hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放散虫からみたジュウ紀北西古太平洋の変遷

本研究は,丹波-美濃帯・秩父帯を構成するジュラ紀付加体のジュラ系から保存良好な放散虫化石を摘出して群集組成を解析し,その経時変化の実態を明らかにすることによって,ジュラ紀における北西古太平洋域の海洋古環境の変遷を考察することを目的とした.本研究では,上記のジュラ紀放散虫化石に関して,デジタルマイクロスコープ(科学研究費申請の備品)で観察し,分類を行なった.そして種オーダーでの全群集組成解析データを整理し,ジュラ紀を通しての群集組成の経時変化を出した.その検討結果及び考察を以下に記す.三畳紀末の生物大量絶滅事件に関連して,放散虫化石群集の構成種数が三畳紀/ジュラ紀境界付近で減少する傾向が判明した.このことは同境界付近において,大陸縁辺域海域だけでなく,遠洋域においても浮遊性生物にダメージを与えるような海洋変動があったことを示唆する.ヘツタンギアンからトアルシアン前期にかけて放散虫群集の多様性は回復したが,トアルシアン前期末に生じたトアルシアン事件によって,ダメージを受けたと考えられる.同事件は,美濃帯において灰色・黒色チャート層の発達という岩相変化として記録されているが,古太平洋の遠洋域における海洋深層循環の停止を意味する.しかも,この酸素欠乏事件が深海底だけでなく,海洋表層域にもある程度影響を与えたことが放散虫化石群集の種構成の変化から推察される.トアルシアン中期からアーレニアン前期にかけての放散虫化石群集の変遷は,緩慢であるのに対して,アーレニアン後期からバジョシアンにかけて急速に群集変遷が起こっている.この変遷の特徴を当時の海洋変動との関連でとらえるならば,ゴンドワナ大陸の分裂,Central Atlantic Seawayの発達による古太平洋とテーチス海の連結などが深く関っていただろうと考察される.本研究は,丹波-美濃帯・秩父帯を構成するジュラ紀付加体のジュラ系から保存良好な放散虫化石を摘出して群集組成を解析し,その経時変化の実態を明らかにすることによって,ジュラ紀における北西古太平洋域の海洋古環境の変遷を考察することを目的とした.本研究では,上記のジュラ紀放散虫化石に関して,デジタルマイクロスコープ(科学研究費申請の備品)で観察し,分類を行なった.そして種オーダーでの全群集組成解析データを整理し,ジュラ紀を通しての群集組成の経時変化を出した.その検討結果及び考察を以下に記す.三畳紀末の生物大量絶滅事件に関連して,放散虫化石群集の構成種数が三畳紀/ジュラ紀境界付近で減少する傾向が判明した.このことは同境界付近において,大陸縁辺域海域だけでなく,遠洋域においても浮遊性生物にダメージを与えるような海洋変動があったことを示唆する.ヘツタンギアンからトアルシアン前期にかけて放散虫群集の多様性は回復したが,トアルシアン前期末に生じたトアルシアン事件によって,ダメージを受けたと考えられる.同事件は,美濃帯において灰色・黒色チャート層の発達という岩相変化として記録されているが,古太平洋の遠洋域における海洋深層循環の停止を意味する.しかも,この酸素欠乏事件が深海底だけでなく,海洋表層域にもある程度影響を与えたことが放散虫化石群集の種構成の変化から推察される.トアルシアン中期からアーレニアン前期にかけての放散虫化石群集の変遷は,緩慢であるのに対して,アーレニアン後期からバジョシアンにかけて急速に群集変遷が起こっている.この変遷の特徴を当時の海洋変動との関連でとらえるならば,ゴンドワナ大陸の分裂,Central Atlantic Seawayの発達による古太平洋とテーチス海の連結などが深く関っていただろうと考察される.本研究は,西南日本の丹波-美濃帯・秩父帯を構成するジュラ紀付加体のジュラ系から保存良好な放散虫化石を摘出して群集組成を解析し,その経時変化の実態を明らかにすることによって,ジュラ紀における北西古太平洋域の海洋古環境の変遷を考察することを目的としている.この研究目的を達成するために,平成9年度は主として美濃帯のジュラ系放散虫化石,及び比較検討のためにペルム系-三畳系放散虫化石を検討した.その結果は次の通りである.1.ジュラ紀古世後期から中世中期にかけての放散虫化石群集の変遷の概略はすてに検討済みであるが,ジュラ紀中世中期の保存良好な放散虫化石群集に関して詳細な群集組成解析を行い,従来明らかにしてきた放散虫化石種の出現率・消滅率などの経時変化の傾向をより一層明らかにした.つまり,ジュラ紀中世前期から中期にかけては,百万年あたりの種の出現数は70数種から20数種へと減少する一方,種の消滅数は30数種から50数種へと増加することが確かめられた.2.比較のために検討したペルム紀新世-三畳紀にかけての放散虫化石群集の変遷については,ペルム紀-三畳紀境界をはさんで急激な種数の減少という変化が見られ,三畳紀古世から中世にかけて急速に種数が増加する傾向が明らかになった.

3.以上の2つの検討結果は,北西古太平洋を含んだ広海洋域における海洋環境変動が放散虫化石群集の変遷に密接にかかわっていたことを示唆する.また,放散虫化石群集変遷パターンから海洋環境変動パターンを復元しうることも示唆すると考えられる.本研究は,丹波-美濃帯・秩父帯を構成するジュラ紀付加体のジュラ系から保存良好な放散虫化石を摘出して群集組成を解析し,その経時変化の実態を明らかにすることによって,ジュラ紀における北西古太平洋域の海洋古環境の変遷を考察することを目的とする.平成10年度は,平成9年度でカバーできなかったジュラ紀古世中期の放散虫化石群集の検討を行なった.その結果,ジュラ紀最初期ヘッタンギアンからトアルシアン前期にかけての放散虫化石群集の変遷実態の概要が明らかとなった.平成910年度の2年間で出された全群集組成解析データをもとにして,次の考察をおこなった.三畳紀末の生物大量絶滅事件に関連して,放散虫化石群集の構成種数が三畳紀/ジュラ紀境界付近で減少する傾向が判明した.このことは同境界付近において,大陸縁辺域海域だけでなく,遠洋域においても浮遊性生物にダメージを与えるような海洋変動があったことを示唆する.ヘッタンギアンからトアルシアン前期にかけて放散虫群集の多様性は回復したが,トアルシアン前期末に生じたトアルシアン事件によって,ダメージを受けたと考えられる.同事件は,美濃帯において灰色・黒色チャート層の発達という岩相変化として記録されているが,古太平洋の遠洋域における海洋深層循環の停止を意味する.しかも,この酸素欠乏事件が深海底だけでなく,海洋表層域にもある程度影響を与えたことが放散虫化石群集の種構成の変化から推察される.トアルシアン中期からアーレニアン前期にかけての放散虫化石群集の変遷は,緩慢であるのに対して,アーレニアン後期からバジョシアンにかけて急速に群集変遷が起こっている.この変遷の特徴を当時の海洋変動との関連でとらえるならば,ゴンドワナ大陸の分裂,Central Atlantic Seawayの発達による古太平洋とテーチス海の連結などが深く関っていただろうと考察される.
食道知覚におけるカプサイシン感受性神経についての検討

GERD患者における症状発生のメカニズムについては未だ詳細は不明である。そこでGERD症状の発生メカニズムの一端を明らかにすることを目的に平成16年度より平成17年度まで検討を行った。本研究では、胃食道逆流症患者(GERD)における食道粘膜生検組織を用いた走査電子顕微鏡観察を行ない、正常者とGERD患者において細胞間隙、細胞表面構造に違いが見られないか走査電子顕微鏡(SEM)を用いて検討を行った。その結果、症侯性GERD症例においては、SEMによる観察にて食道上皮細胞間隙の開大および表面構造の変化が強く認められ、症候性GERD症例において症状が出現しやすい原因となっている要因の一つが明らかとなり、学会発表を行うとともに現在英文投稿準備中である。さらに今後も引き続き症候性GERDにおける感受性について感覚神経の側面から検討を行っていく予定である。また、本研究を行っていく過程で1)食道裂孔ヘルニアおよび逆流性食道炎の発症と動脈硬化とは密接に関係していること、2)H2受容体拮抗薬の2週間連続投与により胃酸分泌抑制効果・胃食道逆流抑制効果の減弱つまりトレランス現象が見られ、H2受容体拮抗薬の連続投与により胃酸分泌の増加、GERD症状の改善効果の減弱が起こることを見出し、それぞれ英文誌に論文発表を行った。食道知覚におけるカプサイシン感受性神経についての検討を平成16年度より行っている。今回の研究を行なうにあたり電子顕微鏡観察に習熟するため、本年度は胃食道逆流症患者における食道粘膜生検組織を用いた走査型電子顕微鏡観察を行なった。対象は文書による同意が得られた胸やけなどの症状を有さない正常者、胸やけ症状はあるが内視鏡的に粘膜傷害の認められない内視鏡陰性GERD患者、胸やけ症状があり食道粘膜傷害が認められる逆流性食道炎患者各10例について、食道胃接合部から2cm口側の正常粘膜に見える部分からの生検材料で試料作成を行ない、走査電子顕微鏡観察にて観察した。その結果、従来透過型電子顕微鏡での観察で報告されているのと同様に正常者と比較して内視鏡陰性GERD患者、逆流性食道炎患者においては食道上皮細胞間隙が有意に拡大していた。また、走査電子顕微鏡の特性を生かし、細胞表面構造の乱れについても検討を行なったが、正常者と比較して内視鏡陰性GERD患者、逆流性食道炎患者において表面構造の乱れが高度に生じていることが明らかとなった。今後は免疫電子顕微鏡観察を併用し、カプサイシン感受性神経の末端から分泌されるカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)、E-カドヘリン、ZO1、β-カテニンなどの細胞接着因子の分布との走査電子顕微鏡観察で得られた知見との関連性を詳細に検討するため、免疫電子顕微鏡による検討を行なっていく予定である。
CRPは周産期脳障害の病因の一つである-CRP阻害薬による治療をめざして-

C-reactive protein(CRP)は炎症性マーカーとして使用されているが、最近CRP自体が心筋梗塞などの増悪因子であることが報告されてきている。新生児脳性まひにおいての原因が分娩中のアスフィキシアのみではなく、子宮内での感染症など炎症が大きな原因の一つであることが言われてきているが、今回CRP自体が胎児・新生児の低酸素および虚血状態となった時の脳障害の増悪因子であることが示された。CRPは一般的に炎症マーカーとして知られているが、虚血性脳卒中や心疾患の予後の関係からはCRPが病因として関わっているかもしれないことを示唆されている。成獣ラットの動物の冠動脈を結紮し心筋梗塞モデルを作成、ヒトCRPを投与するとコントロール群にくらべ梗塞範囲が40%拡大した。われわれは胎児脳でも同様に感染によって上昇するCRPが脳障害に結びつくかどうかを研究した。ヒトCRPを新生仔ラットの腹腔内に投与し、続いて胎内で起こりうる虚血状態のモデルを作成するため、左頚動脈を結紮切断した。なお、コントロールとして、ヒトアルブミンを投与したラット、溶液のみを投与したラットも同様に作成した。8%の低酸素下に20分間暴露し、その後4日目に脳障害の程度をMAP-2(神経細胞に対する抗体)にて染色して比較した。同時にELISAによってラット血中のヒトCRP,ラットCRP,IL-6を測定し、3群でヒトCRPのみが濃度が異なることを証明した。ヒトCRPの血中濃度は胎内感染で上昇する程度の濃度であった。MAP-2染色ではCRPヒトCRPを投与したラットでは脳障害が3割程度起きたのに対し、他群では1割程度の脳障害しか起きなかった。臨床でも十分にありえるCRP血中濃度の上昇によって、新生児低酸素性虚血性脳障害り範囲が拡大し、CRPが炎症のマーカーとしてだけでなく、脳性麻痺の原因としての役割があることが判明する。なお、コントロールとして、溶液のみを投与したラットも同様に作成した。同時にELISAによってラット血中のヒトCRP,ラットCRP,IL-6を測定し、両群でヒトCRPのみが濃度が異なることを証明した。MAP-2染色ではCRPヒトCRPを投与したラットでは脳障害が3割程度起きたのに対し、コントロール群では1割程度の脳障害しか起きなかった。臨床でも十分にありえるCRP血中濃度の上昇によって、新生児低酸素性虚血性脳障害の範囲が拡大し、CRPが炎症のマーカーとしてだけでなく、脳性麻痺の原因としての役割があることが判明した。同時にELISAによってラット血中のヒトCRP,ラットCRP, IL-6を測定し、両群でヒトCRPのみが濃度が異なることを証明した。
マウス全転写因子の発現解析をもとにした性差構築の分子機構の解明

性差構築を分子レベルで解明するための基盤として、胎仔期雌雄生殖腺での転写因子群の発現カスケードを明らかにすることを目的とする。申請者がWhole-mount in situ hybridisation法を用いた転写因子・転写コファクター約1,600種類からのスクリーニングにより同定した生殖腺分化初期で雌雄で発現に差のある分子に着目し解明していく。これまでに雌で高発現することを同定した18遺伝子についての解析を行った。18遺伝子について昨年度作製したゲノム上の転写開始点上流7.5 kbをルシフェラーゼのプロモーターとして組み込んだベクターを用い、それぞれの発現調節を解析するために883の転写因子候補発現ベクターからなるハイスループットルシフェラーゼアッセイを行った(うち6遺伝子については昨年度に実行した)。データはそろったが、18遺伝子の発現細胞の同定を終えることができなかったため、各細胞種でのカスケードの同定までは達成できなかった。今後18遺伝子の発現細胞を同定することにより、カスケードの同定を行う。また、18遺伝子のうち、6遺伝子(Hoxd12、Rhox2a、Lin28、Sall4、Rhox6、Irx5)についてはKOマウスをゲノム編集により作製を試みた。Lin28、Sall4を除く4遺伝子についてKOマウスの作出に成功した。妊孕性は野生型と変わらないことから、生殖腺の形成や機能に大きく影響することはなかった。今後、胎仔期や生後に表現型が現れるかを検討することにより、各遺伝子のin vivoでの機能を検討する必要がある。26年度が最終年度であるため、記入しない。性差構築の分子レベルの理解には、雌雄生殖腺での転写因子群の発現カスケードの理解が不可欠である。申請者はこれまでにマウスのほぼすべての転写因子・転写コファクターの生殖腺分化初期での発現をWhole-mount in situ hybridisation法により解析し、雌雄で発現に差のある遺伝子を多数同定している。これらを基に転写ネットワークを明らかにし、雌雄生殖腺形成の転写ネットワークの概要を描くことを目標としている。今年度は雌で発現の高い20の転写因子について、お互いの発現調節、それぞれの発現調節解析を行った。これらの遺伝子について、発現ベクター作製(18について作製済み)とゲノム上の転写開始点上流7.5 kbをルシフェラーゼのプロモーターとして組み込んだベクターを作製した(18について作製済み)。ルシフェラーゼに組み込んだベクターの中で6つは、それぞれの発現調節を解析するために883の転写因子候補発現ベクターからなるハイスループットルシフェラーゼアッセイを行った。また、雌で発現の高い20の転写因子のノックアウトマウスの生殖腺での表現型を観察するためにノックアウトマウス(KO)の作製を計画している。そのために今年度はゲノム編集技術によりTALEN、CRISPR/Cas9を用いて迅速にKOマウスを作製する系を改良した。雌で発現の高い20の転写因子の内すでに2つについてKOマウスの作製を開始している。来年度順次すべてについてノックアウトマウスの作製と表現型の観察を行う予定である。さらに、生殖腺内の各細胞種での転写ネットワーク解明のため、モデルとなる培養系が必要である。そのため、今年度は胎仔期支持細胞でネオマイシンを発現するトランスジェニックマウスを作製した。ホルモン産生細胞については来年度作製予定である。発現ベクターの構築、ルシフェラーゼベクターの構築、ノックアウトマウス、トランスジェニックマウスの作製、いずれも順調である。来年度は雌で発現の高い20の転写因子について、残りの4つの発現ベクターとルシフェラーゼベクターを作製し、お互いの発現調節、それぞれの発現調節解析を行う。ノックアウトマウスについてはCRISPR/Cas9により順次作製し、興味深い表現型を示した遺伝子についてはTALENによるノックアウトマウスの作製により表現型を確定する。
南米コロンビア国ネバド・デル・ルイス火山の1985年噴火と災害に関する調査研究

1.コロンビアに実質滞在した11日間中、前後2日は国立地質鉱山形究所(ボゴタ)で打合せ、情報収集など。のこり9日間は、マニサーレスを拠点として野外調査・空察、地震観測に費した。2.帰国後、勝井・河内は新噴出物の諸特性を、高橋・江頭は土石流と泥流堆積物の特性と被災状況の関連を検討。渡辺は地震の特性を解析、さらに火山弾を用いて爆発強度を推定した。3.新噴出物は火砕サージ・降下火砕物・火砕流などからなり、この順序で噴出した。火砕サージは山頂火口から約3Km流下、薄く表層を被覆し、火口の西2Kmにあった山小屋を破壊掫降下火砕物は北東に分布、体積0.06【Km^3】。火砕流は火口周辺にのみ分布、体積0.01-0.02【Km^3】。新噴出物は角内石-黒雲母含有紫蘇輝石-普通輝石安山岩(Si【O_2】=60%)からなり、縞状軽石を伴う。その暗色部は、Mgに富むかんらん石を含む(Si【O_2】=60%)。4.降下火砕物の量から推して、今回の噴火は有珠山1977年噴火(0.1【Km^3】)より小さく、特別大規模なものとはいえない。しかし、少量ではあったが高温の火砕流が発生して、山頂氷河を急速に融解、大泥流発生の誘因となった。泥流の流下堆積機構を調査した結果、この泥流は河谷堆積物・地下水をとり込みつつ、土石流の性質を獲得し極めて破壊力の大きなものとなり、アルメロ市をはじめ山麓諸都市を襲ったことが明らかとなった。5.噴火の1ヵ月前に災害予測図が公表配布されていたにもかかわらず、2.4万人もの儀性者を出したことが措ししまれる。今回の事態は火山災害の予知・軽減を計る上で、極めて有益な教訓に富むものであった。
近世期初頭の学問・学芸・出版の実態と背景をめぐる書誌学的研究

近世期初頭の学問・学芸・出版の実態と背景を明らかにすることをめざして、これまで古活字版を所蔵する機関ごとに悉皆調査を行ってきた。2018年1月刊行の鈴木俊幸編『書籍文化史』19集において、静嘉堂文庫、成城大学図書館、篠山市立青山歴史村、今治市河野美術館、名古屋市鶴舞中央図書館、高野山大学図書館、大正大学図書館、大妻女子大学図書館で行った調査によって得られた詳細な書誌データを掲載し、これまでの書誌データと合わせると1080点になった。今年度は主に、268点の古活字版を所蔵する大東急記念文庫の他、国文学研究資料館、国立国語研究所、研医会図書館等で調査を行った。これで1500余点の書誌データの蓄積ができたが、悉皆調査を通して、未知の種類の伝本を数多く発掘できた他、多くの新知見が得られたことは大きな成果である。そのうちの一つが慶長10(1605)年に京都の要法寺で刊行された古活字版の『沙石集』についての新知見である。二種類の「別版」の存在が知られていたが、調査の結果、これまで「別版」と思われていた二種の古活字版は、一部の巻を除いて本文部分は「同版」であることが実証できただけでなく、二種類の古活字版は、同時並行で開版作業が進められていたという書誌学的にも驚くべき事実が明らかになった。同時に伝本の一つから見出された刷り反古の存在から、要法寺という場の性格と人的環境を知る新知見が得られたことは当初の目論み以上の成果であった。
流れ場環境の違いが河川生息魚の突進遊泳能力に与える影響

本研究は,魚道を遡上する淡水魚の突進的遊泳能力を明らかにするため,野外に遊泳実験装置を設置して,高速度カメラを用いてヤマメ稚魚とイワナ稚魚の遊泳実験を行ったものである.その結果,これらの魚が高速遊泳するときの尾ひれの動きと遊泳速度の関係を明らかにした.また,シロウオが遡上する河川においてシロウオの遊泳実験を行い,遊泳曲線を我が国で初めて明らかにした.本研究は,魚道を遡上する淡水魚の突進的遊泳能力を明らかにするため,野外に遊泳実験装置を設置して,高速度カメラを用いてヤマメ稚魚とイワナ稚魚の遊泳実験を行ったものである.その結果,これらの魚が高速遊泳するときの尾ひれの動きと遊泳速度の関係を明らかにした.また,シロウオが遡上する河川においてシロウオの遊泳実験を行い,遊泳曲線を我が国で初めて明らかにした.上記研究課題について平成20年度は河川のフィールドで以下の実験を実施した.1.シロウオの遊泳速度の測定:シロウオが遡上してくる青森県蟹田川において,可搬型の内径5.4cmのスタミナトンネルを用いて天然のシロウオの遊泳実験を現地で実施し,遊泳速度について検討した.その結果, 57尾(平均体長4.3cm)が計測され,シロウオは32cm・s^<-1>35cm・^<s-1>・の管内遊泳速度で平均17.9s20.5s間遊泳することがわかった.シロウオの遊泳速度について我が国で初めての知見を得ることができた.2.ヤマメ稚魚の遊泳挙動:青森県蟹田川支流の高石股沢川において可搬型の長方形断面のスタミナトンネルの実験装置を用いてヤマメ稚魚の遊泳実験を現地で実施し,遊泳速度と尾部の挙動について検討した.解析には高速度カメラを使用した.その結果,ヤマメ稚魚では11尾(平均体長5.0cm)の50cm・s^<-1>120cm・^<s-1>の遊泳速度と尾びれの振動数に関する知見を得ることができた.3.イワナ稚魚の遊泳挙動:青森県西目屋村の三上養殖場において,ヤマメ稚魚の実験と同じ実験装置と高速度カメラを用いてイワナ稚魚の遊泳実験を実施し,遊泳速度と尾部の挙動について検討した.その結果, 17尾(平均体長7.5cm)の遊泳速度100cm・^<s-1>200cm・^<s-1>と尾びれの振動数に関する知見を得ることができた.シロウオの研究成果については,平成21年度農業農村工学会大会講演会で発表エントリー済みである.本年度は,流れ場環境り違いによる河川生息魚の遊泳能力に関する研究として,1.シロウオの遊泳能力に関する実験,2.ヤマメ稚魚の遊泳能力に関する実験,3.イワナ稚魚の遊泳能力に関する実験,4.岩木川取水堰魚道(青森県弘前市)で野生のウグイの遊泳能力に関する実験,を実施した.いずれの遊泳実験も実験装置を現地河川およびフィールドに設置し,自然河川水を実験スタミナトンネルにそのまま「かけ流し」するシステムで行った.本年度では以下の魚の遊泳能力に関する貴重な知見を得ることができた.1.シロウオの遊泳速度に関する実験シロウオが遡上してくる青森県蟹田川において,内径5.4cmの挿入式スタミナトンネルを用いて天然のシロウオの遊泳実験を現地で実施し,その遊泳速度について検討した.管内流速条件は21cm・s^<-1>56cm・s^<-1>である.実験の結果,体長4cm台78尾(平均体長4.4cm)の管内遊泳速度と遊泳時間に関する遊泳曲線,および遊泳能力の指標値SAI値が求められた.管内流速が約50cm・s^<-1>では突進的に遊泳する距離はかなり短いことがわかった.また,極めて貴重な1尾の尾ひれの動きを調べることができた.2.ヤマメ稚魚の尾ひれの動きと遊泳速度現地河川の魚道地点で長方形断面のスタミナトンネルを用いて養殖産のヤマメ稚魚(全長:5.0cm8.5cm)の遊泳実験を48cm・s^<-1>96cm・s^<-1>の流速範囲で行い,高速で遊泳する際の尾部の運動を高速度カメラで撮影し,屋ひれの動きと振幅,尾ひれの振動数と遊泳速度の関係について検討した.その結果,(1)ヤマメ稚魚は尾ひれの振動数を21.1Hz33.5Hz,84cm・s^<-1>176cm・s^<-1>の遊泳速度で遊泳し,ヤマメ稚魚の尾ひれの振幅と全長との比は,尾ひれの振動数や遊泳速度が増加しても一定でその値は0.11であったこと,(2)尾ひれの振動数と遊泳速度との関係について,V-V_0=k_2L(F-F_0)で整理し,いままで未知であった尾ひれの振動数が大きな範囲でk_2=0.74を得たこと,などを明らかにした.3.イワナ稚魚の尾ひれの動きと遊泳速度青森県南津軽郡西目屋村の養殖場において長方形スタミナトンネルを用いてイワナ稚魚が高速で遊泳する際の尾部の運動と遊泳速度との関係について検討した.

管内流速66cm・s^<-1>102cm・s^<-1>で遊泳したイフナ稚魚13尾(平均全長8.2cm)の遊泳速度と尾ひれの振動数は,105cm・s^<-1>166cm・s^<-1>,18Hz29Hzであった.ヤマメ稚魚と同様に,尾ひれの最小振動数とその最小遊泳速度の概念を導入して整理し,遊泳速度と尾ひれの振動数との関係式を得た.河川に生息する淡水魚の突進的遊泳能力について,1.シロウオの遊泳能力に関する実験,2.ヤマメ稚魚の遊泳能力に関する実験,3.イワナ稚魚の遊泳能力に関する実験を実施した.1.シロウオの遊泳速度シロウオが遡上してくる蟹田川(青森県外ヶ浜町)において,内径5.4cmのスタミナトンネルを用いて天然のシロウオの遊泳実験を現地で実施し,その遊泳速度について検討した.管内流速条件は1343cm・s^<-1>である.実験の結果,体長4cm台12尾(平均体長4.5cm)を含めた管内遊泳速度と遊泳時間に関する遊泳曲線として,V=64t^<-0.22>(V:遊泳速度,t:遊泳時間)が得られ,遊泳能力の指標値のSAI値は5.1であった.2.ヤマメ稚魚の尾ひれの動きと遊泳速度蟹田川(青森県外ヶ浜町)の魚道地点でヤマメ稚魚33尾(平均全長5.8cm)の遊泳実験を93142cm・s^<-1>の流速範囲で行い,高速で遊泳する際の尾部の運動を高速度カメラで撮影し,尾ひれの動きと振幅,尾ひれの振動数と遊泳速度の関係について検討した.その結果,ヤマメ稚魚の遊泳速度と尾ひれの振動数は,120201cm・s^<-1>,3038Hzであった.尾ひれの振動数と遊泳速度との関係について,V-V_0=k_2L(F-F_0)で整理し,いままで未知であった尾ひれの振動数が大きな範囲でk_2=0.89を得たこと,などを明らかにした.3.イワナ稚魚の尾ひれの動きと遊泳速度岩木川取水堰魚道(青森県弘前市)地点においてイワナ稚魚が高速で遊泳する際の尾部の運動を高速度カメラで撮影し,遊泳速度との関係を検討した,管内流速96130cm・s^<-1>で遊泳したイワナ稚魚12尾(平均全長9.7cm)の遊泳速度と尾ひれの振動数は,169257cm・s^<-1>,1835Hzであった.ヤマメ稚魚と同様に,尾ひれの最小振動数とその最小遊泳速度の概念を導入して整理し,遊泳速度と尾ひれの振動数との関係式を得た.
低環境負荷プロセスによる米籾殻発電プラント灰の高機能性材料化

米籾殻発電プラントから排出された灰(籾殻灰)を機能性材料へと転換するプロセスの開発を行った。メカノケミカル処理によって、籾殻灰に含まれていた結晶質シリカの非晶質化とその高比表面積化が起こり、メチレンブルーに対する高い吸着能の発現が認められた。また、籾殻灰からアロフェンを合成するプロセスを確立し、得られた試料がアセトアルデヒドに対して高い吸着能を有していることが明らかになった。バイオマス燃料の一つである米の籾殻は、毎年定量的に発生するといったメリットがある一方で、燃焼後に大量の籾殻灰が排出されることが問題になっている。本年度では、米の籾殻灰を有効活用するために、以下の事項に関して検討を行った。(1)籾殻発電プラントから排出された籾殻灰から、シリカ成分を高純度かつ高収率に抽出する条件。(2)得られたシリカ成分から高機能性材料として期待されている多孔質アルミノケイ酸塩を合成する方法。詳細を以下に示す。(1)籾殻灰からのシリカ成分の抽出本研究では、ミャンマーに設置されている流動層式発電プラントから排出された籾殻灰をシリカ源とした。この籾殻灰には約92%のシリカを含み、微量成分としてカリウム、マグネシウム、カルシウムなどを含んでいる。この籾殻灰を水酸化ナトリウム溶液に加え80°Cで24時間水熱処理することにより、シリカ純度が約95%の抽出液を得ることができた。また、収率は約90%であった。(2)抽出したシリカ成分からの多孔質アルミノケイ酸塩の合成得られた抽出液に硝酸アルミニウムと水酸化ナトリウムを加え、ケイ酸塩ゾルを得た。このケイ酸塩ゾルを蒸留水に分散させ、所定量の硝酸と過酸化水素を加えることによってpHを4.0に調整した。得られた懸濁液を2日間加熱還流し、アンモニア水でpH調整した。生成した沈殿物を固液分離し、80°Cで乾燥することにより多孔質アルミノケイ酸塩を合成することができた。昨年度の研究によって、米の籾殻灰からアルミノケイ酸塩を合成することに成功している。本年度は、得られた多孔質アルミノケイ酸塩のキャラクタリゼーションを行うとともに、合成プロセスの改良を試みた。詳細を以下に示す。(1)多孔質アルミノケイ酸塩のキャラクタリゼーション多孔質アルミノケイ酸塩はX線回折測定ではシャープな回折線を示さず、結晶性の物質ではないことが分かった。また、高い比表面積(約400m2/g)を有し、直径が約5nmの球状粒子であることが分かった。(2)合成プロセスの改良多孔質アルミノケイ酸塩の主成分はシリカとアルミナである。昨年度の合成プロセスでは、シリカ源に籾殻灰を用いたが、アルミナ源には試薬である塩化アルミニウムを用いた。今年度は多孔質アルミノケイ酸塩の原料となるアルミナを含む未利用資源(廃棄物など)の探索を行った。その結果、アルミドロスが多孔質アルミノケイ酸塩の原料として使用可能であることが分かった。米の籾殻を燃焼させると約15 MJ/kgの熱量が発生することから、東南アジアの諸国を中心に米の籾殻をバイオマス燃料とした発電プラントが稼働している。しかし、燃焼後に大量の籾殻灰が排出され、廃棄物問題や環境汚染問題を引き起こしている。本研究ではこれらの問題を解決することを目的に、籾殻灰を機能性材料へと転換するプロセスの開発を行った。また、得られた材料の環境浄化能の評価を行った。籾殻灰からの機能性材料の調製には、「ウェットプロセスによる多孔質材料の合成」と、「メカノケミカル処理による表面の活性化」の二つの手法を用いた。ウェットプロセスによる多孔質材料の合成では、まず、籾殻灰からのシリカ成分の抽出を行った。本研究で使用したミャンマーの流動層式発電プラントから排出された籾殻灰には、約92wt%のシリカが含まれている。この籾殻灰を水酸化ナトリウム溶液で水熱処理することにより、シリカ純度が約95%の抽出液を得ることができた。この抽出液とアルミニウムを含む酸性溶液を混合し、生成した沈殿物を3日間水熱処理して試料を得た。この試料の表面には水酸基が多く存在しており、アセトアルデヒドに高い吸着能を有していることが明らかになった。一方、籾殻灰をメカノケミカル処理すると、結晶化していたシリカ成分が非晶質化し、比表面積が増加した。この処理を施した試料と施していない試料のメチレンブルー吸着試験を行ったところ、メカノケミカル処理により吸着速度および吸着容量が向上することが分かった。

計画していた通りに、多孔質アルミノケイ酸塩のキャラクタリゼーションを行い、また、合成プロセスの改良を行うことができたため。材料化学今後は合成条件の最適化と、得られる材料の物性制御因子の解明を行う。また、得られた材料の各種有害イオン・分子に対する吸着・除去能の評価を行う。計画していた検討事項(1、籾殻灰からのシリカ成分の抽出、2、抽出したシリカ成分からの多孔質アルミノケイ酸塩の合成)に関して、十分なデータと結果を得ることができたため。研究を遂行するために必要な物品を全てそろえることができたため。今後は得られた材料の物性制御と、高機能化するための改質方法を検討する予定である。次年度に購入予定の備品費として使用する計画である。初年度の研究を遂行するために必要な物品を全て揃えることができたため。
胆道系疾患の病態と複合糖質との関連性:免疫組織化学とコラーゲンゲル内培養を用いて

本研究は、肝内胆管系の各々のレベルでの複合糖質の発現異常の観点から、胆道系疾患の発生、進展を解明することが目的である。用いた方法は免疫組織化学とコラーゲンゲル内培養法である。1.ヒト肝内胆管系での血液型関連糖鎖発現の検討:A,B,H型物質は、正常の肝内の大型胆管系に分布したが、小型の胆管系での発現はなかった。I型糖鎖のルイスaとbは、正常と病的肝の肝内胆管系に広汎に分布していた。II型糖鎖のルイスXとYの発現は、正常肝では殆どなく、病的肝ではルイスYが高率に胆道系上皮に発現していた。免疫電顕で、これら糖鎖はゴルジ体と管腔面の微絨毛や細胞膜に発現し、これらの部位で糖タンパク質の成分になっていると考えられた。2.肝内胆管系の癌化に伴う複合糖質の変化:肝内結石症合併肝内胆管癌をモデルに検討を試みた。癌関連糖鎖抗原であるCA19-9,DUPAN II,CEAやA,B,H型物質やルイスa,b,X,Yは癌化部では、clonalに発現し、癌そのもののclonalityに対応する変化と考えられた。前癌病変部でも、これらの発現異常が見られたが、clonalityは明かではなかった。3.コラーゲンゲル内で培養した家兎胆道粘膜上皮は、一過性にin vivoでみられた糖鎖の発現や極性が消失した。しかし、培養12時間から上皮細胞内に微絨毛を持つ微小嚢胞が形成され、24時間で多細胞性の嚢胞の形成が見られた。この嚢胞の成熟に比例して、in vivoの家兎胆嚢粘膜にみられる種々の糖鎖が発現し、免疫電顕ではこれらの親和性はゴルジ体や細胞膜、微絨毛にみられ、細胞の極性の形成に糖鎖が重要な役割を演ずることが示唆された。4.今回の研究で、腫瘍性疾患で糖鎖の発現の違いが明かであったが、炎症性疾患に関しては疾患特異的な血液関連糖鎖の発現や増強、消失は軽度であった。今後、病的肝の胆道系上皮を区分別に分け、コラーゲンゲル内で培養し、胆道系の病態と複合糖質発現との関連性を検討する必要があると考えられた。1.ヒトの正常肝(成人、新生児、胎児)を用い、末端糖鎖を特異的に認識するレクチン(UEAー1,Con A、PNA等)、血液型物質(A,B,H,ルイス抗原など)や癌関連性糖鎖抗原(CEA、CA19ー9など)に対するモノクロ-ナル抗体を用い、免疫組織化学的に検索し、胆道系での各種複合糖質のマッピングを作成した。成人正常肝の肝内胆管系では、ルイス抗原は肝内胆管系に広く分布しているが、ABH型物質は大型胆管にのみ分布し、小型胆管では見られなかった。UEAー1やCon Aも同様な分布を示すことを見いだした。

2.種々の胆道系疾患で、これらの複合糖質のマッピングや糖鎖構造は種々の程度に変化する事を見い出した。つまり、閉塞性黄胆や肝内結右症などのいくつかの胆道系疾患では、正常肝に較べ、UEAー1,ECA,SWGAの染色パタ-ンに変化が生じ、PNAが染色される様になることを見い出し、先天的な胆道疾患である多嚢胞肝や胆管奇形腫では、小葉間胆管と同じレクチン結合性を示す事を見いだした。おそらく疾患の発生と進展に関連していると考えられる。3.私どもの開発したコラ-ゲン・ゲル内培養法では、胆道上皮細胞は増殖し嚢胞を形成し、その腔内に大量の粘液糖蛋白を分泌することが明かとなった。また、ヒトの胆嚢より単離した上皮細胞も同様に嚢胞を形成することに見い出した。この家兎とヒトの培養系を用い、免疫組織化学的に、胆道系上皮からの粘液糖蛋白の分泌機序を詳細に検索し、特にレクチン結合能に関して、類似の所見が得られた。さらに粘液分泌を促進する物質(プロスタグランジンE2)や分泌を抑える物質(モネンシン)を培地内に入れ、上皮からの粘液の分泌機序の変化を検討した結果これらの物質に反応することが明らかとなった。この系は、ヒトの胆嚢・胆管系の機能の解明に有用と考えられた。胆道系の解剖学的な区分(細胆管、小葉間胆管、隔壁胆管、肝内大型胆管、肝外胆管、胆管に付属する腺組織)に対応して、ヒト多種、多彩な疾患や病態が見られる。この選択性な疾患発生や病態形成を理解するのが、本研究の目的である。今年度は正常肝と各種の病的肝を用い、細胞の表面や胞的内にある複合糖質の種類と分布を複合糖質の末端糖鎖を特異的に認識するレクチンやモノクロ-ナル抗体を用いた組織化学、免疫染色により検討した。ヒト成人正常肝の肝内胆管系では、ルイスa、bは肝内胆管系に広くび漫性に分布したが、ABH型物質は大型胆管にのみ分布し、小型胆管では見られなかった。UEAー1やCon Aも同様な分布を示した。しかし、胎児ではこの様な分布はみられなかった。II型糖鎖を有するルイスX、Yの分布を検討した結果、正常肝ではABH型物質と同じ分布を示したが、胆道系疾患では障害小葉間胆管にルイスxの新たな発現がみられた。なお、ルイスa.bは,病変が進行した胆管では陰性化した。現在までの成績では、これらI型,II型血液型関連糖鎖と病理組織像や疾患発生との間に1:1の対応を認めていないが、胆道系上皮での糖鎖の発現と疾患の発生との関連性を示唆する所見として注目される。また、実験的研究で、家兎の胆嚢粘膜上皮をコラ-ゲン・ゲル内で培養することにより、胆嚢粘膜上皮は増殖し、種々の大きさの嚢胞を形成し、粘液糖蛋白を嚢胞内に分泌することを既に報告している。今回は、培養初期過程での胆嚢粘膜上皮からの粘液糖蛋白の分泌状態を明らかにしようと試みた。培養後、1日位で、上皮細胞内に微絨毛を有する空胞が形成される。2日位で、この部にルテニウムレッド陽性の糖蛋白の出現があり、さらに成獣の胆嚢粘膜で発現する各種のレクチン結合性が出現して来た。この糖鎖や糖蛋白の発現は、胎児期の発生過程にある胆管系での糖鎖の変動と類似しており、注目される。肝内胆管上皮が分泌する粘液糖蛋白の異常と胆道系疾患の発生、進展との関連性を研究してきた。本年度は、ヒト肝内胆管系でのI型、II型血液型関連糖鎖の発現と分布、それにコラーゲンゲル内で培養した家兎胆道粘膜上皮の糖鎖と極性発現の関連性を検索した。1、ヒト肝内胆管系でI型糖鎖のルイスaとbは、正常と病的肝の肝内胆管系に非特異的に広汎に分布していた。II型糖鎖のルイスXとYの発現は、正常肝では殆どなく、病的肝ではルイスYが高率に胆道系上皮にび漫性に発現していた。なお、ルイスYの前駆物質であるII型糖鎖はであるH型物質は隔壁胆管や大型肝内胆管に分布しているのみであった。免疫電顕で、これら糖鎖はゴルジ体と管腔面の微絨毛や細胞膜に発現し、これらの部位で糖タンパク質や糖脂質の成分になっていると考えられた。
流通チャネルの形成・維持・再編成に関する研究

インターネットの登場がもたらした流通チャネルの変化が社会厚生に与える影響を、2つの寡占市場モデル(水平的差別化モデル、垂直的差別化モデル)を活用・拡張して理論的に分析した。1つは物的財に関する電子商取引の登場を分析した研究である。もう1つは情報財に関する電子商取引の登場を分析した研究である。前者では、電子商取引の登場は、小売市場の競争性を高め電子商取引を利用しない消費者にとっても望ましいが、企業の利潤も含めて考えると、その市場規模が小さい場合には、社会的に望ましくない場合があることが分かった。後者では、消費者にとっても社会全体にとっても電子商取引の登場は経済厚生の観点から望ましいことが分かった。本研究は流通チャネルの形成・維持・再編成に関する理論的考察である。具体的には以下の3つの課題についてのモデル分析である。(1)流通チャネルの形成要因を,既存文献および実際の経済活動に注目することで,改めて整理し,どのような条件の下で流通チャネルが形成されるのかを考察する。(2)変化の激しい課業条件の下で,形成された流通チャネルが維持されるために必要な要因は何かを考察する。(3)課題2と関連するが,形成された流通チャネルが解体・再編成される場合,その主な要因は何か,また再編成されたチャネルにおいてメンバー(製造業者と流通業者)間のパワー関係はどのように変化するかを考察する。本年度は研究の出発点として経営学(マーケティング,マーケティング・サイエンス)や経済学(産業組織論)の分野において流通チャネルの問題を分析した既存の文献を読み,その内容を整理した。その後,流通チャネルの形成・維持・再編成に関する理論モデルの構築を開始した。6月に日本応用経済学会にて研究報告(タイトル"A Model of Marketing Channel Choice in Internet Age")を行った。そして,この研究報告を基礎として,論文(タイトル"The Impact of E-commerce: Italways benefits consuimers. But may reduce social welfare")を執筆した。この論文はHotelling型の線分市場モデルをベースにして既存小売業者(二業者)が存在する場合の社会厚生と,既存小売業者に加えてインターネット小売業者が存在する場合の社会厚生を比較する理論研究である。日本応用経済学会での報告が消費者の財に対する留保価格が十分に高く,インターネット小売業者が登場する前の段階でも各消費者が財を1単位購入することを仮定しているのに対し,後の論文ではこの仮定を外し,インターネット小売業者が登場する前の段階では財を購入しない消費者がいる場合も考察した。そして,この場合でも,インターネット小売業者の登場は消費者余剰を増やすが,総余剰を増やすとは限らないことを示した。ただし,現段階では小売市場のみを考慮した分析である。まず,前年度から取り組んでいた研究をまとめた論文"The Impact of E-commerce : It always benefits consumers, but may reduce socialwelfare"が学術誌Japan and the world economyに掲載予定となった。この論文では,何らかの理由で電子商取引を行うことができない消費者も世の中には一部存在するという状況を考えている。分析の結果,電子商取引の登場は小売市場の競争性を高め,消費者余剰を増やすという意味で,全ての消費者にとって望ましいことが分かった。ただし,世の中全体にとっては,市場規模全体に占める電子商取引の割合が小さいならば,電子商取引の登場は必ずしも社会的余剰を増加させない,場合によっては減少させるという意味で社会的に望ましいとは限らないことも分かった。小売市場の競争性が高まり,電子商取引を行う業者も含む全小売業者の利潤の減少が大きいというのがその理由である。次に,論文「音楽CDと音楽配信サービスの競合:垂直的差別化モデルを用いた分析」を2008年度日本応用経済学会秋季大会で報告した。本論文では垂直的差別化モデルを用いて,音楽CDを高品質財,音楽配信サービスを低品質財とみなしてそれらの競合を分析した。既存文献とは異なり,高品質財企業は数量を戦略変数とし,低品質財企業は価格を戦略変数として行動すると仮定した。分析の結果,低品質財企業の参入が市場の競争性を高め,高品質財の価格を低下させ,市場全体の総数量が伸びること,高品質財の市場は小さくなる場合も大きくなる場合もあることが示された。また,社会的余剰は高品質財のみの場合よりも必ず増加するが,低品質財企業が数量競争を行う場合と比較すると,小さくなる場合があることが示された。今年度は,前年度から取り組んでいた「音楽CDと音楽配信サービスの競合:垂直的差別化モデルを用いた分析」について,さらに研究を進めた。この研究では垂直的差別化モデルを用いて,音楽CDを高品質財,音楽配信サービスを低品質財とみなして複占市場におけるそれらの競合を分析し,以下の結果を得た。複占において両企業が数量競争を行う場合,高品質財生産の限界費用がある条件を満たすほど小さいとき,総余剰は高品質財市場のみの独占の方が大きくなる。

逆に,高品質財生産の限界費用が大きい場合には,低品質財の市場への導入が総余剰を増やす。消費者余剰を尺度とすると,低品質財の市場への導入は市場の競争性を高めるので,必ず望ましいが,総余剰を尺度とすると,必ずしも望ましいとは言えない。複占において価格・数量価格混合競争が行われる場合,総余剰は高品質財と低品質財が共存する複占の方が必ず総余剰は大きくなる。最後に,2つの複占の間で比較すると,高品質財生産の限界費用がある条件を満たすほど小さいとき,総余剰は価格・数量価格混合競争複占の場合の方が大きくなる。これらの結果を踏まえて,高品質財市場において複数のCDショップが生産・販売する場合や,低品質財市場において複数の音楽配信サイトが同一の音楽ファイルを配信する場合,さらにモデルに垂直的市場構造を導入し,上流のレコード会社の観点から音楽配信を導入することの是非を考察するといった拡張を開始した。今年度は、垂直的差別化モデルを用いた音楽CDと音楽配信サービスの競合の分析について、次の拡張を行った。まず、高品質財市場において複数のCDショップが数量競争を行い,低品質財市場において複数の音楽配信サイトが同一の音楽ファイルを配信し価格競争を行うと想定した。前者はクールノー競争市場となり、後者は価格が音楽配信サイトの卸売価格に一致する純粋ベルトラン競争市場となる。この寡占小売市場における均衡を導出し、自由参入によりCDショップ数を内生的に求めた。次に、下流の小売市場における均衡を考慮して、上流のレコード会社の利潤を最大化する2つの市場への卸売価格を導出した。そして、音楽配信が存在しない場合と比較すると、CDショップ数は減るものの、レコード会社の均衡利潤は必ず増える、すなわちレコード会社にとって音楽配信の導入が必ず望ましいことが分かった。ただし、この結論は音楽配信導入前に品質への限界的評価が低く、CDを購入していない層がある程度大きな割合で存在することや、音楽配信の不正コピーが出回りその影響で売上が減ることはないという仮定に依存している。この仮定を外すと、結論が変わりうることに注意しなければならない。以上の結果を論文にまとめ、学術誌への投稿準備中である。
霞ヶ浦水収支に係わる水文量の空間分布構造とその40年間の変化

本研究科課題では,霞ヶ浦を対象として現在の水収支を明らかにすること,過去40年間の水収支変化を明らかにするとともに,その変化要因を明らかにすることを目的としている.一般に,ある流域や水体に係わる水循環過程を明らかにすることは,地域の自然環境を理解する上で極めて重要である.また霞ヶ浦については,国内第2位の面積をもち,水資源,水環境に大きな影響を持つにもかかわらず,一部の水収支項を扱った研究を除くと包括的に水収支研究の対象とされたのは,村岡(1981)の一例のみである.一方で,村岡(1981)の扱った1970年代から40年ほどが経過し,その間に,流域の土地利用変化,霞ヶ浦開発事業や常陸川水門の閉鎖など多くの水循環,水収支に影響を及ぼす変化が生じている.さらに,この40年程は,平均気温上昇,降水の極端事象の発生頻度の増加などに代表される急激な気候変化が生じた時期に当たり,その水循環等への影響評価は科学的に極めて重要なテーマとなっている.以上,土地利用などによる流域内部の変化要因,気候変化に代表される流域外部の変化要因がともに急激に変化したことから,現在の水収支を評価することが高く望まれるのである.2018年度には, 10年間の観測データの収集と測定項目の推定方法開発の一部として,霞ヶ浦中央部に位置する湖心観測所(国土交通省霞ヶ浦河川事務所)における渦相関法による蒸発量の測定を継続して実施した.昨年度までに開発した方法を適用し,蒸発量に加え,顕熱,正味放射量,水中熱流量の水平分布を3時間間隔で求めた.また,これらの結果の解析から,霞ヶ浦の蒸発量や熱収支公の分布に従来知られていない新しい現象を見いだすことができた.この部分をさらに深く追求するため,当初研究計画になかった船舶を利用した移動観測による蒸発量分布の測定を6月から3月にかけて実施した.水収支項のとりまとめが進められた.研究が進んだ蒸発量や熱収支の解析結果を中心に,水収支項の年々変化などのとりまとめ結果を,第17回世界湖沼会議,平成30年度第4回水資源セミナーにおいて発表した.また,熱収支項の水平分布に関する成果を論文にまとめ,国際誌への投稿を行った.さらに,船舶を利用した移動観測による蒸発量・熱収支分布の測定を6月から3月にかけて実施し,その解析が進められた最終年度に当たるため,結果のとりまとめに重点を置き,成果を論文として公表する方向で進めていく予定である.本研究科課題では,霞ヶ浦を対象として現在の水収支を明らかにすること,過去40年間の水収支変化を明らかにするとともに,その変化要因を明らかにすることを目的としている.一般に,ある流域や水体に係わる水循環過程を明らかにすることは,地域の自然環境を理解する上で極めて重要である.また霞ヶ浦については,国内第2位の面積をもち,水資源,水環境に大きな影響を持つにもかかわらず,一部の水収支項を扱った研究を除くと包括的に水収支研究の対象とされたのは,村岡(1981)の一例のみである.一方で,村岡(1981)の扱った1970年代から40年ほどが経過し,その間に,流域の土地利用変化,霞ヶ浦開発事業や常陸川水門の閉鎖など多くの水循環,水収支に影響を及ぼす変化が生じている.さらに,この40年程は,平均気温上昇,降水の極端事象の発生頻度の増加などに代表される急激な気候変化が生じた時期に当たり,その水循環等への影響評価は科学的に極めて重要なテーマとなっている.以上,土地利用などによる流域内部の変化要因,気候変化に代表される流域外部の変化要がともに急激に変化したことから,現在の水収支を評価することが高く望まれるのである.平成27年度には, 10年間の観測データの収集と測定項目の推定方法の開発の一部として,霞ヶ浦中央部に位置する湖心観測所(国土交通省霞ヶ浦河川事務所)における渦相関法による蒸発量の測定を継続して実施した.さらに,水田やハス田による水利用の状況を明らかにするため,霞ヶ浦沿岸地域の農業用水利用状況の調査を開始した.蒸発量の測定を目的として,国土交通省・霞ヶ浦河川事務所の湖心観測所において,2006年6月に観測を開始しているが,2016年まで観測を継続することで10年分のデータが得られるため,この観測を継続して行った.一部欠測が生じたものの,概ね順調である. 2008-2012年についてはSugita et al. (2014)で霞ヶ浦全域の蒸発量の分布がすでに3時間ごとに算出されているので, 2007, 2013以降にも適用するために必要なデータを収集した.一方,7流入河川と1流出河川の流量データ(以上国土交通省・霞ヶ浦河川事務所,水資源機構など),工業用水,生活用水の取水・排水量データ(茨城県など),農業用水取水・排水量推定に必要な農地面積(茨城県ほか),既存水利権情報(霞ヶ浦河川事務所,関東農政局ほか)の収集を進めたが,流量データについては,国土交通省が2013年より実施を休止していることが判明したため,推定の方法を考慮する必要があることが分かったところである.霞ヶ浦沿岸地域の農業用水利用状況の調査は開始したばかりであるが,土浦より南の沿岸の阿見町付近までと桜川流量観測地点より下流域の水田を対象として,水田の灌漑方式と水源、水田の分布、水田の面積、水田の栽培スケジュール、取水地点最大取水量などが得られGIS上での管理が進められた.

本研究課題では,霞ヶ浦を対象として現在の水収支を明らかにすること,過去40年間の水収支変化を明らかにするとともに,その変化要因を明らかにすることを目的としている.一般に,ある流域や水体に係わる水循環過程を明らかにすることは,地域の自然環境を理解する上で極めて重要である.また霞ヶ浦については,国内第2位の面積をもち,水資源,水環境に大きな影響を持つにもかかわらず,一部の水収支項を扱った研究を除くと包括的に水収支研究の対象とされたのは,村岡(1981)の一例のみである.一方で,村岡(1981)の扱った1970年代から40年ほどが経過し,その間に,流域の土地利用変化,霞ヶ浦開発事業や常陸川水門の閉鎖など多くの水循環,水収支に影響を及ぼす変化が生じている.さらに,この40年程は,平均気温上昇,降水の極端事象の発生頻度の増加などに代表される急激な気候変化が生じた時期に当たり,その水循環等への影響評価は科学的に極めて重要なテーマとなっている.以上,土地利用などによる流域内部の変化要因,気候変化に代表される流域外部の変化要因がともに急激に変化したことから,現在の水収支を評価することが高く望まれるのである.平成28年度には, 10年間の観測データの収集と測定項目の推定方法の開発の一部として,霞ヶ浦中央部に位置する湖心観測所(国土交通省霞ヶ浦河川事務所)における渦相関法による蒸発量の測定をH27年度にから継続して実施した.さらに,水田やハス田による水利用の状況を明らかにするため.霞ヶ浦沿岸地域の農業用水利用状況の調査を実施した.また,霞ヶ浦水田,ハス田の排水量,揚水量の原単位を先行研究をまとめることで決め,その検証のために,西浦への水田,ハス田からの排水量の一斉調査を8月の無降雨時に実施した.蒸発量の測定を目的として,国土交通省・霞ヶ浦河川事務所の湖心観測所において,2006年6月に乱流等の観測を開始している.2008-2012年についてはSugita et al. (2014)で霞ヶ浦全域の蒸発量の分布がすでに3時間ごとに算出されているので, 2007, 2013以降にも適用するために必要なデータを収集した.観測機器の一部が故障したため,その交換と修理の手配を行った.一方,7流入河川と1流出河川の流量データ(以上国土交通省・霞ヶ浦河川事務所,水資源機構など),工業用水,生活用水の取水・排水量データ(茨城県など),農業用水取水・排水量推定に必要な農地面積(茨城県ほか),既存水利権情報(霞ヶ浦河川事務所,関東農政局ほか)の収集を進めたが,流量データについては,国土交通省が2013年から2014年は実施を休止していることが判明した.2015年以降は測定を再開したとのことなので,このデータの提供依頼を行った.霞ヶ浦沿岸地域の農業用水利用状況の調査は年度末までに,水田の灌漑方式と水源、水田の分布、水田の面積、水田の栽培スケジュール、取水地点最大取水量などのアンケート調査を実施し,現在回答待ち状態である.本研究科課題では,霞ヶ浦を対象として現在の水収支を明らかにすること,過去40年間の水収支変化を明らかにするとともに,その変化要因を明らかにすることを目的としている.一般に,ある流域や水体に係わる水循環過程を明らかにすることは,地域の自然環境を理解する上で極めて重要である.また霞ヶ浦については,国内第2位の面積をもち,水資源,水環境に大きな影響を持つにもかかわらず,一部の水収支項を扱った研究を除くと包括的に水収支研究の対象とされたのは,村岡(1981)の一例のみである.一方で,村岡(1981)の扱った1970年代から40年ほどが経過し,その間に,流域の土地利用変化,霞ヶ浦開発事業や常陸川水門の閉鎖など多くの水循環,水収支に影響を及ぼす変化が生じている.