーブリックを用いて評価した。評価の観点は、表現が(1)適切な段落分け(2)正確な引用(3)適切な接続詞の使用(4)ナンバリング、思考が(1)新しい認識の付加(2)他者への反論(3)意見の変容の自覚(4)「物語る」効果のメタ認知とし、それぞれ3項目以上をAA、2項目をA、1項目をB、該当なしをCとして評価した。結果は表現がAA50名、A39名(合わせて74%)、思考がAA50名、A32名(合わせて68%であった。これは同時に行ったアンケートの「評論文を書いているうちに新たな考えが浮かんだ」の「はい」45%、「かなり」27%(合計72%)、「評論文を書くことで作品の理解が深まった」の「はい」45%、「かなり」33%(合計78%)と重なる。特筆すべきは、「評論文を書くことが国語の力を高めるのに役立つと感じた」が「はい」45%、「かなり」34%(合計79%)に達したことである。自己の学習内容を「物語る」作業(文章表現する作業)は相当苦しい作業である。しかし、作品の理解を著しく促進し、自己の成長を自覚させ、学習意欲を向上させる効果があると考える。
液体原料直接噴霧型有機金属化学気相堆積法の開発及び薄膜作製への応用

これまでに研究代表者が提唱してきたカクテル原料を用いたスプレーMOCVD法によるPZT薄膜堆積法をPLZT薄膜堆積法へと展開させることにより、スプレーMOCVD法をより広範な材料の薄膜形成に適応可能とさせるべく、特に微小量添加物質の組成制御方法について研究を進めた。適当な原料仕込み組成に調製したPZT薄膜作製用のカクテル原料を用いることで、香水用アトマイザーとホットプレートを使用した簡便な実験装置を用いて良好な特性を示す強誘電体PZT薄膜の形成に成功しており、昨年度は、カクテル原料の使用が困難な酸化物薄膜堆積にもスプレーMOCVD法の適用範囲を広げることが可能であることを実証すべく、複数台の香水用アトマイザーを使用したPLZT薄膜堆積に関する検討を行い、PZT用カクテル原料とLa原料を複数台の香水用アトマイザーを用いて個別に噴霧供給することにより、PLZT薄膜を形成し、XRDにより結晶構造を示すと共に、電気特性評価を行いPLZT特有のD-Eヒステリシス特性を示すことにより、良好なPLZT薄膜の形成を示した。本年度はPLZT形成の際の微小量添加物質であるLaの組成制御法について検討を行い、原料溶液中のLa濃度調整による組成制御よりも高濃度La溶液を使用したLa原料溶液供給時間の調整による制御が優れていることを明らかにした。これにより複数台の香水用アトマイザーを用いたスプレーMOCVD法による薄膜堆積法における微小量添加物質の組成制御法の指針を示した。また、これと並行して、本手法の実用化に向けて、原理に合致する本成膜手法に最適な液体原料噴霧方法の検討を進めた。これまでに研究代表者が確立したカクテル原料を用いたスプレーMOCVD法によるPZT薄膜堆積法をPLZT薄膜堆積法へと展開させた。適当な原料仕込み組成に調製したPZT薄膜作製用のカクテル原料を用いることで、香水用アトマイザーとホットプレートを使用した簡便な実験装置を用いて良好な特性を示す強誘電体PZT薄膜の形成に成功していたが、本年度は、カクテル原料の使用が困難な酸化物薄膜堆積にもスプレーMOCVD法の適用範囲を広げることが可能であることを実証すべく、複数台の香水用アトマイザーを使用したPLZT薄膜堆積に関する検討を行った。薄膜堆積系ならびに薄膜焼結系の構築を行った後に、PZT用カクテル原料とLa原料を複数台の香水用アトマイザーを用いて個別に噴霧供給することにより、高度に組成制御したPLZT薄膜を形成した。XRDにより結晶構造を示すと共に、電気特性評価を行いPLZT特有のD-Eヒステリシス特性を示すことにより、良好なPLZT薄膜の形成を示した。これにより複数台の香水用アトマイザーを用いたスプレーMOCVD法による薄膜堆積法の有効性を示した。なお、本研究結果により第19回日本セラミックス協会秋季シンポジウムにおいてシンポジウムポスター奨励賞を受賞した。また、これと並行して、より生産性に優れた手法となることが期待でき、実用化にも適した方法であると考えられる液体原料噴霧機構に二流体式噴霧機構を用いた装置の構築・立ち上げを進めるとともに、一流体式噴霧機構(インジェクターや超音波霧化器)を採用した手法の検討を行った。
高性能鉄ケイ化物熱電半導体中の不純物原子挙動と熱電特性

本研究では、様々な不純物を添加し液体急冷法によって、高い熱起電力を有するFeSi_2系熱伝半導体の開発を行ってきた。その中でも高い熱起電力を有するB,Pt,Mn添加の試料に注目してさらに研究を進めた。1.X線回折実験により、液体急冷したリボン状試料はどれもα+εの2相から成り、1053Kの熱処理によって半導体相であるβ単相となることがわかった。SEMおよびTEMによりリボン状試料を観察した結果、幅・数μm、長さ・数10μmの多数の棒状組織から成り、それぞれは0.1μm程度の多数の結晶粒から成っていることがわかった。またTEM明視野像ではこの結晶粒内に一定方向に縞状コントラストが観察され面欠陥の存在が明らかとなった。これらの組織はリボン状試料特有のものであり、この構造が高熱起電力発生の原因と考えられる。2.原子レベルでの構造を調べるためにALCHEMIによって、β-FeSi_2中のPtあるいはMnのサイト占有確率を決定した。Pt,MnのFeサイト占有確率はそれぞれ1.02±0.07,0.94±0.13となり、Pt,Mn原子のほとんどすべてがFeサイトを占有することがわかった。3.イオンマイクロアナライザーを用いてβ-FeSi_2中のAl,Mn,Bの拡散係数を種々の拡散温度で決定した。AlはMnとは逆にSiサイトを占有することが報告されている。3種類の元素はβ-FeSi_2中のサイト占有状態は異なるが、アレニウスプロットから求めた拡散の活性化エネルギーは3元素で近い値を示した。高温のα+εの2相領域で熱処理したときの拡散係数は3元素ともアレニウス則から外れ低い値となり,α+εの2相領域では拡散機構が変化したものと考えられる。4.モンテカルロ法により拡散の計算機シミュレーションを行った結果、2元系格子中に格子欠陥(逆位相境界)を導入した場合、格子中の第3元素の拡散係数が大きくなることを計算した。
ユビキチン-プロテアソーム系のインスリン分泌における役割

プロテアーゼによるタンパク分解系は様々な生体システムに作用しており、正常な生命活動を維持するために必須である。中でもATP依存性タンパク分解経路であるユビキチン-プロテアソーム系は、多くのタンパク質の機能発現や活性調節において重要な役割を有し、その破綻は種々の疾患を引き起こすことが知られている。独自にサブクローン化したインスリン分泌不良なマウス膵β細胞株細胞MIN6-m14細胞では、ユビキチン・プロテアソーム系に関与する複数の遺伝子発現が低下していることに着目して、インスリン分泌に及ぼすユビキチン・プロテアソーム系の影響を検討した。MIN6-m14細胞では正常なインスリン分泌反応を示すMIN6-m9細胞と比較して、ATP依存的なタンパク分解速度が低下していることが判明し、プロテアソーム活性の低下が示唆された。一方、MIN6-m9細胞にプロテアソーム阻害薬であるMG-132またはEpoxomicinを処置するとグルコースによるインスリン分泌反応が選択的に抑制された。ユビキチン-プロテアソームシステムがインスリン分泌のどの段階に影響するのかを特定するために、種々の刺激によるインスリン分泌反応、グルコース利用率、細胞内カルシウム動態を検討したところ、プロテアソーム活性の抑制によってもグルコース代謝には影響がないが、細胞内カルシウム濃度の流入量が低下することを見出した。また、高濃度KClによるインスリン分泌が低下したことから、カルシウムチャネル機能への関与が強く疑われた。エピトープタグを付与したチャネルサブユニットタンパク質を作製して細胞内局在を検討し、プロテアソーム活性の抑制によって局在が変化する可能性を見出した。独自にサブクローン化したマウス膵β細胞株細胞MIN6-m9はグルコース応答性インスリン分泌反応が良好であるが、MG-132またはEpoxomicinによりプロテアソーム活性を阻害するとグルコースによるインスリン分泌反応が選択的に抑制されることを見出した。一方、MIN6細胞の別のサブクローンであるMIN6-m14はグルコース応答性インスリン分泌反応が障害されている。ATP依存性タンパク分解速度を指標にすると、MIN6-m14のプロテアソーム活性はMIN6-m9と比較して有意に低下していた。プロテアソーム阻害活性を持たないプロテアーゼ阻害薬E-64dはMIN6-m9におけるインスリン分泌反応になんらの影響も及ぼさなかった。プロテアソーム阻害薬を作用させたとき、MIN6-m9細胞におけるグルコース代謝は変化せず、ATP産生量にも影響は無かった。グルコースによる細胞内カルシウム濃度の増加は、プロテアソーム阻害薬で著しく抑制された。高濃度KClによる脱分極刺激でのインスリン分泌も同様に低下した。これらの結果は、グルコース代謝と開口放出反応の接続が異常であることを示しており、この仕組みにおいて重要な役割を果たしているチャネル機能がユビキチン-プロテアソーム系の抑制によって障害されていることを強く示唆している。ATP感受性K^+チャネルと電位依存性カルシウムチャネルのユビキチン化と細胞内分布への影響について検討中である。正常マウス膵島においてもプロテアソームを阻害すると、MIN6-m9と同様の障害が生じることを確認した。独自にサブクローン化したマウス膵β細胞株細胞MIN6-m9はグルコース応答性インスリン分泌反応が良好であるが、MG-132またはEpoxomicinによりプロテアソーム活性を阻害するとグルコースによるインスリン分泌反応が選択的に抑制され、一方でMIN6-m14のプロテアソーム活性はMIN6-m9と比較して有意に低下していることを見出した。また、プロテアソーム活性を抑制してもグルコース代謝には影響がないことより、グルコース応答性インスリン分泌反応の抑制作用は、ATP産生以降、すなわちATP感受性カリウムチャネル以降の経路が障害されていることが明らかとなった。ユビキチン-プロテアソーム系は、種々のチャネル、トランスポーター、受容体の膜移行に影響を及ぼしていることから、まず、ATP感受性カリウムチャネルおよび電位依存性カルシウムチャネルに着目して解析を開始した。プロテアソーム活性を抑制したときの両チャネルタンパク質の細胞内局在の変化を明らかにする目的で、エピトープタグを付与したチャネルサブユニットタンパク質を作製し、通常条件下では細胞膜に集積することを確認した。今後、これを用いてプロテアソーム活性を抑制したときの局在変化を詳細に検討する。

ユビキチン-プロテアソームシステムがインスリン分泌のどの段階に影響するのかを特定するために、種々の刺激によるインスリン分泌反応、グルコース利用率、細胞内カルシウム動態を検討したところ、プロテアソーム活性の抑制によってもグルコース代謝には影響がないが、細胞内カルシウム濃度の流入量が低下することを見出した。また、高濃度KClによるインスリン分泌が低下したことから、カルシウムチャネル機能への関与が強く疑われた。エピトープタグを付与したチャネルサブユニットタンパク質を作製して細胞内局在を検討し、プロテアソーム活性の抑制によって局在が変化する可能性を見出した。
次世代森林動態シミュレータに立脚した林業経済分析と生物多様性評価

近年、多くの国で森林法が改正され、林業地において木材生産だけでなく生物多様性にも配慮することが求められるようになってきた。その方法として、近自然型施業が注目されている。同施業では、従来は全て持ち出されていた立木や倒木をあえて施業地に残すことで、生物の棲家を確保する。しかしながら、それに伴う生物多様性保全効果や経済的損失(あるいは便益)は十分に定量化されていない。採用3年度目の今年は、データの分析および論文執筆を行った。具体的には、2016年度に近自然型施業実験地で収集した土壌サンプルからのDNA抽出・PCR・シーケンシングを完了させた。森林動態シミュレータを使って森林の遷移・群集集合について解析した論文を国際英文誌に投稿し、現在revision中である。本論文は、森林の遷移過程において生物群集の機能的・系統的多様パターンがどのように変化するかをシミュレーションによって明らかにしたものであり、森林管理が生物多様性に与える影響を評価するうえで役に立つ成果となっている。この他、植物の機能的・系統的多様性について解析した論文、および森林における生物群集の再集合則に関する論文を国際英文誌に投稿済みである。2017年4月27日から2018年3月4日まではカナダ・トロント大学のMarc Cadotte教授の研究室に滞在し、同教授の指導の下で論文執筆を行った。アメリカ生態学会年次大会にてポスター発表を行った。第65回日本生態学会大会にて英語口頭発表を行い、Best English Presentation Awardを受賞した。また、同大会にてEcological Research Paper Awardを受賞した。29年度が最終年度であるため、記入しない。近年、多くの国で森林法が改正され、林業地において木材生産だけでなく生物多様性保全にも配慮することが求められるようになってきた。その方法として、近自然型施業が着目されている。同施業では、従来すべて持ちだされていた立木や倒木をあえて施業地に残すことで、生物の住処を確保する。しかしながら、それに伴う経済的損失(あるいは便益)および生物多様性保全効果は十分に定量化されていない。初年度は、主に近自然型施業の生物多様性保全評価のためのデータ収集を行った。4月と10月に、近自然型施業が実施されている試験地において、93ヶ所×2期(合計186サンプル)の土壌をサンプリングした。土壌含水率、土壌pH、および無機態窒素量の環境変数を測定した。土壌中に含まれる真菌類のDNA抽出およびPCRを京都大学生態学研究センターにて行った。また、樹木の成長量を周辺木との競争関係から推定する統計モデリングを行い、その成果を国際学術誌に発表した。日本森林計画学会より、2015年度黒岩菊郎記念研究奨励賞をいただいた。2015年度に予定していたデータ(土壌含水率、土壌pH、および無機態窒素量の環境変数)とDNAサンプルの収集・分析をすることができた。また、論文を一本投稿をすることができた。2015年度森林計画学会黒岩菊郎記念研究奨励賞を受賞した。本研究の目的は、近自然型林業による生物多様性保全効果と、それに伴う経済的損失(あるいは便益)を定量化することである。近年、多くの国や地域において、林業を行う際に生物多様性にも配慮することが求められるようになってきた。その方法として、近自然型林業が注目されている。近自然型林業では、従来すべて持ち出されていた立木や倒木をあえて施業地に残すことで、生物の棲家を確保する。しかしながら、それに伴う生物多様性や経済収支への影響は明らかにされていない。2年目の今年は、主に野外データの収集と植生群集解析を行った。近自然型林業が実施されている実験林において、調査プロットを約200か所設置し、植生データ(維管束植物、蘚苔類、地衣類)を収集した。また、周辺樹木の直径、樹種、プロットまでの距離を測定した。これらのデータを使って、プロットの植生群集が、周辺樹木の単木情報によって、どの程度説明できるかを統計モデリングによって明らかにした。また、実験林において2000年から2010年まで集められてきた植生データ(n=1080)を使って、多変量解析に基づく群集集合則の分析を行った。その結果、近自然型林業が行われている林分では、天然林よりも高いα多様性(生物種数)が観察され、また、天然林と同等のβ多様性(林分内の種組成のばらつき)が維持されていることが分かった。この成果を、学会にて発表した。予定していたデータを収集した。統計解析を進めた。得られた結果を学会発表した。

森林動態シミュレータを使って森林の遷移・群集集合について解析した論文を国際英文誌に投稿し、現在revision中である。本論文は、森林の遷移過程において生物群集の機能的・系統的多様パターンがどのように変化するかをシミュレーションによって明らかにしたものであり、森林管理が生物多様性に与える影響を評価するうえで役に立つ成果となっている。この他、植物の機能的・系統的多様性について解析した論文、および森林における生物群集の再集合則に関する論文を国際英文誌に投稿済みである。2017年4月27日から2018年3月4日まではカナダ・トロント大学のMarc Cadotte教授の研究室に滞在し、同教授の指導の下で論文執筆を行った。アメリカ生態学会年次大会にてポスター発表を行った。第65回日本生態学会大会にて英語口頭発表を行い、Best English Presentation Awardを受賞した。また、同大会にてEcological Research Paper Awardを受賞した。次年度は、近自然型施業の(1)生物多様性保全評価と(2)経済性評価を行う。5月から9月まで、保残伐施業が行われている試験地に渡航し、野外調査を行う。群集データと土壌コアを収集する。草本類の機能形質データ(葉面積や窒素-炭素比など)の収集を行う。経済性(木材生産性)に必要な、樹木の成長データを収集する。帰国後、土壌微生物のDNA解析を行う。冬期に調査・実験結果を取りまとめる。土地利用タイプ間での機能的多様性の比較検定を行う。野外調査結果を使って、生物多様性保全に伴う経済性の変化を分析する。論文執筆と学会発表を行う。次年度に必要となる経費は初年度と同様、海外渡航費、野外調査費、DNA解析費、DNA解析期間中の滞在費、学会の参加旅費、論文の英文校閲費である。統計解析についてはフリーソフト(R、Fragstats)を用いるため、費用は発生しない。最終年度は、統計モデリングによって得られた成果、および生物多様性と林業収支の長期関係を整理し、論文にまとめる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
在宅要介護高齢者の看取りケアと地域ネットワーク・サポートの日韓国際比較研究

本研究では、日韓の在宅要介護高齢者の家族介護者を対象に在宅要介護者の終末期ケアの居場所の規定要因を社会的サポート・ネットワークの側面から明らかにした。プロビット分析の結果、要介護高齢者の終末期ケアの在宅選択の規定要因について、日本は家族介護者への要介護高齢者の血縁関係者からの情緒的サポートが影響している。しかし韓国は、要介護高齢者が三世代世帯に居住することが影響していると明らかになった。本研究の目的は、日韓国際比較研究の観点から在宅要介護高齢者の人生の終末期である看取りケアの実態を把握し、在宅での看取りケアが可能となるような地域ネットワーク・サポートのモデルを構築し、今後の方向性について、知見を示すことである。具体的には、日韓在宅要介護高齢者の家族介護者を対象に、(1)在宅要介護高齢者と家族介護者の看取りケアに関する意識、(2)在宅ネットワーク・サポートについて、(1)在宅サービスの利用の量と頻度と情緒的サポート(短期・通所・訪問介護)、(2)ソーシャル・ワーカーからの情緒的サポート、(3)主治医や訪問看護師等緊急時の連絡体制、(4)近隣・隣人、友人、町内会との接触頻度、情緒的・手段的サポート、(5)家族・親族からの情緒的・手段的サポート、(3)看取りケアに必要な医療サービスの費用と在宅で看取りケアを受けるために障壁となる現行介護システムの問題点等、について実態調査と分析を行うことである。本研究の研究期間は3年である。本研究の目的を達成するために、本年度においては、日本と韓国の看取りケアと介護・医療サービスの関係についての文献調査、関連する統計や対応する施設および在宅サービスの提供等に関する資料や情報の収集と基礎的な分析等を行うとともに、次年度に行う調査について、調査票の作成など予備的な検討を行った。要介護高齢者の看取りケアについて、日本では近年は研究が進みつつあるが、韓国ではそれに関連する研究が進んでいないところに着目することが本研究の学術的・独創的な特徴がある。要介護高齢者の看取りケアについて、地域社会ネットワークとサポートが充実できるようなシステムのモデルの提案が可能である。要介護高齢者が住みなれた地域で看取りケアを受けながら人生を終焉するために、地域社会のネットワークとサポートがどうあるべきかについて、日韓のみならず東アジア諸国・地域に発信することが期待される。本研究の目的を達成するために、本年度においては、日本のH、J、I市、韓国のH市とB市にて要介護認定を受けている在宅要介護高齢者の家族介護者を対象に調査を実施した。調査対象は、日本が1,570人(有効回収率96%、N=1,500)、韓国が1080人(有効回収率91.9%、N=993人)であり、留置調査法のより調査を実施した。本年度は、日韓データの入力とクリーニングが終わり、次年度の報告書作成、諸学会にて研究発表と学会雑誌への論文投稿などについて検討を行っている。要介護高齢者が住みなれた地域で看取りケアを受けながら人生を終焉するために、地域社会のネットワークとサポートがどうあるべきかについて、システムのモデルを提案することにより日韓のみならず東アジア諸国・地域に発信することが期待される。具体的には、日韓在宅要介護高齢者の家族介護者を対象に、(1)在宅要介護高齢者と家族介護者の看取りケアに関する意識、(2)在宅ネットワーク・サポートについて、(1)在宅サービスの利用の量と頻度と情緒的サポート(短期・通所・訪問介護)、

(2)ソーシャル・ワーカーからの情緒的サポート、(3)主治医や訪問看護師等緊急時の連絡体制、(4)近隣・隣人、友人、町内会との接触頻度、情緒的・手段的サポート、(5)家族・親族からの情緒的・手段的サポート、(3)看取りケアに必要な医療サービスの費用と在宅で看取りケアを受けるために障壁となる現行介護システムの問題点等、について実態調査と分析を行うことである。本研究の研究期間は3年である。本年度は最終年度であり、前年度までに得られたデータをもとに詳細な分析を行い、日韓在宅要介護高齢者の看取りケアと地域ネットワーク・サポートに関する政策のあり方やモデルの構築と今後の研究の方向性について研究成果のまとめと報告書を執筆した。日本と韓国の類似点と相違点を明らかにしながら、日韓国際比較の観点から本研究の目的を達成させた。要介護高齢者の看取りケアについて、日本では近年は研究が進みつつあるが、韓国ではそれに関連する研究が進んでいないところに着目することが本研究の学術的・独創的な特徴がある。要介護高齢者が住みなれた地域で看取りケアを受けながら人生を終焉するために、地域社会のネットワークとサポートがどうあるべきかについて、システムのモデルを提案することにより日韓のみならず東アジア諸国・地域に発信することが期待される。
レーザー光電子分光法による表面光反応の時間・空間分解測定

レーザー光を試料面上に集光し、微小域の光電子分光を行った。従来は、低繰り返し(YAG励起色素レーザー、繰り返し周波数10Hz)のレーザーと飛行時間型エネルギー分析器を組み合わせて測定してきたが、a.飛行時間型エネルギー分析器は高感度である反面エネルギーの校正に複雑な手続きが必要であること、b.低繰り返しレーザーでは電子による空間電荷の影響が出やすいことや測定時間が長くなることなどの欠点があった。今回これらの欠点を克服するために、高繰り返しのレーザー(チタンサファイアレーザー、繰り返し周波数76-0.1MHz)と半球型エネルギー分析器の組み合わせを採用した。当該補助金は、半球型エネルギー分析器用の計数器の購入に当てた。まず、レーザー光を光源とした2光子光電子スペクトルを半球型エネルギー分析器と飛行時間型エネルギー分析器とで測定し、両者を比較することにより飛行時間から電子エネルギーを求める手続きの精度を調べた。その結果、Cu(lll)面など仕事関数がよくわかっている試料については従来の電子軌道計算から電子エネルギーを50meVよりよい精度で再現できることが確認できた。また、仕事関数の変化が大きい吸着系については飛行時間型エネルギー分析器の精度に問題が生じやすいことが明らかになった。さらに、ベンゼンの吸着したCu(lll)面の微小域の2光子光電子分光を行った。その結果、30mW程度の紫外光(300nm)を0.2mmφ程度に集光したときに時事刻々吸着ベンゼンが脱離していく様子をとらえることができた。レーザー光による銅基板の温度上昇を考えるだけでは、ベンゼンの脱離温度に達しないことから、吸着ベンゼンそのものの光吸収が脱離に関与しているものと思われる。実際、2光子光電子分光では、ベンゼンの最低3重項励起状態経由の光電子が観測された。
感覚予測と報酬予測を統合するメタ学習機構：計算論的理解と脳内基盤の解明

メタ学習機構に着目し,運動学習における強化学習と順モデル学習の相互作用の脳内基盤を,計算論に基づいた運動学習実験と脳機能イメージングを用いて明らかにする.具体的には、以下の点を明らかにする.1:運動学習スピードのメタ学習における報酬の役割を計算論と行動実験により明らかにする.2:運動学習スピードのメタ学習に関わる脳内責任部位をfMRI実験により特定する.3:報酬による運動学習に関わる探索ノイズパラメータ調整に関わる脳内ネットワークをfMRI実験により特定する.メタ学習機構に着目し,運動学習における強化学習と順モデル学習の相互作用の脳内基盤を,計算論に基づいた運動学習実験と脳機能イメージングを用いて明らかにする.具体的には、以下の点を明らかにする.1:運動学習スピードのメタ学習における報酬の役割を計算論と行動実験により明らかにする.2:運動学習スピードのメタ学習に関わる脳内責任部位をfMRI実験により特定する.3:報酬による運動学習に関わる探索ノイズパラメータ調整に関わる脳内ネットワークをfMRI実験により特定する.
モノメチル化剤誘発大腸癌におけるリトコール酸の促進機構に関する研究

1.in vitroでリトコール酸を含む17種類の胆汁酸の真核細胞DNAポリメラーゼα,β,γ,δ及びεに対する阻害活性の有無について酵素学的に検討し次の結果を得た。リトコール酸とその誘導体のみがDNAポリメラーゼ阻害活性を示した。リトコール酸のDNAポリメラーゼβに対する阻害活性が最強であり阻害剤定数は10μMであり、鋳型DNAと非競合阻害、基質と競合阻害を示した。胆汁酸のステロール骨格のC-7とC-12の化学構造が重要であった。DNA複製阻害の観点からはリトコール酸は複製系酵素であるDNAポリメラーゼαに対しては中等度の阻害活性を示し、DNAポリメラーゼδに対しては阻害活性を示さなかった。また複製あるいは修復(紫外線照射後のヌクレオチド除去修復)で働くDNAポリメラーゼεに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。またミトコンドリアDNA複製酵素であるDNAポリメラーゼγに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。2.培養細胞系(K562細胞)でモノメチル化剤投与後あるいは紫外線照射後、胆汁酸を追加し細胞障害を増強するか否かを検討し次の結果を得た。リトコール酸は紫外線照射による細胞障害を増強しなかったが、モノメチル化剤のひとつであるメチルメタンスルホン酸の細胞障害を弱いながら増強した。このことはin vitroでリトコール酸がDNAポリメラーゼβに対し強い阻害活性を示し、DNAポリメラーゼεに対しては強い阻害活性を示さないことと矛盾しない結果であった。1、2の結果よりリトコール酸はDNAのモノメチル化障害の修復経路のひとつである塩基除去修復系で働くDNAポリメラーゼβを阻害することによって、アルキル化剤によっで誘発された大腸発癌を促進する可能性が示唆された。1. in vitroでリトコール酸を含む17種類の胆汁酸の真核細胞DNAポリメラーゼa,b,g,d及びeに対する阻害活性の有無について酵素学的に検討し次の結果を得た。リトコール酸のDNAポリメラーゼbに対する阻害活性が最強であり阻害剤定数は10mMであり、鋳型DNAと非競合阻害、基質と競合阻害を示した。DNA複製阻害の観点からはリトコール酸は複製系酵素であるDNAポリメラーゼaに対しては中等度の阻害活性を示し、DNAポリメラーゼdに対しては阻害活性を示さなかった。また複製あるいは修復(紫外線照射後のヌクレオチド除去修復)で働くDNAポリメラーゼeに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。またミトコンドリアDNA複製酵素であるDNAポリメラーゼgに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。このことはin vitroでリトコール酸がDNAポリメラーゼbに対し強い阻害活性を示し、DNAポリメラーゼeに対しては強い阻害活性を示さないことと矛盾しない結果であった。1、2の結果よりリトコール酸はDNAのモノメチル化障害の修復経路のひとつである塩基除去修復系で働くDNAポリメラーゼbを阻害することによって、アルキル化剤によって誘発された大腸発癌を促進する可能性が示唆された。

リトコール酸のDNAポリメラーゼβに対する阻害活性が最強であり阻害剤定数は10μMであり、鋳型DNAと非競合阻害基質と競合阻害を示した。胆汁酸のステロール骨格のC-7とC-12の化学構造が重要であった。DNA複製阻害の観点からはリトコール酸は複製系酵素であるDNAポリメラーゼαに対しては中等度の阻害活性を示し、DNAポリメラーゼδに対しては阻害活性を示さなかった。また複製あるいは修復(紫外線照射後のヌクレオチド除去修復)で働くDNAポリメラーゼεに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。またミトコンドリアDNA複製酵素であるDNAポリメラーゼγに対しては弱い阻害活性を示すのみであった。2.培養細胞系(K562細胞)でモノメチル化剤投与後あるいは紫外線照射後、胆汁酸を追加し細胞障害を増強するか否かを検討し次の結果を得た。リトコール酸は紫外線照射による細胞障害を増強しなかったが、モノメチル化剤のひとつであるメチルメタンスルホン酸の細胞障害を弱いながら増強した。このことはin vitroでリトコール酸がDNAポリメラーゼβに対し強い阻害活性を示し、DNAポリメラーゼεに対しては強い阻害活性を示さないことと矛盾しない結果であった。1.2の結果よりリトコール酸はDNAのモノメチル化障害の修復経路のひとつである塩基除去修復系で働くDNAポリメラーゼβを阻害することによって、アルキル化剤によって誘発された大腸発癌を促進する可能性が示唆された。
アルツハイマー病の精神行動障害と脳画像および神経栄養因子の総合的解析

健常ボランティア23例とアルツハイマー病患者19例にFDG-PET検査を施行し、血清中のBDNF(脳由来神経栄養因子)を測定した。FDG-PETで得られた糖代謝画像と血清BDNFの関連を解析した結果、アルツハイマー病患者では左尾状核の糖代謝と血清BDNF値の有意な負の相関が認められた。健常例では有意な相関は認められなかった。精神症状と血清BDNF値との関連は認められなかった。アルツハイマー病のエピソード記憶障害には尾状核が関連していることが示唆されており、その変性過程でBDNFが機序のひとつとして関連していることが考えられた。アルツハイマー病は、最も多い認知症であり、記憶障害や失行、失認などの中核症状以上に、幻覚妄想、うつ、徘徊などの精神・行動障害は、日常の臨床上極めて重要な症状である。今回の研究では、Positron Emission Tomography(PET)を用いた糖代謝測定及びMagnetic Resonance Imaging(MRI)による大脳皮質体積測定などの画像解析と血清中脳由来神経栄養因子(Brain-derived neurotrophic factor: BDNF)定量と組み合わせADのBPSDについて総合的に解析することにより、その発生機序や神経基盤を明らかにすることを目的としている。平成25年度は、対象の収集および評価、検査期間としている。愛媛大学医学部附属病院精神科にてAD患者30名を募る。認知機能はMMSE、ADASにて評価し、BPSDについはNPIにて評価している。各患者に対し、頭部MRIとFDG-PETを施行し、頭部MRIは1.5Tで3D SPGR法にて施行した。また、各患者に採血を行い、血清中のBDNFを測定している。健常ボランティア23例とアルツハイマー病患者19例に、FDGーPET検査を施行し、血清中のBDNF(脳由来神経栄養因子)を測定した。アルツハイマー病のエピソード記憶障害には尾状核が関連していることが示唆されており、その変性過程でBDNFが機序のひとつとして関連していることが考えらえた。認知症患者の登録数が少ないため。今後も患者の登録数を増やしていく予定である。研究登録の患者数が少なかったため、次年度使用額が発生した。平成26年度も更に継続して患者の登録を行う予定である。
幼小中高一貫した特別支援教育システム開発の実証的研究：私立学校を事例に

本研究において、私立学校にも発達障害をはじめ特別な配慮を要する幼児児童生徒が在籍しているにもかかわらず、組織的に対応できていない問題状況が浮き彫りになった。私立学校の独自性を尊重しながらも、私立学校にも特別支援教育システムを早急に構築していくことが不可欠である。今後、私立学校における特別支援教育の体制整備を積極的に促進することにより、従来の私立学校教育における「私立学校法と学校教育法」「独自性と公共性」という二項対立が次第に解消されて、特別支援教育を行うことが私立学校の「公共性」を担保するとともに、私立学校ならではの教育の「独自性」の展開の可能性を広げていくことになると考える。本研究では、私立中学校にも発達障害等の特別な配慮を要する生徒が在籍しているにもかかわらず、組織的に対応できていない問題状況が浮き彫りになった。私立学校の特別支援教育の体制整備について私立学校の体制整備の遅れを指摘した文部科学省「平成23年度特別支援教育体制整備状況調査」結果と比較すると、本研究の結果はそれ以上の遅れを示している。発達障害等生徒が入学した時点で実施可能な特別支援は、全日本中学校長会生徒指導部調査(2011)71.5%と同様に「学級担任の個別的な配慮で対応」137校85.1%が最多であった。私立・公立ともに中学校における発達障害等生徒の対応は学級担任によって支えられている。私立中学校における発達障害等生徒の困難・ニーズへの教職員の気づきは不十分で、生徒は適切な支援を受けられないまま学校生活を送っていると考えられる。さらに、本研究で明らかになった発達障害等生徒の困難増大期は、思春期とも重なる時期である。思春期は「第二の誕生」とも言われ、心身ともに大きく変化するが、「中学校の生徒指導は行動面が注目されやすく、学習不振やもう少し丁寧な指導が必要な生徒への対応は遅れがちになってしまうのが実情である」との月森(2005)の指摘や「中学校段階では不登校・生徒指導・特別支援教育の対象となる生徒が重複していたり、顕在化している背景的要因への支援が複合的な視点から行われる必要がある」との寺尾・是永(2010)の見解をあわせて考えると、この時期の困難増大の背景にどのような問題があるのかに注目して、生徒のニーズを明らかにしていくことも必要である。義務教育段階にある私立中学校では、公立学校と比較して特別支援教育体制整備が遅れている背景や促進における課題を踏まえて、私立学校のプライオリティや独自性を尊重しながら特別支援教育システムを構築していくことが不可欠である。全国の小学校・中学校・高校を経営する学校法人理事会(1170校)と都道府県私立学校協会・私立中学・高等学校協会(47協会)を対象に質問紙法調査を実施して、私立学校に在籍する発達障害等の特別な配慮を要する生徒に対する同一学校法人内における一貫的支援の実施状況と課題について検討した。発達障害等の特別な配慮を要する生徒が在籍しているにもかかわらず、理事会も含めて組織的に対応できていない問題状況が本調査で浮き彫りになった。すなわち、約8割の学校法人理事会が発達障害等生徒の在籍を確認していながらも、その支援については各学校に任せてしまい、在籍実態や教育状況を把握して教職員配置や財政支援を行なっている理事会の取り組みはごく一部であった。しかし、私立学校の特性を活かした特別支援教育の展望については「公立と違い、転勤が少ないことから継続して特別支援教育に取り組むことができる。卒業後のサポートも充実させることができ、生徒・保護者の信頼を得られる。さらに特別支援教育の充実を図るべきである」(私学協会)との意見も示された。私立学校の特色として、同一学校法人内に複数学校種を設置しており、幼児児童生徒の教育を長い期間に亘って連続して行うことができるメリットが挙げられる。学校法人において、系列の幼稚園・小学校・中学校・高校・専修学校・大学など、学園が一貫して特別支援教育に取り組むことについては多くの学校が「必要」ととらえており、理事会からもその実施のための課題について多くの意見が寄せられた。本研究では、私立学校の幼稚園から高校までの複数学校種において、発達障害等の特別な配慮を要する幼児児童生徒の支援・教育をいかにして連続的に一貫して行えるかということを明らかにするために、様々な角度から実態調査を行って検証してきた。その結果、私立学校の特別支援教育は公的支援がほとんどないなかで大きく遅れ,各校の自助努力に任される傾向がある。しかし私立学校は「ていねいできめ細やかな教育」による一人ひとりを大切にした指導、児童生徒の在籍が同一学校法人内の複数学校種に跨ることや教職員の人事異動がないといった「長い期間」の確保、複数学校種の「接続・移行がスムーズ」など、公立学校で課題となっている学校間接続に関わるプライオリティがみられた。

こうしたプライオリティを活用することで、私立学校は、連続的な発達支援システムのなかで、在籍する発達障害等の特別な配慮を要する幼児児童生徒の発達を時間をかけて丁寧に支えることが十分に可能である。例えば調査において「公立と違い、転勤が少ないことから継続して特別支援教育に取り組むことができる。卒業後のサポートも充実させることができ、生徒・保護者の信頼を得られる」(私学協会)との意見もあった。学校法人が一貫して特別支援教育に取り組むことは多くの学校が「必要」ととらえており、私立学校の特性を活かした特別支援教育を示唆するものである。今後、私立学校における特別支援教育の体制整備を促進することにより、従来の私立学校教育における「私立学校法と学校教育法」「独自性と公共性」という二項対立的な問題が次第に解消されて、特別支援教育を行うことが私立学校の「公共性」を担保するとともに、私立学校ならではの教育の「独自性」の可能性を広げていくと考えられる。私立学校においても特別支援教育を行うことは「すべての子どもに最適・最善の教育を準備する」という現代的意義を有している。26年度が最終年度であるため、記入しない。特別支援教育、特別ニーズ教育26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究に直接に関係する研究成果として審査論文3件、学会報告10件を発表し、その一部は、「私立、障害児支援に遅れ一個別指導1割にとどまる-経験や人手、公立と大差」『朝日新聞』朝刊、2012年6月14日付、「発達障害への対応遅れる私立-私立中学校の特別支援教育-高橋智東京学芸大教授ら実態調査」『内外教育』第6163号、pp.12-13、時事通信社、2012年5月15日付として報道された。本研究に関係する研究成果として論文8件(うち審査制学会誌・学術誌掲載論文5件)を公刊した。それらの研究成果の一部は、1「自立援助ホームの発達障害など入所者に関係機関との連携のもとに継続的支援をー高橋智東京学芸大学教授ほかが調査結果発表ー」『教育新聞』2013年8月12日付、2「<このテーマキーパーソンとともに>特別支援教育を浸透させるためにー高橋智・東京学芸大学教授ー」『日本教育新聞』2013年11月25日付、3「特別支援教育体制整備の遅れ顕著ー高橋・東京学芸大教授ら国立大附属学校園を調査ー」『日本教育新聞』2013年11月25日付、4「自立援助ホーム4人に1人未就労ー本紙アンケート「貯金がない」4割ー就労支援が必要ー東京学芸大・高橋智教授(特別支援教育)の話ー」『毎日新聞』夕刊、2014年3月6日付、などとしてとして報道された。当初の予定通りに、(1)全国私立幼小中高の学校法人理事会対象の質問紙法調査を通して、私立学校に在籍する発達障害等の特別な配慮を要する生徒に対する同一学校法人内における一貫的支援の実施状況と課題について検討、(2)全国の私立学校協会対象の質問紙法調査を通して、私立学校の特別支援教育体制整備の課題について検討するが、本研究課題を国際的動向に位置付けて遂行していくために、就学前教育から高校卒業までの切れ目のない一貫した特別ニーズ教育システムの先進国である北欧諸国の教育実践の調査研究を予定している。以下の研究作業を推進する。
モンゴル高分解能生態系変動予測モデルの構築と気候/人間活動変動への応答予測研究

モンゴル北部の常緑針葉樹林-草原移行帯において、相互の植生間の遷移と土壌の生成・消失がの相互作用の時空間スケールを野外調査・分析(放射性炭素同位体・組成分析)から調べ、植生変動モデルの定量的パラメータを取得した。現生の林木の樹齢が150年程度であり、両植生の土壌中の有機物などを行った結果、草原と森林で共通する土壌深度まで平均約600-800年経ていること、森林の最深部の65cmでは6000年近く経過していること、当該地域の植生は、数百年から千年のスケールの間に、人為的伐採、森林火災、気候変動により森林と草原が何度か入れ替わっている可能性、水平的な有機物の移動の可能性が推察された。モンゴル国内北部、森林-ステップ移行帯での本研究の中心となる植生変動モデルの開発にあたり、既存のAWSサイトを含み、気候、地形データから可能蒸発量と無植生条件の土壌水分を推定できる、地域スケールでの対象領域(約100km四方)を設定し詳細な"無植生潜在土壌水分分布"の推定作業を開始した。7月に申請者、分担者、協力者で当該地域の現地調査を行い、上記モデル入力値として必要となる以下のデータを取得し、順次モデルに導入した(広域の日別気象情報:モンゴル気象水文局データ;降水量データはAPHRODITE;地形:ASTER-GDEM)また、観測点近傍について、自動気象観測システム(AWS)の気温、湿度、風速、4成分放射量と、5深度の体積土壌水分比、地温データから、バルク法を用いた熱・水収支から、植生表面での蒸発散速度と土壌水分量を推定した)。購入した高解像度の衛星画像から、同対象領域の植生分布図のプロトタイプを作成し、現地調査による校正を開始した。また、対象領域内のAWS近傍で、植生調査(2ラインプロット:2m×200m×2植生タイプ)と土壌の予備サンプリングをおこなった。植生では出現種数とバイオマスを測定した。土壌サンプルは、植生タイプ、深さごとに生/乾重量を測定し、土壌呼吸を推定した。土壌サンプルは日本に輸出し、安定/放射性同位体分析の準備を進めた。モンゴル国内の7地点の自動気象観測システム(AWS)から、気象及び土壌水分/温度の時系列データを取得した。衛星画像から得られる植生の空間分布パターンについて現地調査による検証をおこなった。同検証作業は植物成長が活発な夏季についておこない、植生の存在によって土壌水分が増加/減少している地点と時期を明らかにし、植生が土壌水分に対して与える「正負のフィードバック」の程度と、それが大きくなる時の条件を推定した。正のフィードバックが起こる生態学的プロセスのうち、短期的に発現する降水が植物の茎や根を伝うことで地下まで浸透しやすくなる効果、地表表面を被陰することで地表面温度を低下させ、植物体が障害となり地表面での風速が遅くなることで蒸発を減らす効果については、実測データを換算し入力できるよう、植生ごとの水利用特性を取り入れた水収支モデルを改良した。本年度計画していた炭素同位体分析による土壌生成速度に関しては、現地調査時に各観測地点の複数深度から土壌サンプルを採取したが、モンゴルの共同研究機関による輸出手続きが完遂されず、同分析が未完となり、次年度に持ち越すこととなった。現地調査では、当初計画していなかった草原域で地形に沿って方形区を設置し、草本群集の種構成・種多様性を調査した。各地点での土壌サンプルを採取し乾燥して保存しており、このサンプルも次年度日本へ輸出し、土壌組成の分析を行うことを新たに計画するに至った。衛星画像解析と同位体分析による相互作用強度と時間スケールの特定衛星画像から得られる空間分布パターンの比較を、植物成長が活発な夏季についておこない、植生の存在によって土壌水分が増加/減少している地点と時期を明らかにし、植生が土壌水分に対して与える「正負のフィードバック」の程度と、それが大きくなる時の条件の推定を進めた。植生の正のフィードバックプロセスは植生タイプ(落葉針葉樹林、草原)ごとの水利用特性を取り入れた水収支モデル推定するが、今年度は、水平解像度10m以下のスケールでの植生分布境界について、モデル精度の向上を図ったが、土壌水分の時間変化を再現するには、境界での水の水平移動についてはさらなる検討が必要であることがわかった。また遷移の時間スケールの土壌生成速度は、各観測地点の複数深度からサンプリングした土壌サンプルに含まれる有機物の14C比分析を用いて土壌中の有機物中の炭素が固定された年代から推定することを予定していたが、モンゴルの共同研究の相手方との手続き上の問題が発生し、年度後半になってようやく土壌サンプルをモンゴルから日本に持ち出すことができ、同位体分析を実行することができたため、まだモデルに導入することができていない。本研究を次年度まで延長し、土壌生成の時間スケール、同時期に進んだはずの植生遷移にかかった時間を推定した上で、植生変動モデルへの導入をはかり、環境傾度に対して植生が示す空間パターンと時間変化の関係を明らかにする。モンゴルでの野外調査及び土壌サンプルの保管・輸出を担う現地研究機関の研究協力者の所属機関が、2015年1月に他機関との統合し、本人の業務内容の継続確認と協力体制(MOUなど)について再度手続きをし直す必要が生じた。協力体制の復旧に10ヶ月ほどの時間を要したため、今年度に日本での分析終了を予定していたサンプル輸出および結果確認が大幅に遅延したが、現在は復旧したため、サンプルの輸出は完了し、同位体分析も完了した。次年度の延長の上完了が見込まれる。