hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
付着上皮は唾液腺分泌抗菌タンパクによる感染防御機構を持つ

レーザーマイクロダイセクション法により回収したマウスの付着上皮、口腔上皮を用いて、唾液腺分泌抗菌タンパクであるプロラクチン誘導タンパク(PIP)の半定量性リアルタイムPCR解析による遺伝子発現解析を行った。その結果、通常飼育されたコンベンショナルマウスの付着上皮で口腔上皮と比較して発現が有意に高い事が明らかとなった。ヒト口腔内上皮培養細胞におけるLPS刺激後のPIPの発現は刺激後24時間で最も発現が高かった。また、免疫組織化学解析の結果、コンベンショナルマウスと無菌状態で飼育されたジャームフリーマウスのそれぞれの付着上皮でPIPの発現が認められたが、口腔上皮では発現が認められなかった。本研究の目的は、抗菌ペプチドであるプロラクチン誘導タンパク質を中心とした付着上皮における詳細な特異的感染防御機構のメカニズムを解明・検証する事である。平成24年度研究計画で培養歯肉上皮細胞を用いた外分泌タンパクであるプロラクチン誘導タンパクの発現メカニズムを解明するために、歯周病原生細菌由来のリポポリサッカライドの培養歯肉上皮細胞における遺伝子解析を行った。その結果、刺激後24、48時間後の培養歯肉上皮細胞でプロラクチン誘導タンパクの発現が無刺激時の培養歯肉上皮細胞と比較して、約4倍に増加している事が明らかとなった。また、刺激後24時間でもっとも発現が増加する事も明らかとなった。しかながら、外分泌腺である涙腺と比較した場合、有意に低いことが明らかとなった。次に無菌状態で飼育されたジャームフリーマウスと通常飼育されたコンベンショナルマウスからレーザーマイクロダイセクションを用いて付着上皮・口腔粘膜上皮を回収し、遺伝子発現を解析を行ったところ、通常飼育されたコンベンショナルマウスの付着上皮で発現が認められたが、コンベンショナルマウスの口腔粘膜上皮およびジャームフリーマウス付着上皮、口腔粘膜上皮では検出されなかった。またタンパクレベルでの発現を検証するために免疫蛍光染色を行った。プロラクチン誘導タンパクはコンベンショナルマウスの付着上皮では発現が認められたが、コンベンショナルマウス口腔粘膜上皮およびジャームフリーマウスの付着上皮、口腔粘膜上皮では発現が認められなかった。以上の事から、最近感染の有無により付着上皮でPIPは遺伝子およびタンパクレベルで発現している事が考えられる。本研究の目的は、唾液腺、涙腺などで発現が認められる抗菌タンパクであるプロラクチン誘導タンパク(PIP)の歯肉上皮における役割を明らかにし、歯周病の病態形成における付着上皮特異的感染防御機構を解析する事である。申請者らは以前にマウスの頭部非脱灰凍結切片を作成する事に成功し、レーザーマイクロダイセクション法により歯肉上皮の中でも生体内で唯一硬組織を接し、細胞数が非常に少ない付着上皮のみを回収する事に成功した。マイクロアレイ解析の結果、好中球セリンプロテアーゼインヒビター(SLPI)や抗菌作用を有するS100A8/S100A9のヘテロダイマーであるカルプロテクチンなどの抗菌タンパクが付着上皮で特異的に発現している事を見出た。また、通常飼育されたコンベンショナルマウスと無菌状態で飼育されたジャームフリーマウスの付着上皮において発現が異なる事も明らかとなった。マイクロアレイ解析の結果、これらのタンパクと同様に、PIPも歯肉上皮と比較して付着上皮で有意に発現している事が明らかとなった。これまでの研究結果から、付着上皮においてPIPが発現するという報告はなく、付着上皮で外分泌抗菌タンパクであるPIPによる感染防御機構を有する可能性が示唆された。従って、本研究はPIPを中心とした抗菌タンパクの付着上皮における感染防御メカニズムを明らかにする事で、抗菌タンパクの歯周病の病態形成における詳細な防御機構や発現メカニズムを明らかにすることである。平成24年度の研究計画では、当初の計画通り培養歯肉上皮細胞におけるプロラクチン誘導タンパクの発現メカニズムや炎症性サイトカイン刺激時における発現変化を遺伝子解析およびタンパクレベルで解析を行う予定であったが、培養歯肉上皮細胞の培養が困難であるために、平成24年度に予定していた培養歯肉上皮細胞における細胞表面受容タンパクの抑制時におけるプロラクチン誘導タンパクの遺伝子発現解析に関する研究までは至っていない。しかしながら、平成25年度の実験計画にある生体内でのプロラクチン誘導タンパクの発現および詳細な機能を解明するために、無菌状態で飼育されたジャームフリーマウスの付着上皮を用いて遺伝子解析およびタンパク質の局在の解析などの組織科学的解析を並行して行う事で、生体内でのプロラクチン誘導タンパクの局在や遺伝子発現レベルが明らかとなり、付着上皮本来の特異的感染防御機構が明らかとなった。また、細菌感染の影響を調べるために通常飼育されたコンベンショナルマウスの付着

上皮における遺伝子発現解析結果から、細菌感染によってプロラクチン誘導タンパクの発現が増加する事も明らかとなった。以上の事から本研究計画は現在おおむねに順調に進展していると考えられる。25年度が最終年度であるため、記入しない。引き続き培養歯肉上皮細胞を使用して、培養歯肉上皮細胞に歯周病原生細菌のリポポリサッカライドのアンタゴニストを作用させ、細胞表面受容タンパクを抑制した時のプロラクチン誘導タンパクの発現を解析する。発現に変化がない場合は他の細胞表面受容タンパクのレセプターでも検討を行っていく予定である。また平成25年度の計画通り、生体内においてもリポポリサッカライドの発現変化の解析を行う予定であるが、直接塗布する時に個体差によりうまく塗布できない場合が考えられる。このような場合には、口蓋部に直接投与を行う事で確実に歯周組織塗布させる事が可能であると考えられる。次に実験的歯周炎を作成し、マウスの付着上皮におけるプロラクチン誘導タンパクの発現変化や臨床的意義の解明するために歯周炎惹起マウスを作成していく予定であるが、計画書通り矯正用ワイヤーを使用して上顎臼歯部にリガチャーを巻いて歯周炎を惹起させる。しかしながらマウスの口腔内で実験的歯周炎作成が困難な場合、全身麻酔下で歯肉弁を作成し、歯科用ラウンドバーで骨切除を行い、骨欠損部にリガチャーを挿入する事で確実に実験的歯周炎を作成する。また、過去の網羅的遺伝子解析の結果、プロラクチン誘導タンパク以外にも口腔粘膜上皮と比較して付着上皮で有意に高い分泌タンパクいくつか考えられるため検討していく。
ディスク型SOFCを模擬した平行円板流路におけるガス流動の最適化

固体酸化物型燃料電池(SOFC)の一種であるディスク型SOFCの流路を想定し、平行円板間に生じる放射状ガス流動の特性について検証を行なった。SOFCに供給される空気および燃料は、電気化学反応を伴う高温場で流動するため、実際の運転条件下で流動状態の詳細を計測することは困難である。したがって本研究では、実機と同規模の流路を作製して力学的に相似な流れ場を再現し、その流動特性のみに着目して、円板間放射状流れの特徴を実験的に調べた。流れ場の計測には粒子画像流速計(PIV)を適用し、円板に平行な面内と垂直な面内の速度ベクトルを異なる流量のもとで取得した。さらに、速度場のデータから、ポアソン方程式を用いて圧力場を推定した。燃料の流れを模擬した実験では、流量の増加とともに、アノードに相当する壁面付近において流れの増速される領域が局所的に現れた。また、このような非一様性は、速度場から推定した圧力係数の分布によっても確認された。この現象は、壁面近傍における粘性効果の増減と、流量変化に伴う慣性力の増減とのバランスで定まるものであり、本実験条件下ではレイノルズ数が7程度の流量において、もっとも一様な流れ場が得られた。空気流路内の流れを模擬した実験では、流路の構造上、流入口付近で大規模な渦が観測された。また同条件で行った数値シミュレーションでは、このような渦が空気流の予熱や流路の温度こう配に影響を及ぼすことが示された。したがって、燃料電池に供給する空気の流れとしては、大規模渦に起因する不均一を抑制するため可能な限り低流量に設定した運転を行なうことが重要であり、本実験で使用した流路形状に対しては、レイノルズ数が30程度になるような流量で流れが最適化された。さらに流れの均一化を図るためには、空気流の吹き込み方法についても検討を加える必要がある。固体酸化物型燃料電池(SOFC)の一種であるディスク型SOFCを対象として,平行円板間に生じる放射状ガス流動の特性について検証を行なった.SOFC内の空気および燃料の流動は,電気化学反応を伴う800°C程度の高温場で行われるため,実際の運転条件下で流動状態の詳細を計測することは困難である.したがって本研究では,実機と同規模の流路形状に対して力学的に相似な流れ場を再現し,その流動特性のみに着目して,円板間放射状流れの特徴を実験的に調べた.流れ場の計測には粒子画像流速計(PIV)を適用し,円板に平行な面内と垂直な面内の速度ベクトルを,異なる流量のもとで取得した.燃料の流れを模擬した実験では,主流部の流れは下流に向けて徐々に減速されるものの,放射状流れの流動形態を維持していることが確かめられた.しかし壁面付近では,流量の増加に伴って周方向の不均一性が強くなり,局所的に増速される領域が現れた.これらの現象は,壁面と流体との接触面積の変化に伴う粘性効果の増減と,流量変化に伴う慣性力の増減とのバランスで定まるものと考えられるが,本実験条件下では,レイノルズ数が約47の範囲において,最も一様な流れ場が得られた.また,空気流路内の流れを模擬した実験では,流量の増加によって円板流路の中心付近に逆流の存在が観察された.空気流路と燃料流路では,流路構造の違いにより流入状態が異なるため,燃料の流れを模擬した実験では測定されなかった逆流域が出現したと考えられる.ディスク型SOFCでは,流路中心部から発電反応が開始されるため,この領域で均質な流れを実現することは重要である.

したがって,燃料電池に供給する空気の流れとしては,可能な限り低流量に設定した運転を行ない,流速の不均一を抑制することが必要である.固体酸化物型燃料電池(SOFC)の一種であるディスク型SOFCの流路を想定し,平行円板間に生じる放射状ガス流動の特性について検証を行なった.SOFCに供給される空気および燃料は,電気化学反応を伴う高温場で流動するため,実際の運転条件下で流動状態の詳細を計測することは困難である.したがって本研究では,実機と同規模の流路を作製して力学的に相似な流れ場を再現し,その流動特性のみに着目して,円板間放射状流れの特徴を実験的に調べた.流れ場の計測には粒子画像流速計(PIV)を適用し,円板に平行な面内と垂直な面内の速度ベクトルを異なる流量のもとで取得した.さらに,速度場のデータから,ポアソン方程式を用いて圧力場を推定した.燃料の流れを模擬した実験では,流量の増加とともに,アノードに相当する壁面付近において流れの増速される領域が局所的に現れた.また,このような非一様性は,速度場から推定した圧力係数の分布によっても確認された.この現象は,壁面近傍における粘性効果の増減と,流量変化に伴う慣性力の増減とのバランスで定まるものであり,本実験条件下ではレイノルズ数が約47の範囲において,最も一様な流れ場が得られた.空気流路内の流れを模擬した実験では,流路の構造上,流入口付近で大規模な渦が観測された.また,同条件で行った数値シミュレーションでは,このような渦が空気流の予熱や流路の温度こう配に影響を及ぼすことが示された.したがって,燃料電池に供給する空気の流れとしては,大規模渦に起因する不均一を抑制するため可能な限り低流量に設定した運転を行なうことが重要であり,空気流の吹き込み方法についても検討を加える必要がある.
国際ハブ空港の経済効果に関するモデル分析

(1)単純に空港の使用料が外国に比べて高いことは必ずしも不合理ではない。特に、競合する他国が経済的に合理的でない理由でいたずらに低価格で空港サービスを供給する場合には、その数倍の価格で供給することにより、経済厚生的には有利な立場を得ることができる。この場合、名目の国民所得に惑わされてはいけない。(2)閉鎖経済で成立する外部性に対する一般的定理であるピグー補助金は、国際公共財であるハブ空港の場合は成立しない。したがって、「国際ハブ空港の外部経済効果分については補助しても構わない。」といった一般財源投入理由は、論理的に破綻している。(3)しかし、グローバリゼーションと呼ばれるような潮流の中で、外国の人々が寄港することによる自国への経済効果がより重要度を増したり、自国民がハブ空港の国籍にこだわらなくなりつつある状況では、(自国民への所得課税率は上昇したとしても)空港の使用料を下げて、利用者を招き入れることが戦略的には正当化され得る。(4)また、ハブ・アンド・スポーク型ネットワークのもとで、海外と国内の航空会社が提携する可能性を検討するために、航空会社が採用する可能性のあるすべての戦略に関して、それぞれのケースの利潤を比較した上で均衡解を導き出した。結論としては、両航空会社とも提携しない戦略を採用することになった。両航空会社がともに提携をしないという均衡は、いわゆる囚人のジレンマのような状態になっていると考えることができるであろう。I.空港の整備・運営および経済効果に関する既存文献のサーベイ大規模な国際空港は「ヒト」および「モノ」の国際的流動に決定的な影響を与える社会基盤としてまず挙げられる。我が国においてしばしば問題とされるのは、着陸料や施設使用料が高額であること、また国内における分散的な国際空港の建設・整備によって、東アジア地区におけるハブ空港の地位を他の近隣諸国の大規模空港に奪われるのではないかという懸念である。この中、前者の料金の高さについては、埋め立て等の純粋に工学的問題や非貿易財としての建設サービスの問題を除けば、我が国の空港整備財源が基本的に独立採算に近いものであるのに対し、競争相手と目される国の空港には一般財源が多量に投入されていることに起因すると思われ、国民の経済厚生を検討する場合、単純な料金の比較は必ずしも有効ではない。そこで本研究ではまず、財源の問題を含めて各国の空港の整備・運営手法などを交通経済学を中心とした関連分野の文献についてサーベイし、様々な手法の利害・特質等について既存の文献で論じられている内容を改めて整理した。また、空港の経済効果、空港への交通アクセスの影響等についての文献を交通経済学、都市・地域経済学等の分野からサーベイを行った。その結果、本研究と同様の問題意識による既存研究はほとんど存在しないことがわかった。II.空港間の寡占的競争のモデル分析(1)さらに本年度は、財源調達・整備手法の異なる国際空港間の寡占的競争を3カ国程度の国際間の航空ネットワーク上で、OD交通量自体には価格弾力性のない固定需要下で理論モデル化したが、解析的には明示的な解が得られないためいくつかのケースによってシミュレーション分析を行った。この結果、必ずしも競争相手国の一般財源による空港整備にフリーライドしないことがナッシュ均衡の分析結果からわかった。大規模な国際空港は「ヒト」および「モノ」の国際的流動に決定的な影響を与える社会基盤としてまず挙げられる。我が国においてしばしば問題とされるのは、着陸料や施設利用料が高額であること、また国内における分散的な国際空港の建設・整備によって、東アジア地区におけるハブ空港の地位を他の近隣諸国の大規模空港に奪われるのではないかという懸念である。

そこで昨年度は、財源の問題を含めて各国の空港の整備・運営手法などを交通経済学を中心とした関連分野の文献についてサーベイし、様々な手法の利害・特質等について既存の文献で論じられている内容を改めて整理し、本研究と同様の問題意識による既存研究はほとんど存在しないことがわかった。本年度は昨年に引き続き、財源調達・整備手法の異なる国際空港間の寡占的競争を3カ国程度の国際間の航空ネットワーク上で、OD交通量自体に価格弾力性のある変動需要下でモデル化したが、このように比較的単純化したモデルにおいても、解析的に明示的な結果を得ることは困難であった。このため、いくつかのケースによってシミュレーション分析を行ったが、現在の段階では必ずしも安定的な結果が得られていないので、来年度に引き続き、理論モデルの修正、建設費用、人工等の相違などの条件を設定して分析を継続する予定である。「ヒト」および「モノ」の国際的流動に決定的な影響を与える社会基盤としてまず挙げられるものは、大規模な国際空港であろう。我が国においてしばしば問題とされるのは、着陸料や施設利用料が高額であることから、ハブ空港の地位を他の近隣諸国の大規模空港に奪われるのではないかという懸念である。しかしながら、国民の経済厚生を検討する場合、単純な料金の比較は必ずしも有効ではない。一般財源の投入は外国からの利用者のただ乗り(Free Ride)を招くことが予想されるからである。そこで本年度は、近隣の2国間のハブ空港をめぐる寡占的競争を、政府-消費者(家計)の2段階ゲームを、空港の与える外部経済効果を考慮に入れた形で分析した。その結果は以下のようである。1.単純に空港の使用料が外国に比べて高いことは必ずしも不合理ではない。特に、競合する他国が経済的に合理的でない理由でいたずらに低価格で空港サービスを供給する場合には、その数倍の価格で供給することにより、経済厚生的には有利な立場を得ることができる。この場合、名目の国民所得に惑わされてはいけない。2.閉鎖経済で成立する外部性に対する一般的定理であるピグー補助金は、国際公共財であるハブ空港の場合は成立しない。したがって、「国際ハブ空港の外部経済効果分については補助しても構わない。」といった一般財源投入理由は、論理的に破綻している。3.しかし、グローバリゼーションと呼ばれるような潮流の中で、外国の人々が寄港することによる自国への経済効果がより重要度を増したり、自国民がハブ空港の国籍にこだわらなくなりつつある状況では、(自国民への所得課税率は上昇したとしても)空港の使用料を下げて、利用者を招き入れることが戦略的には正当化され得る。
局所振動分光を利用した水素結合顕微鏡の開発

水素の存在が分子の物性に及ぼす影響は大きく、また分子の集合体の形成にも水素結合という形で構造形成に非常に重要な役割をはたす。本研究では、水素化されたテルビウム・2層ポルフィリン錯体(2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18-octaethylporphyrin (OEP)-TbIII double-decker complex, (TbIII(OEPH)(OEP))を用いて水素原子の脱離による分子磁性のスイッチを実空間で示した。先行研究でTbIII(OEP)2は単一分子磁石であるが,その窒素原子に水素原子を付加した場合にTbIII(OEP)2分子は単一分子磁石の性質を失うことが示されており、また同時にリガンドの不対パイ電子も消滅する。実験ではTbIII(OEPH)(OEP)分子の単分子膜を作成し、1.5 Vのエネルギーを持つトンネル電子を注入した。その結果、ターゲット分子のみが明るい分子に変化した。第一原理計算と組み合わせることで、これがトンネル電流によって誘起された脱水素によって作成されたTbIII(OEP)2分子であることが示された。そのスピンの挙動は、分子のスピンによって形成される近藤共鳴を検知することで調べる手法を用いた。近藤共鳴は孤立したスピンがあるとき伝導電子が、そのスピンを遮蔽しようとフェルミレベルに高い状態密度を作る現象である。水素化されたTbIII(OEPH)(OEP)分子のトンネル分光スペクトルではフェルミエネルギー付近には構造が現れない。脱水素化後の分子においては明瞭な凹型のディップが観察できる。これは分子スピンによって形成される近藤共鳴を観察したものであり、脱水素化で単一分子磁石の挙動が復活したことを示している。この実験は近藤状態の検知で水素の明瞭な検知が可能であることを示した。水素結合(HB)は有機分子・生体分子などの集合体の構造形成に非常に重要な役割を果たしている。HBは静電的相互作用であり、明瞭な分光的分析手法は限られており、主として赤外分光などを用いた振動分光である。O-H間の伸縮振動がOH-O水素結合の有無により変化することを利用する。水素結合を局所的に捉えることは分子集合体の構造と水素結合の関係を理解する上で不可欠である。マクロな分光法で得られている物理量を局所プローブで実際に検知することが水素結合顕微鏡開発の最も直接的な手法である。STMを用いた非弾性トンネル分光(IETS)を用いれば局所分光法として振動モードの検知は可能である。IETSはトンネル電流の2階微分を行うことで振動モードの検知を行う手法である。本申請ではSTMを用い振動分光が可能なIETSを利用することで、O-H振動分光に基づいた水素結合可視化顕微鏡を開発することである。研究期間中にターゲット分子として、ドーパミン分子が形成するHBネットワークを可視化することを目標とする。H29年には振動モードのマッピング技術の確立のためにSiCを加熱して作成したグラフェン表面でのフォノンの空間分布を明らかにした。ダングリングボンドを持ったSi原子の垂直方向への振動に対応するフォノンが非常に局在しており、また電気伝導特性にも強い影響を与えることが判明した。電気伝導特性のシミュレーション結果は、STMのトポグラフ像の明るい部分・暗い部分で得られた実験結果を良く再現している。このように、振動モードの分布を原子レベルでマッピングすることを示した。本年度は振動モードのマッピング技術の確立を優先するため、グラフェンのフォノンのマッピングを試みた。SiCの基板を高温で加熱すると、表面からSi原子のみが脱離し、残留したC原子同士が結合することで高品質かつ大面積なグラフェンが最表面に形成されることが報告されているが、界面のフォノンによる電子の散乱が問題となっている。しかし、グラフェンの下に潜む界面フォノンを観察することは非常に難しく、これまで実際に界面フォノンを検出し、その特性を調べた研究例は殆ど無い。グラフェン/バッファー層/SiCの構造をSTMで観察すると、バッファー層の周期構造を反映した6√3×6√3 R30の周期をもつ明暗パターンが得られる。明るい部分と暗い部分で測定した電気伝導特性は異なっている。これは非弾性トンネル過程が明るい部分と暗い部分で異なる、つまり存在するフォノンの種類が異なるためと考えられる。その理解のためグラフェンとSiC界面の電子・フォノン物性を第一原理計算によって解析した。その結果、STM像で明るく見える部分では、ダングリングボンドを持ったSi原子が界面に存在し、暗く見える部分ではSi原子はダングリングボンドを持っていないことが判明した。さらに、このダングリングボンドを持ったSi原子の垂直方向への振動に対応するフォノンが非常に局在しており、また電気伝導特性にも強い影響を与えることが判明した。に示すように、電気伝導特性のシミュレーション結果は、明るい部分・暗い部分で得られた実験結果を良く再現している。この結果は論文に掲載された。(E. Minamitani et al., Phys. Rev. B 96, 155431 (2017))このようなマッピングは世界的に見ても珍しく、研究が順調に進んでいると判断した。

本研究では、水素化されたテルビウム・2層ポルフィリン錯体(2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18-octaethylporphyrin (OEP)-TbIII double-decker complex, (TbIII(OEPH)(OEP))を用いて水素原子の脱離による分子磁性のスイッチを実空間で示した。先行研究でTbIII(OEP)2は単一分子磁石であるが,その窒素原子に水素原子を付加した場合にTbIII(OEP)2分子は単一分子磁石の性質を失うことが示されており、また同時にリガンドの不対パイ電子も消滅する。実験ではTbIII(OEPH)(OEP)分子の単分子膜を作成し、1.5 Vのエネルギーを持つトンネル電子を注入した。その結果、ターゲット分子のみが明るい分子に変化した。第一原理計算と組み合わせることで、これがトンネル電流によって誘起された脱水素によって作成されたTbIII(OEP)2分子であることが示された。そのスピンの挙動は、分子のスピンによって形成される近藤共鳴を検知することで調べる手法を用いた。近藤共鳴は孤立したスピンがあるとき伝導電子が、そのスピンを遮蔽しようとフェルミレベルに高い状態密度を作る現象である。水素化されたTbIII(OEPH)(OEP)分子のトンネル分光スペクトルではフェルミエネルギー付近には構造が現れない。脱水素化後の分子においては明瞭な凹型のディップが観察できる。これは分子スピンによって形成される近藤共鳴を観察したものであり、脱水素化で単一分子磁石の挙動が復活したことを示している。この実験は近藤状態の検知で水素の明瞭な検知が可能であることを示した。H30年度は昨年まで整備した振動スペクトロスコピーのマッピング技術に加えて、よりエネルギー的に高分解能を得られる、He3を利用した0.4 Kで動作する極低温STMをこの水素結合顕微鏡の検証実験に活用する。対象の試料はドーパミン分子が形成する水素結合ネットワークを可視化する。ドーパミンは脳内神経伝達物質であるとともに、水素結合による無機・有機物質を接続するインターフェイス物質として盛んに研究されている。我々はその水素結合を金(111)表面にドーパミン薄膜に作成したが、1つのドーパミン分子は2つの明るい点から構成され、規則的な格子を形成している。ドーパミンは分子内2つの酸素分子をもち、隣の分子と水素結合を形成し2次元構造を作り安定すると考えられる。更に詳細に見ると、隣り合う分子は直結した2つの水素結合ではなく、ずれた形で1つの水素結合で結合されている。OH官能基は1つのサイトでは水素結合とは無関係、別のサイトでは水素結合に参加している。これらを差別化して可視化する。この顕微鏡はOHの伸縮振動が水素結合の形成前後でエネルギー一がシフトすることを利用するが、その原理は必ずしも明らかになっておらず、水素結合として知られている分子間の分極による結合力だけでは、測定される大きなOH伸縮振動エネルギーシフトは説明不可能である。電子移動による電子構造の変化がその原因と想像されるが、STMが持つ、原子分解能を持った構造解析と電子状態の分析能力を生かして、このシフトの原子レベルでのメカニズム解明にあたる。
標本調査における分布関数の推定、およびリサンプリングによる精度評価に関する研究

本研究の目的は、(1)標本調査の領域における累積分布関数推定量の研究、(2)分布関数推定量の精度を評価するための手法の開発、(3)不完全な観測値がある場合の分布関数推定についての研究である。本年度は(1)、(2)、(3)の総括的な研究を行った。具体的には、公表済みの論文および学会報告(樋田勉(2003),「有限母集団における累積分布関数推定」,『群馬大学社会情報学部研究論集』,10,187-204.樋田勉(2003),「有限母集団における累積分布関数推定について」,『第71回日本統計学会報告論集』,493-494.)の内容に、各種分布関数推定量とリサンプリングを利用する精度評価の方法に関する詳細なシミュレーション実験結果を加え、博士論文「ノンパラメトリック・スムージング理論とその応用」の第4章としてまとめ、早稲田大学大学院経済学研究科に提出・受理された(2005年10月)。また、官庁統計の個表データに適用する共同研究を、国立社会保障・人口問題研究所の石井太氏、厚生労働省の關雅夫氏、早稲田大学の西郷浩教授と共に前年度から引き続き行っており、共同研究の成果の一部を2005年度の統計関連学会連合大会(広島)において報告した(西郷・樋田・石井・關(2005),「二相抽出法におけるブートストラップ法」,『2005年度統計関連学会連合大会講演報告集』,163.,石井・關・村山・西郷・樋田(2005),「国民生活基礎調査所得分布推定における各種推定量の検討」,『2005年度統計関連学会連合大会講演報告集』,29.)。また、官庁統計の個表データを利用し、価格分布の分析に関する共同研究(信州大学の舟岡史雄教授、早稲田大学の西郷浩教授との共同研究)の成果のうち樋田が分析を担当した部分は、分布関数の推定とリサンプリング法を応用しているが、これについては学会誌に投稿し受理された(樋田(2006))。本年度の研究は「研究目的・研究実施計画」における研究目的(1)、(2)を中心に行った。具体的には、すでに公表済みの論文および学会報告(樋田勉(2003),「有限母集団における累積分布関数推定」,『群馬大学社会情報学部研究論集』,10,187-204.樋田勉(2003),「有限母集団における累積分布関数推定について」,『第71回日本統計学会報告論集』,493-494.)において、有限母集団を対象とする累積分布関数の推定法と、ジャックナイフ法による分散推定を、実際の官庁統計の個票データに適用する共同研究を、厚生労働省の石井太氏、關雅夫氏、早稲田大学政治経済学部の西郷浩教授とともに行った。本共同研究は、厚生労働省の「国民生活基礎調査」の個票データから、所得分布をより制度よく推定するための研究である。この調査は複雑な標本設計のひとつである二相抽出法を用いる調査であり、研究目的(1)で述べた、複雑な標本設計における分布関数の推定にあたる。この共同研究の成果の一部については2004年度の日本統計学会において報告を行った(石井・關・西郷・樋田(2004),「二相抽出法を利用した国民生活基礎調査所得分布推定の検討」,『2004年度統計関連学会連合大会講演報告集』,53-54.)。(2)については前述の論文および学会報告から、さらにシミュレーション実験などを行い、累積分布関数推定量のジャックナイフ分散推定量の性質について、詳細な検討を行っている。また、官庁統計の個票データを利用し、リサンプリングを用いて精度評価をする共同研究の成果について学会報告(西郷・舟岡・樋田(2004),「平成9年全国物価統計調査へのリサンプリング法の応用」,『2004年度統計関連学会連合大会講演報告集』,49-50.樋田・舟岡・西郷(2004),「平成9年全国物価統計調査の価格分布について」,『2004年度統計関連学会連合大会講演報告集』,51-52.)を行った。

また、官庁統計の個表データに適用する共同研究を、国立社会保障・人口問題研究所の石井太氏、厚生労働省の關雅夫氏、早稲田大学の西郷浩教授と共に前年度から引き続き行っており、共同研究の成果の一部を2005年度の統計関連学会連合大会(広島)において報告した(西郷・樋田・石井・關(2005),「二相抽出法におけるブートストラップ法」,『2005年度統計関連学会連合大会講演報告集』,163.,石井・關・村山・西郷・樋田(2005),「国民生活基礎調査所得分布推定における各種推定量の検討」,『2005年度統計関連学会連合大会講演報告集』,29.)。また、官庁統計の個表データを利用し、価格分布の分析に関する共同研究(信州大学の舟岡史雄教授、早稲田大学の西郷浩教授との共同研究)の成果のうち樋田が分析を担当した部分は、分布関数の推定とリサンプリング法を応用しているが、これについては学会誌に投稿し受理された(樋田(2006))。
ネパール・ポカラの地理特性が地盤災害リスクに及ぼす影響評価と防災への反映

本研究では、ネパール・ポカラ地域の地理特性に起因する地盤災害リスクの評価を目的とし、現場調査技術を活用して調査を実施した。調査対象は、アルマラ地区の地盤陥没、および市街地の液状化リスク評価である。アルマラ地区の地盤陥没の要因として、当該地は浸食されやすい地盤で構成されている事、および水みちとなる旧河道が存在していることが示された。また、表面波探査と簡易動的貫入試験から将来の陥没発生個所を評価できる可能性を示した。ポカラ市街地では、液状化発生の可能性が高いと懸念されていた地区の踏査と原位置試験を行った。その結果、当該地区は地下水面との比高が高く、液状化のリスクは非常に低いことが判った。本研究では、申請者らの先行研究によって検討されてきた地盤侵食メカニズムに及ぼす諸要因に関する知見を動員し、開発途上国内で実施可能でかつ先進的な現場調査技術を活用して、地盤の特性が同地区の地盤災害リスクに及ぼす影響を調べている。平成27年度は、主にAlmara地区の地盤陥没の調査を実施した。しかし、平成27年5月にネパール・ゴルカ地震が発生し、カトマンズ周辺では甚大な被害は発生した。また、本調査実施地区(ポカラ)でも高い震度が記録された。ポカラ地区では将来さらなる大地震が懸念されていることから、本調査チームは地震発生後にカトマンズ周辺と調査地周辺の被害調査を実施した。これにより、陥没発生エリアから流出する地下水の色が地震直後に濁ったことが確認され、陥没リスクの評価に重要な知見が得られた。陥没の調査は平成27年11月から12月にかけて実施した。対象地域において地盤調査と地下水調査、降雨モニタリングを実施するとともに、地盤の強度を把握するため表面波探査を多数実施した。これにより、陥没を引き起こす地下空洞の存在は、S波のコンターの緩やかな変化で表現される可能性が指摘され、今後の地下空洞探査に重要な知見が得られた。また、当初の計画ではLiDARを用いた地形判読を実施する予定であったが、現場での作業性や経済性の観点から、ドローンを用いて実施した。また、貫入試験実施用にミニラムを購入し、トレーニングを実施した。来年度から、陥没調査と液状化調査にミニラムを用いる予定である。5月にネパール地震が発生した。調査対象のポカラでは有意な地盤災害は発生しなかったが、カトマンズを含む陥没対象地の調査を実施し、有益な情報を得た。当初計画していた表面波探査は、11月から12月にかけて行われた調査においてのみ実施した。S波速度を用いた地下空洞の評価法について議論を重ね、次回の調査につながる結果が得られた。本研究では、ネパール・ポカラ地区で生じている地盤陥没現象を対象に、地盤侵食メカニズムに関する申請者らの知見を動員し、開発途上国内で実施可能でかつ先進的な現場調査技術を活用して、地盤の特性が同地区の地盤災害リスクに及ぼす影響を調べている。平成28年度は、主にAlmara地区の地盤陥没の調査を実施した。前年度に引き続き、表面波探査による対象地域の地盤構造の可視化とUAVによる地表面形状の変化を調べた。特に表面波探査においては、本研究の開始当初から同一測線で定期的に計測を行っている。現時点においては、調査開始から表面波探査結果に顕著な地盤変状や内部浸食の形跡は確認されていないが、S波コンターの緩やかな変化が地下空洞と関連がある可能性が考えられている。本年度は、地盤強度を計測するためミニラムを新たに現場に導入し、貫入試験を実施した。また、地下水流の音を面的に計測することにより、地下空洞の形成との関連性を調査した。さらに、地盤陥没地域の周辺やKali Kohla河岸の露頭の観察を行い、当該地域の地形地質的背景や地質形成史から、地盤陥没の発生機構を検討した。現地の堆積物と地盤陥没の分布状況に着目すると、従来想定していた地下水流による内部侵食に加え、完新世初期の旧Kali Kohla河道でのシルト層洗掘や、シルト層中の砂層で生じるパイピングが、地盤陥没の遠因である可能性が高まった。平成29年度は、本プロジェクトの最終年度であるが、前年度までの調査を継続すると共に、現地踏査結果と併せて地盤陥没メカニズムと対応策に関する提言を取りまとめる予定である。平成28年度までのポカラ・Armala地区における地盤陥没調査は、表面波探査、UAV、ミニラム、地中音探査のツールを駆使して、地盤の内部侵食や水みちの探査を行ってきた。また、地盤陥没地域の周辺やKali Kohla河岸の露頭の観察を行い、当該地域の地形地質的背景や地質形成史から地盤陥没の発生機構を検討してきた。現地の堆積物と地盤陥没の分布状況に着目した結果、従来考えられていた地下水浸透とシルト層のパイピングという内部侵食機構に加えて、完新世初期の旧Kali Kohla河道での地下水によるシルト層洗掘や、シルト層中の砂層で生じるパイピングが、地盤陥没の遠因である可能性が高まった。また、2013年以前に実施しているKali Kohlaの河川改修工事での河床盤下げによって、Kali Kohlaの河川水位がシルト層上面より大きく低下したことも誘因の一つであり、特にパイピングを生じやすい砂層よりも水位が低下したことで、地盤陥没が促進したと考えられる。

本プロジェクト開始から、地盤陥没の発生は小康状態にあり、探査結果からは明確な地盤浸食の傾向は現れていない。しかし、水みちの分布が浸食箇所と関連する結果も得られている。本研究では過去3年に亘り、ネパール地域の地理特性、すなわちヒマラヤ山系から供給される地盤の特殊性に起因する地盤災害リスクの評価を目的とし、開発途上国内で実施可能かつ先進的な現場調査技術を活用して調査研究を実施してきた。平成29年度の調査は、アルマラ地区の地盤内部浸食に起因する地盤陥没現象、およびポカラ市街地の地震時における液状化リスクを対象とした。アルマラ地区においては、当該地域の地形から、頻発する地盤陥没の要因は隣接するKali川で近年行われていた採石工事によるものと考えられた。また、UAVによる数値標高モデルの作成と踏査の結果、現地は主にKali川による河岸段丘とその支川による扇状地から構成されていること、およびKali側の北側(陥没発生地域)には旧河道もしくは埋没谷が存在している可能性が示唆された。地形形成史の分析と過去の陥没孔の分布から、地盤陥没はこの旧河道に沿って発生することが考えられ、更にこれまで実施してきた表面波探査と簡易動的貫入試験の結果との比較から、将来の陥没発生個所をこれらのツールを用いて評価できる可能性を示した。ポカラ市街地では、UNDPの報告で液状化発生の可能性が高いと懸念されていた地区の踏査と原位置試験を行った。その結果、当該地区は地下水面との比高が高く、液状化のリスクは非常に低いことが判った。過去の報告は地形区分に基づく評価であったが、本調査研究は原位置調査を踏まえたリスク評価の重要性を示す好例となった。本研究では、ネパール・ポカラ地域の地理特性に起因する地盤災害リスクの評価を目的とし、現場調査技術を活用して調査を実施した。調査対象は、アルマラ地区の地盤陥没、および市街地の液状化リスク評価である。アルマラ地区の地盤陥没の要因として、当該地は浸食されやすい地盤で構成されている事、および水みちとなる旧河道が存在していることが示された。また、表面波探査と簡易動的貫入試験から将来の陥没発生個所を評価できる可能性を示した。ポカラ市街地では、液状化発生の可能性が高いと懸念されていた地区の踏査と原位置試験を行った。平成27年度は、陥没発生地区において表面波探査による内部空洞の検討を重点的に実施した。平成28年度はミニラムサウンディングを導入して、内部空洞の分布を直接的に把握することを目的とする。また、ラムサウンディングは液状化対象地区でも実施し、当該地域の地盤構造を把握することを目的とする。さらに、地下水調査、降雨分析は継続的に進め、次年度の総合評価に資するデータを得る。平成29年度は、現場調査としては、これまで実施してきた探査を継続する。一方、現地踏査から推定される調査地域の旧河道の存在について検証することも必要である。手法としては弾性波探査により、想定される河道に直行方向の測線で実施する予定である。従来の表面波探査と異なり、鉛直方向の変化を捉えにくいが、地層の連続性や境界線、水位線などが把握できると期待できる。また、これまでは陥没発生地域(Kali Kohla右岸)のみで探査を実施してきたが、谷全体の浸食対象のシルト層の厚さ、基盤岩の深さなどを、簡易的に測定できる電気探査(鉛直探査)を実施する。
日本におけるトラウマとモダニティ：戦争と労働災害をめぐる経験・解釈・補償制度

本研究の課題は、(A)総力戦とモダニティ:戦争神経症を中心とした戦時精神医療の国際比較と、(B)トラウマとモダニティ:戦争神経症と労働災害の比較の二つに分けられる。今年度は主に(A)の課題を進めた。課題(A)に関しては、戦時精神医療の中核的施設であった国府台陸軍病院に入院していた「戦争神経症」の患者のうち、これまで分析を行ってきた「ヒステリー」に加えて、「神経衰弱」と診断された患者の診療録の分析を進めた。両者の比較分析の結果、診断のプロセスにおいて患者の階級や「将来の有用性」などの社会経済的要素が影響を与えていることが明らかとなった。課題(B)に関しては、今年度は国会図書館や九州大学医学図書館、九州大学記録資料館での文献調査を行い、産業精神衛生や労働災害と外傷性神経症に関する医学論文等を収集した。今年度は国外の学会・シンポジウムでの報告も積極的に行い、日本軍における戦争神経症と欧米諸国の事例との共通点と相違について、海外の研究者との議論を深めることができた。特にオランダでは、第二次世界大戦のトラウマの治療に関わる精神保健医療福祉の関係者や、戦争体験者とその家族の市民団体との交流を行い、オランダでは当事者だけでなく第二世代、第三世代へのトラウマの世代間伝達も含めた治療が国立のセンターで行われていることがわかった。戦争体験者世代が年々減少している日本においても、同様の課題があると考えられる。本研究では医療機関に入院した患者の記録が主な分析対象となるが、今後は戦争体験者の家族への聞き取りも進め、必ずしも医療機関を受診しなかったが戦後なんらかの精神的不調を抱えていた人々の状況もあわせて考察する予定である。これらの研究成果に加えて、新聞・雑誌等への記事掲載やアウトリーチ活動を通じて、近代日本における戦争とトラウマに関する研究成果を広く社会に発信することに努めた。課題(A)で利用する国府台陸軍病院の病床日誌(原本)に関しては、倫理指針の変更や関係諸機関との調整に時間を要し、分析の開始が遅れているが、その他に関しては予想以上に研究が進展し、研究成果の国際的発信と社会的発信を積極的に行うことができた。2019年度は、課題(A)に関しては国府台陸軍病院の病床日誌(原本)の分析を早急に進める。また、これまで研究を進めてきた欧米諸国との比較に加えて、東アジアの事例との比較も視野に入れる。課題(B)はこれまで収集した史料の分析に基づいて学会報告や論文の執筆を行う。
埋込型プラズマアクチュエータによる空力騒音の効率的かつ効果的な抑制

翼後縁から放射される線スペクトル音(トレーリングエッジノイズ)の抑制制御をプラズマアクチュエータにより実験的に調べた.二次元制御では露出電極が突起として境界層遷移に影響しないよう,新たに壁面埋込型アクチュエータを用いた.二次元アクチュエータによる弱い壁噴流は境界層を著しく安定側へとシフトさせ効率的に音の放射が完全に抑制されることが示された.同様の空力音の抑制効果は,不安定波動の二次元性を弱めることによっても得られることがわかった.本研究では,翼後縁から発生する線スペクトル空力音(トレーリングエッジノイズ)のより効果的な制御手法について,設置位置と形態を容易に変更できるプラズマアクチュエータを用いて風洞実験により調べている.特に,摩擦抵抗の増加を抑えつつ,空力音を抑制することを目指して,遷移境界層の安定化(層流化)を通したトレーリングエッジノイズの抑制に着目しており,これまで,表面埋め込み型の二次元アクチュエータにより,壁面ごく近傍にわずかな流れ(主流速度の4%程度)を誘起するだけで,境界層は著しく安定側へとシフトし,トレーリングエッジノイズを完全に抑制できることが示されている.平成25年度は,より少ない制御点(電極の三次元配置)で,空力音の制御が可能かについて焦点を絞り,プラズマアクチュエータの放電電極配置を変化させて調べた.流れは幅W(=8mm)の電極から局所的に生じさせ,これにより,局所的な縦渦が電極下流に誘起される.翼幅方向に電極の配置間隔Lを変化させて実験を行った結果,電極間隔がL/W=3以下では,二次元電極の場合と同様,暗騒音レベルまでトレーリングエッジノイズが抑制できることがわかった.ただし,制御に要する電力は二次元の場合に比べ約50%程度大きくなる.電極の設置間隔が大きくなると,制御効果は急速に減少し,L/W=80以上ではアクチュエータによる空力音の低減は見られない.また,空力音の抑制は,三次元電極の場合においても,逆圧力勾配が急増する直前の翼弦位置で適用するのが最も効果的であることが示された.翼後縁から放射される線スペクトル音(トレーリングエッジノイズ)の抑制制御をプラズマアクチュエータにより実験的に調べた.二次元制御では露出電極が突起として境界層遷移に影響しないよう,新たに壁面埋込型アクチュエータを用いた.二次元アクチュエータによる弱い壁噴流は境界層を著しく安定側へとシフトさせ効率的に音の放射が完全に抑制されることが示された.同様の空力音の抑制効果は,不安定波動の二次元性を弱めることによっても得られることがわかった.本研究では,これまではく離流れや鈍体後流などの大規模な流れの制御に用いられてきたプラズマアクチュエータを,より敏感に応答する層流境界層流れの安定化制御に適用し,不安定波動の成長に起因する翼後縁から放射される線スペクトル的なトレーリングエッジノイズの抑制を実験的に試みている.従来のプラズマアクチュエータを用いた流れの制御では,より大きな壁面流れを誘起するために,表面電極後方に微小な段差を設けていたが,境界層流れにおいては,そうした段差は,たとえ微小であっても,攪乱の受容や流れの不安定化を通して境界層の乱流遷移を促進してしまう.従って,アクチュエータ自身が流れを変化させてしまうため,最適な制御位置の検討は困難であった.平成24年度はそうした従来型アクチュエータの問題点を克服し,最適な制御条件を明らかにすべく,表面電極を壁面に埋め込んだ「埋込型アクチュエータ」の誘起速度の特性と,それを用いたトレーリングエッジノイズの制御効果について実験的に調べた.まず,アクチュエータが誘起する運動量は従来型アクチュエータよりも弱いものの平坦型アクチュエータでも壁面流れが誘起できることがわかった.次に,平坦型アクチュエータをNACA0012翼の正圧面に設置したところ,いずれの翼弦位置に設置した場合でも,放射される空力音に変化はみられず,平坦型アクチュエータ自身は流れに対してほとんど影響を及ぼさないことがわかった.また,このアクチュエータを駆動したところ,逆圧力勾配が著しく増加する手前で壁面近傍流れをわずかに(主流速度の最大4%程度,0.8m/s程度)加速するだけで流れが著しく安定側へとシフトし,トレーリングエッジノイズの発生はほぼ完全に抑制できることが示された.本研究では,翼後縁から発生する狭帯域空力音を効果的かつ効率的に抑制する境界層制御法について,プラズマアクチュエータを用いて風洞実験により調べている.平成26年度は,まず,前年度に見出されたアクチュエータの三次元配置(局所制御)による空力音低減と流れ場の関係について,PIV計測から詳細に調べた.その結果,アクチュエータによる局所的な吹き出し(翼スパン方向に周期的)により,翼後縁近傍で生成する渦がスパン方向に大きく波打つ(流れの三次元化が促進される)ことが見出され,狭帯域空力音の抑制は渦の二次元性の喪失により起きることが示された.これは,平成24年度に示した二次元アクチュエータが流れの安定化によって音の発生を抑えることと対照的である.この成果は,国内会議1件にて発表した.次に,翼前縁での音波に対する翼面境界層の受容性の制御も試みた.

音響フィードバックは「受容性」,「不安定性」,「音の生成」により構成される.これまでの制御が,翼後縁に着目した不安定性に対する制御であったのに対し,実験・DNSのいずれにおいても取扱が困難な,境界層の発達が開始する(非常に境界層厚さが小さい)前縁近傍にできるだけ薄く製作した二次元アクチュエータを時間的に周期駆動させ,発生する空力音の周波数の制御可能性について調べた.その結果,翼前縁から翼弦10%位置にアクチュエータを設置した場合,アクチュエータ駆動周波数に音の周波数がシフトされることがわかった.ただし,アクチュエータの個体差(製作精度)に対する影響が強く,制御量に関する最終結論までには至っていない.これについては,現在,引き続き調べているところである.流体力学本研究では,効果的なトレーリングエッジノイズ抑制手法とその物理機構の解明をプラズマアクチュエータを用いて明らかにすることを目的としている.まず,壁面からの突出しない平坦型アクチュエータを製作し,電極自身が境界層遷移に影響しない条件下で,流れの安定化によりトレーリングエッジノイズが完全に抑制できることを示した.また,より現実的な,少ない制御点での抑制効果(流れの三次元制御)についても調べ,局所的に配置した電極からの誘起流れでも,トレーリングエッジが抑制できることと,その制御可能範囲についての知見も得た.以上については,当初の目的および研究計画におおむね沿っている.当初計画では,平成24年度において,本研究で新たに用いる埋込型プラズマアクチュエータ(PA)の駆動特性の把握した後,実際に翼模型に設置(適用)し,従来型PAとの制御効果について比較しつつ,平坦型アクチュエータが境界層流れの遷移プロセスに影響を及ぼさずに,空力音(トレーリングエッジノイズ)の制御が可能であるかを調べる予定であった.研究実績で記載したとおり,以上の内容についてはほぼ予定通り実施することができたとともに,当初期待していた成果(制御効果)を得ることができた.なお,平坦型アクチュエータを用いた空力音の抑制効果は,実験を行った迎角,レイノルズ数全てに対して見られたため,バックアッププラン(三次元アクチュエーション)は実施していない.今後は,流れの受容性(前縁近傍)に対する制御の可能性について実験的に調べ,本研究で得られた知見から,壁面形状の工夫による受動制御の可能性について検討する.平成25年度以降は,「流れの安定化制御」から「撹乱受容点(前縁ごく近傍)制御」に軸足を移し,その制御がトレーリングエッジノイズの抑制に対してどの程度有効かを調べる.また,アクチュエータを三次元的に配置した場合の効果についても調べる.そして,得られた結果に基づいて,効果的な制御の鍵を握る要素を見いだし,最適な制御手法を提案と実証,さらには表面形状の工夫による受動制御の可能性についても検討する.今年度は,プラズマアクチュエータの製作が歩留まり良く確実にできるようになり,材料費が抑えられたため.今年度は,より製作の難しい前縁近傍での電極設置を試みるため,その製作費用に充当する.平成24年度は,プラズマアクチュエータの製作プロセスを工夫することで,アクチュエータを長期間使用することが可能であったため,物品費(消耗品費)の使用が当初予定を下回った.平成25年度以降は,より製作と設置が難しくなる三次元形状や前縁近傍でのアクチュエータ設置を行うため,それに必要な材料購入と材料加工等に研究費を支出する予定である.
熱帯樹木はなぜ塩化メチルを大量に放出するのか：水利用特性との関係解明

本研究では、自然起源のオゾン層破壊物質である塩化メチルについて、熱帯樹木による放出量の樹種間差を明らかにすることを目的とした。マレーシア国サラワク州のランビルヒルズ国立公園において、熱帯樹木の葉群による塩化メチルの放出量を計測したところ、フタバガキ科の高木で高い放出が観測された。葉群による塩化メチル放出量と樹木葉中の葉内水分当たりの塩化物イオン濃度の間に相関が認められ、塩化物イオンの濃縮が塩化メチル放出量の規定要因であることが示唆された。今年度は観測手法の検討を行う共に、予備的な観測を実施した。枝エンクロージャー法においてバッグ内のガスサンプルをバイアル瓶に採取・保存する手法について検討を行ったところ、1か月程度の間、塩化メチルを安定に保存できることが分かった。この手法を用いて、ボルネオ島のランビル国立公園において塩化メチル放出量の予備観測を行ったところ、巨大高木などの葉群から塩化メチルの大きな放出が確認された。一方、亜高木・低木からはあまり塩化メチルの放出が見られなかった。これらの結果から、塩化メチルの放出には樹高や樹種に対する依存性があることが示唆された。本研究では、熱帯樹木による塩化メチル放出量と水利用特性との関係を明らかにすることを目的としている。今年度は、昨年度と同様、ボルネオ島のランビル国立公園において葉群からの放出ガス試料の採取を行った。また、今年度から新たに葉試料中のイオン成分の測定に着手し、現場での葉試料の採取・前処理(葉の乾燥・粉砕・水抽出)と国内のラボにおけるイオンクロマトグラフ測定を実施した。これらの結果を用いて塩化メチル放出量と葉試料中の塩化物イオン濃度の比較を行った。水利用特性の解析に必要な樹液流データについては当該サイトで観測されたものを利用できる見通しとなったが、葉群による塩化メチル放出量と直接比較が可能な枝条の蒸散流計測についても検討を行った。予定していた塩化メチル放出量の観測とイオン成分の測定を実施できたため。大気中で最も存在量の多いハロカーボンである塩化メチルは、活性な塩素原子を地表から成層圏へと輸送する自然起源のキャリアーとして働き、成層圏オゾン破壊全体の約15%に寄与している。大気への塩化メチルの供給源には海洋やバイオマス燃焼など様々なものがあるが、中でも熱帯植物は最大の塩化メチル発生源と考えられている。これまでの研究により、熱帯植物による塩化メチル放出量には気温や日射量などの環境要因よりも植物種による違いが大きく、一部の種のみが大量に塩化メチルを放出していること、科や属のレベルで放出量に類似性が見られることなどがわかってきた。しかし、なぜ一部の種のみが放出し、その他の種はほとんど放出しないのかといった、放出量の種間差を規定する要因は明らかにされていない。そこで本研究では、塩化メチルの生合成の基質である塩化物イオンに着目し、植物葉に含まれる塩化物イオンの濃度と葉群からの塩化メチル放出量の関係を調べた。その結果、葉群からの塩化メチル放出量はShorea beccarianaで最も高く、Dryobalanops aromaticaがそれに続いた。いずれもフタバガキ科の高木でランビルの主要樹種である。放出量の測定は約15種の熱帯樹木について行ったが、フタバガキ科以外の樹木からは塩化メチルの放出はほとんど認められなかった。樹木葉中の塩化物イオン濃度(葉の乾燥重量当たり)には、塩化メチル放出量との間に有意な相関は見られなかった。一方、葉に含まれる水分を考慮し、塩化物イオン濃度を葉内水分当たりで求めたところ、塩化メチル放出量との間に相関が見られた。樹液の採取法及び樹液中塩化物イオンの測定法の確立に時間がかかり、予定していたサンプルの分析を実施できていないため。昨年度までに引き続きマレーシア国サラワク州(ボルネオ島)のランビルヒルズ国立公園において、塩化メチル放出量の樹種間差に関する調査を実施した。熱帯樹木の葉群には高さ80mの林冠クレーンに吊るされたゴンドラを用いてアクセスし、植物葉群をバッグで覆うブランチエンクロージャー法によるガスの採取と葉群の採取を行った。葉群からの塩化メチル放出量はShorea beccarianaで最も高く(数百ng/g leaf dw/h)、Dryobalanops aromatica、Shorea ovata、Shorea ochraceaがそれに続いた。放出量の測定は約20種の熱帯樹木について行ったが、フタバガキ科以外の樹木からは塩化メチルの放出はほとんど認められなかった。樹木葉中の塩化物イオン濃度(葉の乾燥重量当たり)は数十数千ug/g leaf dwで変動したが、塩化メチル放出量との間に有意な相関は見られなかった。一方、葉に含まれる水分を考慮し、塩化物イオン濃度を葉内水分当たりで求めたところ、塩化メチル放出量との間に相関が見られ、塩化物イオンの濃縮が塩化メチル放出量の規定要因の一つであることが示唆された。