hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉱山労働者の生活史的研究

平成5年度の研究成果は次のように示される。(1)前年度から継続して、鉱山労働者の労働慣行及び社宅生活態様などについて聴取し、それを文章化する作業を行ってきた。(2)すでに以前に筆者(研究代表者)が資料蒐集を行っていた大地主家家計簿を点検し直してそれを複写し、そこから大地主小作米(明治末・大正期)を住友系企業へ販売していた実態を明らかにして、戦前期の地域社会と住友系企業及び労働者とのかかわり方を一面において鮮明にした。(3)鉱山労働者が生活してきた地域社会の伝統を、鉱山労働者の生活とは別の系譜に立つ新居浜市の祭り慣行の面から浮彫りにし、その祭り慣行を担ってきた市民(商人、農民、漁民)の生活を追求してきた。(4)以上、初期の目的であった鉱山労働者の生活史的研究は大方終了したものの、しかしなお、幾つかの点については今日まで果たされるに至らず、今後の研究として残されることになった。別子銅山労働者の出身地は筆者の入手し得るいくつかの資料からとくに,1.高知県西部三郡(土佐,吾川,高岡),2.徳島県三好郡,3.愛媛県上浮穴郡のそれぞれ山地,山間の村落であったことが知られた。これらの地域の出身者のうち高知県三郡出身者についてはすでに筆者によって調査が終了しており,その成果は報告されている。本年度の科研費による研究では,徳島県三好郡東祖谷山村,西祖谷山村出身者について四名,愛媛県上浮穴郡美川村など出身者についても三名の元鉱山労働者を対象として,彼らの出身村落の社会経済状態,離村の状況,戦時の体験,鉱山入坑契機,坑内労働,災害,社宅生活,昇進,閉山後の配置転換など,生活史の観点から詳細にその履歴を聴取し文章化し終えることができた。あわせて出身村落の村誌及び地方誌の蒐集に努めた。この調査では地中の労働を支えた鉱山労働者たちの互いの生と死をつつむ連帯感のほか,彼らの個性的な鉱内労働への関与が明らかにすることができた。また,戦時の生・死の境遇を体験してきた鉱山労働者たちも,すべて入坑時,出坑時に大山祇に一礼する日々であったことは印象的であった。そのほか,女性たちが中心の社宅生活を,女性の立場からまた社宅保安係の立場からも,履歴の綴りと重ね合わせて聴取することができた。以上の調査を継承して,次年度は鉱山労働者の生活史を一層深化させるとともに,鉱山労働者と連動する四阪島製錬労働者(孤島),銅山管理職経験者,組合指導者たちの生活史についてもそれぞれ描き出すことにして,それらを相互に関係づけるなかに,主題の研究を完成させたいと思っている。
日本人英語学習者の読解のつまずきの原因:コンポーネント・モデルの観点から

我が国の英語学習場面において音読活動は盛んに行われている。しかし、その学習者による音読パフォーマンスがいったいどのような言語技能と関連しているかということについてはこれまでも明らかにされてこなかった。コンポーネント・モデルの観点から、日本人英語学習者の音読パフォーマンスを検証したのが本研究である。この「コンポーネント・モデル」とは、リーディングが複数の互いに独立するコンポーネントから構成されるという仮定にたつものであり、また各コンポーネントが個別にどの程度リーディングに関わっているかを明らかにできるという点で有効なモデルである。本研究では、日本人大学生英語学習者を対象に、一連の課題およびテストを実施した(音読課題、音韻処理課題、正書法処理課題、リーディングスパンテスト、単語認知課題、語彙知識テスト、統語知識テスト、L2[第二言語]リーディング熟達度テスト)。そして、音読パフォーマンスとL2リーディング熟達度との関係、また音読パフォーマンスと各コンポーネントとの関係について相関分析を行った。結果は、音読パフォーマンスは、語彙知識、統語知識、単語認知の3つのコンポーネントとそれぞれ強い関係があり、さらにL2読解熟達度とも中程度の関係があることが示された。このことから、音読課題がこれまで考えられてきた以上に、学習者の語彙・文の意味に関する知識、あるいはそういった意味処理を反映したものであると言うことができる。また、単語認知は、特に音読パフォーマンスの発音・イントネーションに関連するものであり、したがってこのことが音読パフォーマンスの全体的な評価に影響を及ぼすとの可能性を示唆することができた。以上、本研究の結果が一部、第二言語習得のメカニズムの解明に、そしてまた効果的な英語学習指導法の開発につながっていくことが期待される。本年度は、日本人英語学習者の読解モデル構築に向けて、コンポーネント・モデルに関する文献調査を行い、また大学生を対象に第二言語リーディングテストを実施し、その分析を行った。(1)文献調査についてこれまでの読解研究においてコンポーネントはどのように定義され、そしてどのようなコンポーネントが対象とされてきたかについて調べるため、国内外の文献・雑誌論文の精査を行った。その結果、これまで多くの研究において、語彙知識、文法知識、単語認知、音韻処理、正書法処理、統語処理、背景知識がコンポーネントとして同定されていることが明らかになった。本研究では、特に言語に関するものに限定し(背景知識を除く)、2年度目に実施する調査に向けてこれらコンポーネントの絞込みを行った。あわせて、各コンポーネントの測度(テスト)についても検討を行った。本研究は、日本人英語学習者の言語処理と各コンポーネントとの関係について調べることを目的とするものであり、言語処理として音読を想定するものであるため、上記と並行して音読に関する先行研究の検討も行った。なお、これら調査にあたっては、米国カリフォルニア大学訪問および第20回米国言語研究所の年次大会に出席するなどして資料収集を行った。(2)第二言語リーディングテストについて先行研究からの連続性も考慮し、第二言語リーディングテストと音読との関係、また第二言語リーディングテストと各コンポーネントとの関係についても本研究で明らかにしたいと考えていることから、その予備調査として、従来しばしば用いられてきた英語実用英語技能検定(英検)を大学生182人に実施した。その結果、テストの難易度は適切であると判断されるものの、一方で、1520項目のテストでは十分な信頼性が得られず再検討の余地があることが示された。現在、英検以外のテストも視野に入れて検討を進めている段階である。
RS時空を用いた、超対称性の破れと湯川結合のフレーバー階層性の模型構築

超対称性を用いた標準模型を超える物理について、幅広く研究を行った。LHCにおけるヒッグス粒子探索の進展に伴って、ヒッグス粒子に関する研究が素粒子現象論の中心的課題となった。これに合わせて私は、最小超対称標準模型(MSSM)のヒッグスセクターを拡張する研究を始めた。私が取り組んだのは、超対称性を持つ拡張ヒッグスセクターが、超対称強結合ゲージ理論の低エネルギー有効理論として立ち現れる模型を構築し、その現象論を議論することである。私が作った模型は、超対称標準模型の枠組みに、新しいSU(2)ゲージ対称性を導入し、カイラル超場の二重項6つおよび一重項1つを加えたものである。超対称極限でこの理論は、N_c=2、N_f=3の超対称ゲージ理論で記述される。この理論は赤外側で強結合となり、低エネルギーでは二重項6つの代わりにメソン的な一重項15個で記述され、有効超ポテンシャルにおいてそれらは大きな結合定数で結合している。ここで、ゲージ結合が強結合になるスケールは、超対称性の破れのスケールよりも十分高いと仮定する。そして、メソン的一重項15個を超対称標準模型のヒッグス超場およびそれらと結合する新しい粒子と同定し、低エネルギー有効超ポテンシャルをヒッグスセクターの超ポテンシャルと同定すると、超対称拡張ヒッグス模型が得られる。この模型の特徴は、ヒッグス粒子と大きな結合定数を通して結合する新しい粒子の輻射補正により、有限温度でのヒッグスポテンシャルが変化し、電弱バリオン数生成機構の実現に不可欠な強い一次電弱相転移が起きうることである。また、新しい粒子の輻射補正によって、NMSSMの構造を用いずに、MSSMの枠組みで自然にヒッグス粒子の質量を説明できる。加速器実験におけるこの模型のシグナルとして、ヒッグス粒子の三点結合および光子への崩壊分岐比が標準模型からずれること、それが将来のILCにおいて測定可能な大きさであるであること、を明らかにした。RS時空を用いた模型の構築に関してはやや遅れているが、標準模型を超える物理としての、超対称拡張ヒッグス模型の研究は、超対称ゲージ理論を用いた模型構築と、加速器実験における模型の現象論の議論の両面で大きく進展したから。超対称拡張ヒッグス模型の研究をより発展させる。具体的には、超対称SU(3)ゲージ理論の低エネルギー有効理論として立ち現れる超対称拡張ヒッグス模型を構築すること、模型の枠組みの中で超対称性の破れの項、特に負の質量二乗項の起源を説明すること、拡張ヒッグスセクターに含まれる新しい粒子の、加速器実験における直接探索について議論すること、が挙げられる。こうした研究を将来の加速器実験と組み合わせることで、ヒッグスセクターの真の構造の解明へつなげていく。私は、RS時空中に物質場が存在し、IRブレーン上に超対称性の破れのソースおよびヒッグス場が存在するというセットアップの上で、最小超対称標準模型(MSSM)を構築した。この模型では、RS時空中の物質場の分布により、湯川結合の階層性が自然に説明される。またこの模型では、超対称性を破るゲージーノ質量項がまず発生し、それがループ効果を通じて物質場のスカラーパートナーの質量を生成する。一方で、IRブレーン上の高次項を通じても物質場のスカラーパートナーの質量は生じる。後者はフレーバーを破る中性カレント(FCNC)過程を誘発するが、このFCNCの大きさと現在の実験データとを比較して、現在の実験的制限に矛盾せず、かつMSSMの本来の動機であるヒエラルキー問題の解決に十分なほど軽い超対称性粒子の質量スペクトルが存在することを示した。さらに、この模型の予言として、長寿命で重い荷電粒子が存在し、それが他の模型と違って電子やミューオンのスカラーパートナーから構成されるということを明らかにした。私はさらに、上記の研究の発想を逆転して、一般にMSSMがRS時空上に存在しているとき、超対称性粒子のスペクトルの測定からRS時空の存在を知ることができるかどうかについても研究した。RS時空中の物質場の分布は湯川結合の階層構造と関係づけられている。一方で、IRブレーン上の高次項におけるフレーバーの破れも、この分布と関係している。それゆえ、もしRS時空のセットアップが正しければ、物質場のスカラーパートナーのフレーバー混合比は、RS時空を通じて、湯川結合の階層構造とつながっていることになる。私は、現在計画されている電子・陽電子リニアコライダーを用いて、SU(2)シングレットの物質場のスカラーパートナーを生成し、その稀崩壊モードを観測すれば、RS時空の模型に特徴的なシグナルを捉えることができることを明らかにした。

この理論は赤外側で強結合となり、低エネルギーでは二重項6つの代わりにメソン的な一重項15個で記述され、有効超ポテンシャルにおいてそれらは大きな結合定数で結合している。ここで、ゲージ結合が強結合になるスケールは、超対称性の破れのスケールよりも十分高いと仮定する。そして、メソン的一重項15個を超対称標準模型のヒッグス超場およびそれらと結合する新しい粒子と同定し、低エネルギー有効超ポテンシャルをヒッグスセクターの超ポテンシャルと同定すると、超対称拡張ヒッグス模型が得られる。この模型の特徴は、ヒッグス粒子と大きな結合定数を通して結合する新しい粒子の輻射補正により、有限温度でのヒッグスポテンシャルが変化し、電弱バリオン数生成機構の実現に不可欠な強い一次電弱相転移が起きうることである。また、新しい粒子の輻射補正によって、NMSSMの構造を用いずに、MSSMの枠組みで自然にヒッグス粒子の質量を説明できる。加速器実験におけるこの模型のシグナルとして、ヒッグス粒子の三点結合および光子への崩壊分岐比が標準模型からずれること、それが将来のILCにおいて測定可能な大きさであるであること、を明らかにした。RS時空上の超対称性と湯川結合に関する模型を構築しただけでなく、超対称性粒子を通じた湯川結合階層性の起源の解明、という新しい研究の枠組みを提唱することができた。この枠組みは、一つの模型という範囲を超えた、今後の素粒子物理の指針となりうる。RS時空を用いた模型の構築に関してはやや遅れているが、標準模型を超える物理としての、超対称拡張ヒッグス模型の研究は、超対称ゲージ理論を用いた模型構築と、加速器実験における模型の現象論の議論の両面で大きく進展したから。超対称性粒子を通じた湯川結合階層性の起源の解明、という枠組みを発展させる。一つの方向は、加速器実験、とりわけ現在進行中のLHC実験でこうした研究ができるかどうかを詳しく検討することである。もう一つの方向は、超対称性模型とは別のTeVスケールの新しい物理の模型に、この枠組みを応用することである。すなわち、超対称性粒子とは別の新粒子のフレーバー構造を通じて、湯川結合階層性の起源についての情報を得られるかどうか明らかにすることである。超対称拡張ヒッグス模型の研究をより発展させる。具体的には、超対称SU(3)ゲージ理論の低エネルギー有効理論として立ち現れる超対称拡張ヒッグス模型を構築すること、模型の枠組みの中で超対称性の破れの項、特に負の質量二乗項の起源を説明すること、拡張ヒッグスセクターに含まれる新しい粒子の、加速器実験における直接探索について議論すること、が挙げられる。こうした研究を将来の加速器実験と組み合わせることで、ヒッグスセクターの真の構造の解明へつなげていく。
T細胞由来TNFSF15はクローン病発症に関与するか?

クローン病感受性遺伝子TNFSF15は単球系培養細胞ではLPSによる刺激でTNFSF15の発現が亢進し、それはNFkappaB経路が関与していることが分かった。また、その予測結合部位にはSNPが存在しないことから、遺伝子多型によって単球系細胞でのTNFSF15発現が変化しないことに矛盾せず、TNFSF15遺伝子多型がT細胞特異的に転写制御にかかわるメカニズムの一部が解明された。クローン病の発症メカニズムを解明するために、日本人クローン病感受性遺伝子候補であるTNFSF15の機能解析をおこなった結果、この遺伝子多型がT細胞特異的に発現量を変化させるということが示された。一方でTNFSF15は腸管炎症局所での発現が増加しているものの、その主に発現している細胞がT細胞ではなく樹状細胞などの抗原提示細胞であるという報告がある。この結果の乖離により、T細胞由来のTNFSF15がクローン病の腸管局所での炎症にどの程度関与しているかを確認するために、免疫不全マウスにTNFSF15ノックアウト(KO)マウスによる実験や、TNFSF15の発現制御について検討していくことを研究の目的とし、研究を開始した。TNFSF15ノックアウトマウスを用いた検討を進めているが、現時点ではTNFSF15KOマウスが全例致死であり、作成途中である。TNFSF15遺伝子多型-360C/TがT細胞特異的に転写に影響を与え、発現量に変化をもたらすことが、TNFSF15の主たる産生細胞である単球系細胞ではこの現象が起こらないことから、このT細胞での転写制御と違うメカニズムが働いていることが予想され検討した。その結果、単球系培養細胞であるU937はLPSによる刺激でTNFSF15の発現が亢進し、それはNFkappaB経路が関与していることが分かった。クローン病の発症メカニズムを解明するために、日本人クローン病感受性遺伝子候補であるTNFSF15の機能解析をおこない、この遺伝子多型がT細胞において特異的に発現量を変化させるということが分かった。この結果の乖離により、T細胞由来のTNFSF15がクローン病の腸管局所での炎症にどの程度関与しているかを確認するため、TNFSF15ノックアウトマウスを用いた検討や、T細胞と単球系細胞でのTNFSF15の発現制御の違いや、臨床的な影響について検討していくことを研究の目的とし、研究を開始した。しかし、TNFSF15ノックアウトマウスの作成を試みたが全例致死であり、単球系とT細胞系での発現制御の違いがないかどうか、またT細胞由来TNFSF15がクローン病の予後にどのような影響を与えているかを検討した。また、遺伝子多型によって発現が亢進するT細胞由来TNFSF15はクローン病の発病や肛門病変の発生に関連している可能性が確認されたが、疾患の予後に影響しないことが多変量解析で確認された。
仮設住宅の隣地本設化を通じた被災者の居住環境移行に関する実践的研究

東日本大震災の被災者の住まいが仮設住宅から恒久的な住まいへ移行する今日において、環境移行による心理的負担軽減と仮設住宅の再利用推進は重要な検討課題である。本研究はこれらの課題に対して、木造仮設住宅を災害公営住宅へ本設化する実践的計画案を提示するものである。岩手県遠野市を研究フィールドとして仮設住宅の劣化状況と居住者の住まいの意向を把握した。そして、1)部材の再利用、2)建築基準法への適用、3)高齢者が多い居住者、4)遮音性、5)眺望とプライバシーの確保、6)他者との繋がり、7)土いじりできる外構、を要点として2つの敷地で災害公営住宅の計画案を提示した。大規模災害の復興過程に関する先行研究より、仮設住宅から災害公営住宅等への環境移行が被災者に与える心理的影響は大きいと指摘されている。また、東日本大震災では約5.3万戸という大量に建設された仮設住宅のモノとしてのリユース方法も大きな課題である。本研究はある自治体で模索されている木造仮設住宅の隣地本設化を通じて、居住者とそのコミュニティの意向を汲みつつ恒久的な住まいを形づくること、木造仮設住宅のリユースという建築構法の点からも知見を得ることを目指している。今年度に実施した主な内容の3点を次に示す。(1)仮設住宅居住者を対象に、仮設住宅での生活/団地内外との近所付き合い/前居住地とのつながり/今後の住まいについて訪問面接調査を行った。調査は一件あたり30分から2時間の時間をかけ丁寧に行った。居住世帯は22世帯であるが、16件の回答があった。今後の住まいの再建先の調査結果を中心に前居住地との関係、現在の近所付き合いとの関係について考察を行った。(2)仮設住宅の劣化状況、つまりモノとしての実態について、現地調査と行政・施工者インタビュー調査を実施した。また、他自治体の仮設住宅の調査結果について報道や文献などから情報収集を行った。(3)平成27年度に木造仮設住宅を移設本設化した先行自治体があることが文献調査から明らかになった。この自治体と施工者に連絡をとり、計画の経緯や施工面での課題等についてインタビュー調査を行った。この事例ではある仮設団地の一部住棟を解体移築し、定住促進住宅としていた。仮設住宅と定住促進住宅の施工図面を入手することができた。これら2つの図面を比較し、部材ごとのリユーザビリティを検証した。平成27年度に予定していた調査をほぼ計画通り、実施している。先行自治体から本設化した仮設住宅の工事前と工事後の詳細な図面を入手できたことは想定以上の成果であった。東日本大震災から6年が経ち、ようやく、災害公営住宅の建設や自宅再建が進んでいる。仮設住宅やみなし仮設住宅に住む被災者は、ピーク時に比べ約25%まで下がってきた。仮設住宅から恒久的な住まいへ移行する際の被災者の心理的負担について、これまでの研究で指摘されてきた。また、一部で閉鎖が始まった仮設住宅の再利用も今日的問題である。本研究はこの2つの課題に対して実践的解を探求する。具体的には、木造仮設住宅の部材を使って災害公営住宅を建設する、ある自治体のケーススタディである。新聞やインターネットで情報収集したところ木造仮設住宅を再利用して恒久的な建築物にした、あるいは施工中の事例を2件発見した。ひとつは福島県における災害公営住宅の事例、もうひとつは岩手県のコミュニティギャラリーの事例である。それぞれのステークホルダーに仮設住宅の再利用についてインタビュー調査を行い、図面や資料を収集した。再利用を前提とした解体工事は通常よりも手間がかかること、仕上げ材や外壁材は劣化や解体工事中の破損から再利用が難しく構造材の再利用が主であること等を把握した。そして、2016年3月実施の仮設住宅居住者を対象とした訪問面接調査結果を分析した。仕事があり若年世代から仮設住宅を退去し単身高齢世帯が残っていること、そして引き続き同じ街で暮らすことを希望する世帯も高齢者が多いことがわかった。5年間の仮設住宅生活を通して生活音や日照、居室の広さに対する要望は強かった。居住者コミュニティに関しては、距離を取りつつも互いの雰囲気を感じていたい等、仮設住宅での暮らしを引き継ぐものであった。以上の結果を踏まえて、行政に対し、2つの敷地で災害公営住宅の計画案(二戸一長屋形式の住宅地と払い下げを想定した戸建て中心の住宅地)を提示した。研究の最終年度として調査結果の詳細な分析と考察を進める。さらに仮設住宅居住者に関係が深い人々(例えば周辺自治会役員や社会福祉協議会職員など)へもインタビュー対象を広げていきたい。これらをまとめて本研究の目標である仮設住宅本設化(移転・改修)の具体的な計画案を策定する。28年度が最終年度であるため、記入しない。建築計画28年度が最終年度であるため、記入しない。
タイ国塩性土壌地帯におけるポルダーシステム導入の生態工学的研究

本研究は、ボルダー・システム(輪中形式)を取り入れて、持続的生物生産方式の可能性を検討したものであり、耐早性・耐塩性植物の導入、換金作物の栽培、土壌・水環境の改善、表土の安定化(土壌侵食防止)、小動物飼育、養魚等を組み合わせた複合的生物生産方式を計画し、持続的農業の展開を目的とした。作業者手順に(1)ボルダーの造成(承水路、配水路掘削)、(2)気球による試験地の継続的空中写真撮影、(3)植生群落の人為的設定と遷移の追跡、(4)有用植物・作物栽培、(5)地表水動態・地下汽水動態・水質変化の追跡、(6)潅漑水確保(地下水・ため池利用)、(7)堤内塩類集積制御機構の検討、(8)土壌理化学性・土壌有機物・肥沃性の検討など総合的作業が組まれた。対象とする塩害地は植生が乏しいため降雨による表面流出が大きく、土性が砂質土壌であるため土壌侵食が激しく、局所的な洪水がしばしば起こった。また、地下汽水位が常に高く(通年80cm前後)、汽水の毛管上昇が起こる。乾期はほとんど降雨がなく、潅漑水不足に悩まされている。わずかな地表水は塩分濃度が高く(乾期NaCl濃度23%)、潅漑水として不適である。試験地は東北タイのコンケン市から西南約25km(N16°17′47′′,E102°39′08′′)に位置する。堤内BM標高は177.948mである。周辺の土地利用は、耕地率81%、耕地に占める水田の割合86%の水田農業中心であるが、気象変動は大きく収穫量は常に不安定である。また地形的に洪水常襲地であり、強度塩害地として指定されている。'56年'85年の気象データによると、平均年間降雨量1.177mmの約90%が雨期にスコールとして降り、平均年間蒸発量2,020mm、平均最高気温は雨期・乾期の較差は少なく3035°C、平均最低気温は雨期2225°C、乾期16°Cであり、本地域は熱帯サバンナ気候帯に属する。ホルダー堤体は、卵型の堤体を重機を用いて3基造成した。卵型は洪水流による堤体崩壊を緩和させるために採択した。地形に合わせて東側へ傾斜させ、排水口(角落し)を東側最下部に設置した。水門で雨期に締切り、乾期に開ける。3基の面積は、各々1600m^2(ポルダーNo.1)、1120m^2(No.2)、3200m^2(No.3)であり、承水路容積は1500m^2(No.12周囲)、1100m^2(No.3周囲)である。表土の土性はLSL(1:1型粘土含む)、地表から2m深までの土壌硬度(山中式)2035mm、間隙率3055%、飽和透水係数10^<-7>10^<-8>cm/sオーダー、乾燥密度1.72.0g/cm^3である。周囲に設置したピエゾメータによる地下水動態調査の結果、ホルダーサイト南方400m(周囲に村有のユ-カリ林)に深さ8m(礫層,通年低EC)の浅井戸を2つ堀り、パイプラインでホルダーサイトまで導水し、雨期後期乾期初期の潅漑水確保を計った。地表水のECが低い雨期は承水路に流入した水を潅漑水として使う。畑作には点滴潅漑を計画した。また、ゴムアスファルト被覆した貯水量250m^3のため池と承水路水位を制御するポンプステーションを作った。水位は常時7080cmに計画した。ポンプはため池管理にも使った。堤内排水は水門による自然排水とポンプ排水の2方式をとった。リーチングのために堤内湛水を試験したが、乾期は水不足で不可能で、雨期は堤外水位が地表数十cmと高くなり不可能であった。畑作には高畝にするか毛管汽水制御の方式を探索している。堤体には地被植生(Panicum repens)で覆った土壌流亡を抑制した。結果として、受食性の高い現地土壌を土盛りしているので当初降雨ごとの侵食が激しかったが、1年後には現地雑草による法面被覆が安定して堤内への土砂流入は無くなった。外周の承水路は、(1)地下水位制御、(2)雨期の潅漑水確保、(3)養魚池、(4)洪水流の減勢による堤体保護、(5)堤外からの動物侵入のバリアー、(6)堤内気象の緩和などの役割を果たしている。堤頂部には綿、アカシア、ユ-カリなどを植え、堤体の安定と同時に成長も順調であった。本研究は初年度にハードウエアの設定を完了し、2年目に詳細の調査研究を継続し、データ集積と分析を進め、段階的に各研究分野から調査・研究の結果を公表する予定である。なお、とくに耐塩性作物の導入、地域植生の導入、畑作方式の検討などについては、時間を要する研究課題であり、本研究期間では公表できる結果が整理できず、継続研究として今後の行動を計画している。

本研究は、ボルダー・システム(輪中形式)を取り入れて、持続的生物生産方式の可能性を検討したものであり、耐早性・耐塩性植物の導入、換金作物の栽培、土壌・水環境の改善、表土の安定化(土壌侵食防止)、小動物飼育、養魚等を組み合わせた複合的生物生産方式を計画し、持続的農業の展開を目的とした。作業者手順に(1)ボルダーの造成(承水路、配水路掘削)、(2)気球による試験地の継続的空中写真撮影、(3)植生群落の人為的設定と遷移の追跡、(4)有用植物・作物栽培、(5)地表水動態・地下汽水動態・水質変化の追跡、(6)潅漑水確保(地下水・ため池利用)、(7)堤内塩類集積制御機構の検討、(8)土壌理化学性・土壌有機物・肥沃性の検討など総合的作業が組まれた。対象とする塩害地は植生が乏しいため降雨による表面流出が大きく、土性が砂質土壌であるため土壌侵食が激しく、局所的な洪水がしばしば起こった。また、地下汽水位が常に高く(通年80cm前後)、汽水の毛管上昇が起こる。乾期はほとんど降雨がなく、潅漑水不足に悩まされている。わずかな地表水は塩分濃度が高く(乾期NaCl濃度23%)、潅漑水として不適である。試験地は東北タイのコンケン市から西南約25km(N16°17′47′′,E102°39′08′′)に位置する。堤内BM標高は177.948mである。周辺の土地利用は、耕地率81%、耕地に占める水田の割合86%の水田農業中心であるが、気象変動は大きく収穫量は常に不安定である。また地形的に洪水常襲地であり、強度塩害地として指定されている。'56年'85年の気象データによると、平均年間降雨量1.177mmの約90%が雨期にスコールとして降り、平均年間蒸発量2,020mm、平均最高気温は雨期・乾期の較差は少なく3035°C、平均最低気温は雨期2225°C、乾期16°Cであり、本地域は熱帯サバンナ気候帯に属する。ホルダー堤体は、卵型の堤体を重機を用いて3基造成した。卵型は洪水流による堤体崩壊を緩和させるために採択した。地形に合わせて東側へ傾斜させ、排水口(角落し)を東側最下部に設置した。水門で雨期に締切り、乾期に開ける。3基の面積は、各々1600m^2(ポルダーNo.1)、1120m^2(No.2)、3200m^2(No.3)であり、承水路容積は1500m^2(No.12周囲)、1100m^2(No.3周囲)である。表土の土性はLSL(1:1型粘土含む)、地表から2m深までの土壌硬度(山中式)2035mm、間隙率3055%、飽和透水係数10^<-7>10^<-8>cm/sオーダー、乾燥密度1.72.0g/cm^3である。周囲に設置したピエゾメータによる地下水動態調査の結果、ホルダーサイト南方400m(周囲に村有のユ-カリ林)に深さ8m(礫層,通年低EC)の浅井戸を2つ堀り、パイプラインでホルダーサイトまで導水し、雨期後期乾期初期の潅漑水確保を計った。地表水のECが低い雨期は承水路に流入した水を潅漑水として使う。畑作には点滴潅漑を計画した。また、ゴムアスファルト被覆した貯水量250m^3のため池と承水路水位を制御するポンプステーションを作った。水位は常時7080cmに計画した。ポンプはため池管理にも使った。堤内排水は水門による自然排水とポンプ排水の2方式をとった。リーチングのために堤内湛水を試験したが、乾期は水不足で不可能で、雨期は堤外水位が地表数十cmと高くなり不可能であった。畑作には高畝にするか毛管汽水制御の方式を探索している。堤体には地被植生(Panicum repens)で覆った土壌流亡を抑制した。結果として、受食性の高い現地土壌を土盛りしているので当初降雨ごとの侵食が激しかったが、1年後には現地雑草による法面被覆が安定して堤内への土砂流入は無くなった。外周の承水路は、(1)地下水位制御、(2)雨期の潅漑水確保、(3)養魚池、(4)洪水流の減勢による堤体保護、(5)堤外からの動物侵入のバリアー、(6)堤内気象の緩和などの役割を果たしている。堤頂部には綿、アカシア、ユ-カリなどを植え、堤体の安定と同時に成長も順調であった。
光る腸管神経の再生・新生機構の解明と制御

神経の光るマウス腸管切離吻合モデルで、クエン酸モサプリド(MOS)により5-HT4受容体を活性化して再生・新生が促進された壁内神経を2光子励起顕微鏡によるin vivoイメージングにより生きたまま形態学的に評価できた。加えて、胎児中枢神経由来の神経幹細胞移植を行い、移植細胞(赤色蛍光)がホスト細胞(黄緑色蛍光)と同様に腸管切離吻合部に移動して神経細胞に分化するのを同様に評価できた。ついで活動の強さに応じて光るトランスジェニックマウスの正常腸管(薄いので共焦点顕微鏡下で観察可能)の壁内神経細胞のin vivoカルシウムイメージングに成功した。本研究では、最近発見した排便反射を促進する作用を有する低分子化合物5-HT_4受容体刺激薬、クエン酸モサプリドの腸壁内神経系再生促進作用(クエン酸モサプリド用途特許出願中:特願2008-281131)を含む多領域にわたる神経の再生・新生作用の可能性とそのメカニズムの解明を基礎研究にて明らかにし、その制御を可能にするための基盤となるエビデンスを得る事を目的とする。今年度は、腸管切離吻合モデル(モルモット、ラット、マウス)で5-HT_4受容体刺激薬、クエン酸モサプリドを直腸切離吻合部局所または飲水投与して壁内神経系再生促進作用の起こるメカニズムを解明する研究を進めた。さらに、腸壁内神経新生作用も明らかにし、そのメカニズムの解明を進める研究も行った。これらの再生・新生した壁内神経系の性質やそのネットワークの生理的機能の評価はモルモットの直腸伸展誘導内肛門括約筋弛緩反射反応の有無で行った。並行して、別のチームには、腸管切離吻合モデル(ラット)を用い、5-HT_4受容体刺激薬の特異性を調べるためにセロトニン取り込み阻害薬(フルボキサミン)(内因性のセロトニン増加を起こす)を作用させてその効果を検討した。その結果、クエン酸モサプリドは局所投与、経口投与のどちらでも同様に腸壁内神経再生効果を示した。この効果は5-HT_4受容体遮断薬によって完全に切れることから、5-HT_4受容体の活性化による作用であることが証明できた。一方、セロトニン取り込み阻害薬は内因性のセロトニンを増加させて、同様に、神経再生・新生作用を起こすことを期待したが、全くそのような効果は得られなかった。現在、この原因を解明するためにセロトニン取り込みタンパクである(SERT)の免疫染色を進めているところである。昨年度は、腸管切離吻合モデルでクエン酸モサプリドにより再生・新生した壁内神経系やそのネットワークを2光子励起顕微鏡によるin vivoイメージングにより生きたまま形態学的に評価するシステムの確立を生理学研究所鍋倉教授との共同研究で行い、光る腸壁内神経系の観察に成功したので、PLoSONEに論文を発表した。今年度は神経幹細胞移植によって吻合部位に新生細胞ができるかどうかをin vivoイメージングで調べた。この結果により、神経幹細胞が血流を介して動員され、吻合部位で神経に分化していく道筋を明らかにすることができた。ついで埼玉大学中井教授が作製する神経活動に応じて神経が光るトランスジェニックマウス(GCaMP TG mouse)で、in vivoイメージングによる生理実験法の確立を昨年度と同様にめざした。今年度は別の系のマウスで同様のことを試みた結果、GFPで腸壁内神経は強く光っているが、腸管を刺激しても腸壁内神経の輝度はかわらず、生理的な反応は取得できなかった。腸管切離吻合モデル(ラット)を用い、5-HT4受容体刺激薬の特異性を調べるためにセロトニン取り込み阻害薬(SSRI:フルボキサミン)(内因性のセロトニン増加を起こす)を作用させてその効果を検討した結果、SSRIでは全く効果は得られなかった。クエン酸モサプリドの単独効果とSSRIとの併用効果の検討は、ホールマウント標本での神経の免疫染色がうまく行かないので中止した。糖尿病モデルマウスに1年半以上にわたってクエン酸モサプリドを飲水させ、末梢神経障害を予防できるかどうか今年度当初から始めた。血糖値を測定したらほぼ70%のマウスが高血糖を呈していた。もし、クエン酸モサプリドが有効であれば、糖尿病患者の末梢神経障害の治療薬としての可能性が広がってくるので次年度に向けて引き続きクエン酸モサプリドの飲水を続ける。本研究では、最近発見した排便反射を促進する作用を有する低分子化合物5-HT4受容体刺激薬、クエン酸モサプリドの腸壁内神経系再生促進作用(クエン酸モサプリド用途特許第5089556号2012.9.21登録)を含む多領域にわたる神経の再生・新生作用の可能性とそのメカニズムの解明を基礎研究にて明らかにし、その制御を可能にするための基盤となるエビデンスを得る事を目的とする。

今年度は、腸管切離吻合モデルでクエン酸モサプリドにより再生・新生した壁内神経系やそのネットワークを2光子励起顕微鏡によるin vivoイメージングにより生きたまま形態学的に評価するシステムの確立を生理学研究所鍋倉教授との共同研究で、まず既存の中枢神経の光るトランスジェニックマウスを使って成功し、光る腸壁内神経系の観察に成功した。ついで埼玉大学中井教授が作製する神経活動に応じて神経が光るトランスジェニックマウス(GCaMP TG mouse)はコロニーが作成できたので、in vivoイメージングによる生理実験法の確立をめざしたが、GFPで腸壁内神経は光っているが、腸管を刺激しても腸壁内神経の輝度はかわらず、生理的な反応は取得できなかった。今後は別の系のマウスで試みる。並行して、WS4巨大結腸症モデルマウスで、クエン酸モサプリドの飲水投与1週間で先天性の壁内神経欠損に対する治癒効果を調べた。実験に用いたWS4マウスは、へテロ体であるため、腸壁内神経系の欠損状態がマイルドであったため、効果の判定がむずかしく、結論を得ることはできなかった。腸管切離吻合モデル(ラット)を用い、5-HT4受容体刺激薬の特異性を調べるためにセロトニン取り込み阻害薬(SSRI:フルボキサミン)(内因性のセロトニン増加を起こす)を作用させてその効果を検討した。その結果、セロトニン取り込み阻害薬では全く効果は得られなかった。これまでの研究で、腸管切離吻合モデルでクエン酸モサプリドにより再生・新生した壁内神経系やそのネットワークを2光子励起顕微鏡によるin vivoイメージングにより生きたまま形態学的に評価するシステムを確立し、既存の中枢神経の光るトランスジェニックマウス(Thy1プロモーターGFPマウス)を使って成功し、光る腸管神経の観察に成功した。今年度は、神経再生新生作用を示す起原細胞が神経堤由来神経幹細胞であることを証明するために、腸管切離吻合術後、胎児の海馬や脳室底の神経幹細胞をPKH26という赤色蛍光色素でマーキングしたあと尾静脈よりThy1プロモーターYFPマウスに移植し、その後2週間クエン酸モサプリドを飲水投与した。そして、赤色蛍光を示す移植した神経幹細胞から分化した神経細胞(トランスプラント細胞)と、もともと存在した神経幹細胞が吻合部に移動してきて神経細胞に分化した黄緑色蛍光を示す細胞(ホスト細胞)のin vivoイメージングを同じ波長で同時に観察した。手術をのみの腸管吻合部でも多少のPKH26陽性細胞は観察されたが、クエン酸モサプリドを飲水投与したマウスでは、吻合部にのみ観察されたPKH26陽性細胞とYFP陽性細胞数は有意な増加を示した。3次元で、夫々の細胞の分布をしらべたが、腸管表面から120 micromまでの深さにほぼすべての細胞が分布していた。トランスプラント細胞とホスト細胞の両者を比較すると、前者は後者の1/10の数であったが、その分布はほぼ同様であった。これらの結果は、腸管切離吻合モデルでクエン酸モサプリドにより促進された再生・新生した神経細胞の起原細胞は、(神経堤由来)神経幹細胞である可能性が高い事が示唆された。そのほか、クエン酸モサプリドの効果は、c-RETシグナルを介して起こる事をラット直腸とマウス回腸の切離吻合モデルで証明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。生理学26年度が最終年度であるため、記入しない。
膠原病の遺伝素因におけるIRFファミリー遺伝子群の包括的関連研究

IRFおよびTLR関連遺伝子の全身性エリテマトーデス(SLE)疾患感受性への寄与を検討し、日本人集団において、SLEの病態に重要なI型インターフェロンの誘導に深く関わるIRF7、TLR7との関連を検出した。IRF7遺伝子近傍に位置する一塩基多型(SNP)は、抗Sm抗体陽性および腎症合併SLEとの関連が認められた。さらに、TLR7遺伝子の3'非翻訳領域とイントロンに位置するSNPが、独立にSLE発症に寄与することが見出された。また、TNFAIP3およびTNIP1遺伝子とSLEの関連も認められた。IRFファミリー遺伝子、および、IRF関連遺伝子(TLR7、TNIP1、TNFAIP3)について、SLEとの関連を検討し、有意な関連を見出した。IRF7は、I型インターフェロン(IFN)の産生に必須であり、SLEへの関与が強く示唆される。IRF7の機能的重要性を考慮し、IRF7遺伝子領域(約4kb)のリシークエンシングを行った。多数のSNPに加え、30塩基の挿入欠失多型を検出したが、挿入欠失多型とSLEの有意な関連は、認められなかった。I型IFNシグナルにおいて抑制的に働くIRF2においては、イントロンに位置するSNPとSLEの関連が検出された。TLR7/9からのシグナルにより、IRF7の活性化がおこり、I型IFN産生が誘導される。TLR7は、SLE発症への寄与が示唆されている。東アジア人集団でSLEとの関連の認められたTLR7遺伝子について、日本人集団における関連を検討したところ、3'非翻訳領域のSNP rs3853839とSLEの関連が、日本人集団において確認され、さらにイントロンに位置するSNPとの関連も検出された。GENEVARデータベースを用いた発現解析により、SLE疾患感受性遺伝子であるIRF5のmRNA発現がTNIP1発現と相関を示すことを見出した。TNIP1は、SLEのゲノムワイド関連研究において関連が報告されており、日本人SLEにおける関連を検討したところ、rs7708392 SNPが有意な関連を示した。さらに、SLE感受性遺伝子の1つであり、TNIP1との結合が報告されている、TNFAIP3についても、翻訳領域に位置するrs2230926 (Phe127Cys)が日本人SLEと関連することを見出した。I型インターフェロン(IFN)は、全身性エリテマトーデス(SLE)の病態において重要な役割を果たす。本研究では、SLEの疾患感受性遺伝子の同定を目的とし、IFN関連遺伝子を対象とした関連解析を施行した。前年度、I型IFNの産生に必須であるIRF7遺伝子のリシークエンシングにより、非同義置換(Lys179Glu,Gln412Arg)を含む多数の多型を検出した。今年度は、検出されたIRF7多型について関連解析を行ったが、SLEとの有意な関連は検出されなかった。一方、IRF7の下流に位置し、ヨーロッパ系集団においてSLEとの関連が報告されているPHRF1遺伝子上の単一塩基多型(SNP)rs4963128について、日本人SLEとの関連を検討したところ、抗Sm抗体、および、腎症との関連が見出された。TLR7は、IRF5やIRF7を介してI型IFNや炎症性サイトカインの産生を誘導する。TLR7のSLEへの関与は以前から示唆されている。東アジア集団においてSLEとの関連が報告されたTLR7 3'非翻訳領域(UTR)のSNP rs3853839は、日本人集団においても有意な関連が認められた。さらに、日本人集団におけるTLR7 SNPとSLEの関連を詳細に検討したところ、イントロン領域のSNPとの有意な関連が検出された。この関連は、3'UTR SNPの関連とは独立であり、3'UTRとイントロンSNPの両方のリスクアリルをもつことで、さらにSLE発症のリスクが高まることが見出された。
心臓死ドナーを用いた肝移植を確立するための新たな保存法開発に関する研究

1)開発したCore-Cooling装置を心停止後の腎臓摘出に応用したところ、全例移植後の機能発現が得られた。2)心停止30分後の肝摘出に人工心肺を用いたコアークーリング法を用い、人工心肺を用いない従来のis situ flushing法と比べた。人工心肺を用いたコアークーリング法を用いることにより、虚血によって下降したエネルギーチャージを摘出前に上昇させうることが判明した。また、肝組織は温度が15°Cにおいても、酸素消費をしていることが明らかとなり、冷却する過程においても人工心肺にて酸素化する本法の利点の裏付けとなった。3)心停止後30分のイヌのモデルを用いて、右肝右葉後区域をグラフトとして、レシピエントの肝右葉下部に移植したところ、病理学的にも正常な肝臓で、十分に機能しうることが判明した。この実験で技術的に異所性の肝臓移植のモデルを確立した。また、一時的門脈の動脈化により肝の酸素消費量の上昇が見られ、虚血障害が軽減されることが示唆された。4)イヌおよびブタの30、60分温阻血モデルを用い、人工心肺下コアークーリング法および異所性移植により、イヌでは30分、ブタでは60分までの温阻血肝ならば、心停止後ドナーを用いた肝移植が可能となりうることが明らかとなった。5)一方、ラットにおいて、肝の120分の温阻血において、Lipo-PGE1の投与により生存率の向上が認められた。また、血流再開後30分の肝組織血流量を測定することにより、生存の予測ができることが明らかとなった。本研究により、人工心肺化コアークーリング法による摘出、Lipo-PGE1の投与、一時的門脈動脈化のそれぞれが、独自に温阻血障害の軽減に役立つことが判明した。これらの方法を組み合わせることにより、さらに阻血障害が軽減されるかについては今後の課題である。(1)心停止30分後に、人工心肺を用いたコア-クーリング法を用いて肝を摘出し、人工心肺を用いない従来のin situ flushing法と比べた。人工心肺を用いたコア-クーリング法において、有意に肝組織ATPレベルは高く、虚血によって下降したエネルギーチャージも摘出前に上昇させうることが判明した。また、肝組織は温度が15°Cにおいても、わずかながら酸素消費をすることが明らかとなり、冷却する過程においても人工心肺にて酸素を投与するこの方法の利点の裏づけとなった。(2)虚血障害のある肝において、直ちに100%機能しなくとも、生命の危険がないように、異所性部分肝移植のモデルを確立した。また、下大静脈と移植肝下大静脈の吻合後に、大腿動脈に挿入したカテーテルを通して、門脈に動脈血を流す方法を取り入れた。この方法によってレシピエントの手術時間は短縮され、かつ血流再開された肝には、つねに酸素化された動脈血が供給されることになる。(3)雑種成犬10-15kgを用いて、人工心肺によるコア-クーリング法下に心停止30分後に肝を摘出。その肝を右葉後区域の部分肝とし、門脈動脈化による異所性肝移植を行なった。コア-クーリング法により、肝のエネルギーチャージは0.28より0.46へ上昇し、移植した直後の肝静脈ケトン体比は0.81と良好であった。移植直後には胆汁排泄は認められなかったが、4日目以後、全例に胆汁排泄が認められるようになった。また、病理学的検討においても、肝壊死は認められず、移植肝が正常に機能していると思われる所見であった。

以上の1)人工心肺を用いたコア-クーリング法.2)自己の肝を温存した異所性肝移植.3)一時的門脈動脈化の3つの方法を応用することにより、心停止後の肝を臨床的に移植に利用する可能性が示唆された。安全で確実に心臓死ドナーを用いた肝移植を行う方法として、平成4年度において、異所性部分肝移植の手術方法を確立した。そして、人工心肺を用いたコア-クーリング法および門脈動脈化を用いることにより、30分の温阻血肝の移植が可能となりうることを証明した。平成5年度は、これに引き続き、門脈動脈化の有用性をより明確にするために対照群を用いて比較検討した。実験モデルはイヌの30分温阻血肝を用いた異所性部分肝移植とした。その結果、移植直後に門脈の一時的動脈化を行なうことにより、活性酸素障害をきたすことなく、温阻血障害が軽減されることが明らかとなった。それに加えて、この門脈動脈化によって、血中のヒアルロン酸値が有意に改善し、ヒアルロン酸値は早期のviabityの判定に役立ち得ることが示された。これらのことから、肝の内皮細胞やkuppfer細胞の機能改善が門脈動脈化の有用性の一因であることが示唆された。また、プロスタグランディンE1を加えることにより、臓器への灌流血流量は増加し、温阻血障害が軽減することも明らかとなり、当初、目的としなかった結果も派生的に得られた。本年度はイヌ20頭を用いて研究を行ったが、イヌの入手が後期より困難となってきたため、モデルをブタに変更している。また、長時間の冷保存を可能にするために、単純に保存液の組成を代えても現存のUW液に優る結果は得られなかった。むしろ冷保存による障害を少なくするためには、再灌流時の工夫が必要と考えられたため、この点は今後の研究の課題として残った。安全で確実に心臓死ドナーを用いた肝移植を行う方法として、平成4年度において、異所性部分間移植の手術方法を確立した。そして、人工心肺を用いたコアークリング法および門脈動脈化を用いることにより、30分の温阻血肝の移植が可能となりうることを証明した。また、平成5年度は門脈の一時的動脈化を行うことにより、温阻血傷害が軽減されることが明らかとなった。さらに、ヒアルロン酸がviabilityの判定に役立ちうることが示された。平成6年度では、平成4、5年度にイヌを用いていたのが入手困難となったため、ブタにモデルを変更せざるを得なかった。従って、平成4年度に確立したイヌにおける異所性肝移植のモデルを多少、ブタの肝臓に合致するように変更した。本年度の実施予定であった冷阻血負荷の容認時間の決定については、心停止30分後に摘出した肝では、特に処置をしない場合、摘出直後に移植しても機能しなかった。一方、人工心肺を用いた場合、6時間までのUW液による冷保存は、異所性移植の技術を採用すれば、臨床的にも可能であることが示された。また、部分肝移植の肥大に関する研究では、当初、自己の肝が残っている状況では、肥大しないと予想されたが、肉眼的にまた、重量増加からみて、20-30%の肥大が生じていることが示されている。モデルをブタへ変更したことにより、多少研究の進行が遅れ、肥大のBrDUを用いた定量化については、いまだ進行中である。さらに、臨床応用を真に実現するために、安全域を見込んだ虚血時間の限界をさらに、細かく明らかにしていく必要性があることを今後の研究課題として確認した。
超高解像度ＧＣＭ出力の最適ダウンスケーリング開発と流域動態モデル統合化への応用

観測値とGCM出力値の差からGCM出力値を統計的ダウンスケーリングする既往補正手法に,地球統計学から推定された調整パラメータの空間分布を得て,任意点でのGCM出力値の最適な補正を行う提案をした.それで得られた同出力補正値を用いて気候変動による地下水への影響評価を,高知県物部川流域沿岸部の塩水侵入度合で算定したところ,現在気候の塩水侵入度合に比べ世紀末の将来気候では,降雨による地下水涵養量が減ることで更に内陸部へ深く塩水が侵入し,農地環境は悪化する可能性があるという結果を得た.海面上昇も考慮したならば更に悪条件となる.したがって沿岸部で同様の結果となる流域を他に特定して早期に策を打つべきである.当研究では最新の一般非公開超高解像度GCM出力や他の公開GCM出力を用いて任意地点の地球統計的ダウンスケーリングを高精度で行い,アンサンブルに流域内の様々な動態評価をすることで不確定性も考慮しながら検討することが目的である.初年度では,まず独自開発した流域の各動態モデル(河川水動態・水温動態・水質動態・栄養塩動態・土砂動態・地下水動態・洪水氾濫動態)との連成化を行うために,各動態に関して基礎的なモデリングを行ったのち,第一歩として,それらのモデルをHydro-BEAMという分布型流出モデルへ非連成のまま付加した.同時並行作業としてそれらを連成していくための資料を収集,あるいは様々な各動態研究者と議論して知識を収集した.さらに,地球統計的ダウンスケーリングには平成22-24年度基盤研究(C)で作成したシステムを利用し,その計算環境を現在のGCM出力に合うように再編成させた.上記の中で特筆すべきは,既往氾濫モデルではなく,家屋周囲の空間や道路を流れる水の挙動を,浸透流の則導出時の土粒子間隙の水挙動と同様に見立ててナビア・ストークス式を基に代表者が一からアプローチして考案した全く新しい氾濫伝達モデルを用いる点にある.地球統計学的ダウンスケーリングした降雨情報を利用すれば,氾濫挙動解析がスケーラブルに対応できる上に,精度向上が期待できる.初年度は当該設備備品「ユニットコム製流域動態統合化システム」によって計算環境を構築しており,同時に河川水動態,地下水動態,水温動態,栄養塩・化学物質動態,土砂動態農作物育成動態,生態系動態,農産物適性動態,植物季節性動態をスケールが噛み合うようにモデル化を試みている.一部にまだスケールとモデルのギャップが取れない部分があったため,そのギャップを埋めるアイデアを構築している.同時にその関連資料も収集していた.また,当該年度はこれらの結果の可視化が可能となるように設備備品を購入予定であったが過去作成した設備備品の修繕による再利用によって可視化システムを用意することが出来たため,そのシステムを設置した.これによって画面上にビジュアライズマップを描写するように連動プログラムされたシステムは構築された.各評価モデルが完全稼働すべく,日本の主要研究者に積極的に相談し,地下水や洪水氾濫や地盤汚染など各研究方面の資料提供とモデルの開発助言ならびに方向性の是非の確認を行っていった.以上から,最終年度に向けて方向性も定まり,実流域への適用を試みる準備が整った.地下水流道などの現象スケールが水文一般の挙動スケールよりも小さなスケールであったため,そのギャップから局所的な挙動が平滑化されてしまう欠点が生じ,それを補うための方策を立てるため,日本の様々な大学の研究者から助言や相談・議論を行う事になった.そのため,こちらから赴いて色々な有益な資料や助言を得ることが出来た.それを除いては当初の計画通り,可視化システムは構築できたので,概ね順調に進んでいると言える.当研究では最新の一般非公開超高解像度GCM出力や他の公開GCM出力を用いて任意地点の地球統計的ダウンスケーリングを高精度で行い,アンサンブルに流域内の様々な動態評価をすることで不確定性も考慮しながら検討することが目的である.当年度では,地下水動態について行ったモデリングを用いて,気候変動に伴う地下水への影響評価としうる沿岸帯水層への塩水侵入度合いについて現在と将来の比較検討を行った.現実には,地下水の塩水侵入域は真水との混合域を有して存在していることから真水と塩水の境界が不確かであり,計算領域の広さや淡塩解析で計算負荷が過分に大きくなるため,普通の計算では平易に侵入評価を得ることが難しい.本研究では,混合域がないと仮定した理論的考察で得られる塩水くさび(帯水層内の塩水侵入域)の沿岸から最も奥に侵入した距離(最大侵入長)をもって塩水侵入評価の基準とした.実際にはこの侵入長が塩水くさび混合域の中央付近になると思われ,侵入長の評価基準としても理に適うところが多く,計算対象域をある程度大きめの領域分割で地下水シミュレーションしても詳細な塩水侵入計算に持って行かずに評価が可能となった.事例として,昔から沿岸域が塩害に見舞われやすい高知県物部川流域を選んだ.ただし,純粋な塩水侵入への影響を考慮するため,将来の海面上昇は考慮せずシミュレーションした.その結果,19752003年の現在気候では塩水侵入長が170mから190mの間で変化しているのに対して,20752099年の将来気候では200mから300mの変動幅を持つ結果となった.

塩水侵入長は,単純に言えば,上流からの真水地下水流下量で塩水をどれだけ押し下げられるかで決まる.計算結果から,将来的には年降雨量の減少傾向により,最長で現在より130mも内陸まで塩害が及ぶ可能性があり,今以上の塩水侵入するという予測結果を示唆した.観測値とGCM出力値の差からGCM出力値を統計的ダウンスケーリングする既往補正手法に,地球統計学から推定された調整パラメータの空間分布を得て,任意点でのGCM出力値の最適な補正を行う提案をした.それで得られた同出力補正値を用いて気候変動による地下水への影響評価を,高知県物部川流域沿岸部の塩水侵入度合で算定したところ,現在気候の塩水侵入度合に比べ世紀末の将来気候では,降雨による地下水涵養量が減ることで更に内陸部へ深く塩水が侵入し,農地環境は悪化する可能性があるという結果を得た.海面上昇も考慮したならば更に悪条件となる.したがって沿岸部で同様の結果となる流域を他に特定して早期に策を打つべきである.当研究の申請調書に記載の予定に従い,平成22-24年度基盤研究(C)で作成した地球統計的ダウンスケーリングシステムの内部を改造し,再構築することで,現在の最新GCM出力に対応できるようにした.流域動態を統合化するシステムを初年度設備備品上に構築するにあたり,各動態(水温動態・水質動態・栄養塩動態・土砂動態・地下水動態・洪水氾濫動態)モデルを,ベースであるHydro-BEAMという分布型流出モデル(河川水動態モデル)に対して付加し,徐々に連成化していくという作業を行っていて完成はしていないが得られた資料や知識を基に順調に進んでいる.ここでのプログラミングもFortranで構築していっており,現在のところ問題は生じずに進んでいる.最終年度として,実流域の各動態挙動を確認する必要があるため,観測データの入手が必要になる.これは各流域で収集の必要がある.またGCMデータを有効に活用すべく,多くのシナリオを考慮したアンサンブル平均を用いて将来予測に活用していく必要があると考えられる.これらを出来るだけ速やかに進めていく予定である.流域水文学流域の各動態モデルを連成化して統合化する作業を完成させ,稼働させた結果を可視化するようにする.その可視化した結果から問題点を洗い出し,モデリング修正または連成化修正を施すことで,その統合化モデリングを完成させていく.そのために可視化システムを構築する.その後,日本実流域から流域温暖化影響を統合的に評価することを開始する.