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メビウス結晶などの幾何学的構造特異性を持つ系における新規量子現象の探索

典型的な電荷密度波物質である三セレン化ニオブ(NbSe_3)のリング結晶を用いて、電荷密度波のダイナミクスにおけるトポロジー依存性を測定した。電荷密度波物質は、低電場では強誘電体のように振舞うため、交流伝導度測定が有効な測定方法である。閉じたリングの状態と、収束イオンビームを用いて切断したリングの状態で、電荷密度波ダイナミクスがどのように変化するかを測定した。その結果、閉じたリングのピン止めポテンシャルが、切ったリングより小さくなっていることがわかった。この原因として、リング内部に電荷密度波環流が存在している可能性を提案した。この結果はPhysical Review B v 73,p165118(2006)に発表した。NbSe_3リング結晶の発見以降これまでに発見されたトポロジカル結晶は、リング、メビウスの帯、8の字(2πひねりリング)の3種類だった。本研究では、リング結晶の収率がよい三セレン化タンタル(TaSe_3)を用いて更なる新しいトポロジー的構造を持つ物質を探索した。その結果、リングとリングが絡み合った結晶を発見した。この構造は、数学ではHopfリンクと呼ばれ、最も基本的な絡み目である。この発見は、トポロジカル結晶を含む新しい結晶学を構築する上で、重要な位置を占めると考えられる。この研究結果は、Journal of Crystal Growth v 297,p157-160(2006)に発表した。低次元導体である三セレン化ニオブ(NbSe3)のリング状結晶の交流電気伝導測定を行った。NbSe3は低温で二回電荷密度波転移を示すことで知られている。直径10100μmのリング状結晶は伝導軸の両端が閉じた構造をしており、電荷密度波における特殊な幾何的構造をもつ系である。この特殊な幾何構造が電荷密度波のダイナミクスに対してどのような影響があるかを、電気伝導測定を用いて調べた。測定には2端子抵抗測定法を用いた。ネットワークアナライザを用いて周波数300kHzから1.3GHzまでの範囲の電気伝導の周波数依存性を調べた。また、幾何構造の違いによる効果を抽出するため、収束イオンビーム装置を用いてリング結晶を切断し、切断の前後で電気伝導の周波数依存性の変化を調べた。これらの結果を、学会にて発表した。平成16年度の研究発表実績1.2004年日本物理学会秋季大会(青森大学) 2004年9月12日口頭発表題目「CDWリングのダイナミクス」松浦徹,丹田聡,常田琢,稲垣克彦,山谷和彦電荷密度波物質NbSe3のリング状結晶の交流電気伝導測定を通して、閉じた空間内における電荷密度波のダイナミクスを調べた。電荷密度波とは、低次元電子系で見られる巨視的量子状態であり、閉じた空間では、端によるピン止め効果の影響がなくなることでフレーリッヒ超伝導のような散逸無しで流れる可能性がある。本研究ではリング状結晶を収束イオンビームを用いて切断し、リングと開いたリングのトポロジーの違う二つの系を用意し、トポロジーの違いが電荷密度波のダイナミクスにどのような影響を与えるかを調べた。その結果、電荷密度波のピン止め効果が開いたリングで大きくなっていることを発見した。この結果は、リング状結晶内の電荷密度波の循環が存在していることを示唆する。この結果について、以下の国際学会で発表した。
赤道面と子午面における同時衛星観測データを用いた磁気圏内プラズマ輸送の研究

本研究では、地球磁気圏の赤道面(A)と子午面(B)における同時衛星観測データの比較解析を通して、地球周辺の宇宙空間でのプラズマの加速、輸送過程に関する研究を行った。地球をとりまく放射線帯外帯の相対論的電子のフラックスは、磁気嵐等の太陽地球系の擾乱にともない大きく変動するが、その加速・消失機構には未だ不明の点が多い。提案されている物理機構の多くは赤道面付近(A)でおこるが、放射線帯モニター観測は、主に極軌道低高度(B)の衛星に頼っているのが現状であり、両地点(A,B)の時間変動の類似性の検証は急務である。本研究では、CRRES衛星(赤道面付近A)とあけぼの衛星(B)の相対論的電子(1MeV)データの比較解析し、放射線帯外帯内側部分において、両地点の時間変動の類似性が破れる場合があることを発見した。具体的には、ピッチ角分布の時間変動に伴い低高度の方が電子フラックス増大の継続時間が長く続いて見えること、および、プラズマ圏内における放射線帯電子消失(大気への降下)時定数のエネルギー依存性が、見かけの差異を両地点の作り出していることが明らかとなり、得られた成果は学術誌に掲載された。この他、GEOTAIL衛星の外部磁気圏赤道面付近(A)における観測データを用いて、プラズマシートへのプラズマ供給過程を調べるとともに、CLUSTER衛星データ(B)を用いたプラズマ輸送および加熱の研究を行い、結果の一部が学術誌に掲載された。また、磁気嵐時の内部磁気圏へのプラズマ供給を調べるため、FAST衛星(B)のデータベースを整備して解析を進めた。初期結果は、磁気嵐主相における酸素イオンのプラズマシート内側境界付近への直接供給の重要性を示唆しており、得られた成果を国際会議等で発表した。本研究の特色は、磁気圏赤道面における固定されたL値の2領域(地心距離10-30Re:地球半径と6.6Re以下)での観測と、極軌道衛星による広い緯度(L値)範囲の観測とを、経験的磁気圏電磁場モデル内での荷電粒子軌道追尾シミュレーションを用いることで結びつけ、分布関数レベルでの詳細な比較を可能にしようという点にある。この目的を達成するため、本研究では、以下に記す(A)(C)の3つの衛星観測データセットを使用する。(A)磁気圏子午面観測データ(FAST衛星)(B)プラズマシート観測データ(GEOTAIL衛星)(C)静止軌道衛星データ(主にLos Alamos衛星群)この中でも(A)のFAST衛星データセットのデータ蓄積量は4TBであり、統計解析を効率よく遂行するためには、4TBのデータを収納可能な大容量データストレージおよびデータ解析用サーバを、申請者の所属機関に導入することが望ましい。平成16年度には、サーバ導入時に最新の情報に基づき機種選定をしなおした他は、当初の計画通り、(A)のデータサーバを導入し、提供元のカリフォルニア大学バークレー校(データセットA)に研究打ち合わせに行くことで、1997年から2003年の7年分のデータ解析環境整備をほぼ完了した。また、ロス・アラモス米国立研究所における研究打合せも予定通り行い、データセット(C)を用いた研究を開始した。これと並行しでデータセット(B)のプラズマ直接観測データの解析を進め、プラズマシート境界層での波動粒子相互作用の統計的性質を明らかにした。また、赤道面と子午面軌道をもつ人工衛星の粒子データ比較解析を行い、放射線帯外帯の変動に関してピッチ角の時間発展の重要性を示唆する結果を得た。これらの成果は、国際学術誌Journal of Geophysical Researchに掲載が決定された。
ロバスト最適化の理論と計算手法に関する研究

本研究は、ロバスト最適化問題に対する最適性条件の解析および双対理論の構築、またこれらの理論的解析に基づいた数値解法の開発を目的としている。対象となるロバスト最適化問題は、不確定な要因をパラメータとして内包するmin-max問題として表現される。このような一般形に対して、まず(1)切除平面法に基づく数値解法の近似的な実装について考察し、その究極の実装として(2)双方向性の切除平面法を提案し、測度空間上で定義された最適化問題(一般化された容量問題)に対して最適解への大域的収束性を示した。また、同算法のさらなる効率的な実装を目指して、各反復における緩和問題の低次元化等、局所収束性に関する改良も行った。この双方向切除平面法という概念は本研究で初めて提案されるものであり、従来の単方向性の算法と比較して、本手法は主双対切除平面法とも呼べるものである。緩和問題の対を近似的に解く上で主双対内点法との相性が良いことも、その特徴として挙げられる。応用面については、以上の算法の(3)半無限計画問題、特にデジタルフィルタ設計問題への応用、(4)決定変数を絶対連続な測度に制限したときの漸近的な振舞いの解析、(5)状態制約最適制御問題(状態軌道に関する不等式制約を持つ最適制御問題)への適用を行い、またこれらに関連した研究として、(6)連続的降下法に基づくパス追跡法の試み、(7)硬い常微分方程式系の積分法に関する数値解析的考察などを行った。本研究は,ロバスト最適化問題に対する最適性条件の解析および双対理論の構築,またこれらの理論的解析に基づいた数値解法の開発を目的とする。対象とするロバスト最適化問題は,不確定要因であるパラメータγに対して,一般的にのようなmin-max問題として表現される。Γはモデルの不確定性を表わすデータ集合である。本年度は,このような一般形に対して切除平面法に基づく数値解法を考察した。Γをその有限部分集合Γ_kで近似することにより,ロバスト最適化問題は非線形あるいは半無限計画問題に緩和される。切除平面法では,各反復においてこの緩和問題の最適解x_kおよび最適目的関数値t_k:=max__<γ∈Γ>_k f(x_k,γ)を求める。最も単純なプロトタイプでは,最大侵害量を計算し,δ(x_k)が非正ならx_kをロバスト最適化問題の最適解として終了,さもなければ右辺の(大域的)最大値を与えるγ^^-∈Γを求め,Γ__<k+1>:=Γ_k∪{γ^^-}として次の反復に移る。このような切除平面法に対して,本研究では,各反復において緩和問題を近似的に解き,最大侵害量の計算における大域的最大化を近似的に行ない,さらにΓ_kの要素数が増大し過ぎることを防止する機構を組み込むことにより,全体として大域的収束性を持ちかつすぐれた局所収束性を合わせ持つ実用的な算法を開発した。本研究は,ロバスト最適化問題に対する最適性条件の解析および双対理論の構築,またこれらの理論的解析に基づいた数値解法の開発を目的としている。対象となるロバスト最適化問題は,不確定な要因をパラメータとして内包するmin-max問題として表現される。このような一般形に対して,昨年度は切除平面法に基づく汎用的な反復解法について考察し,特に各反復において緩和問題を近似的に解き,制約の最大侵害量の計算に必要な大域的最適化を近似的に行ない,さらに緩和されたパラメータ集合(モデル集合)の要素数の増大を防ぐ機構を組み込むことにより,汎用性の高い算法を開発した。本年度はまず,この汎用解法の具体的な応用として,状態軌道に関する不等式制約を持つ最適制御問題および一般化された静電容量問題への適用を行なった。

いずれも無限次元の最適化問題として定式化される問題であり,数値実験を通して切除平面法に基づくアプローチの有効性が確かめられた。次に,ロバスト最適化の特殊な場合として,不確定パラメータが目的関数および制約関数に対して線形に作用する類の問題すなわちロバスト線形計画問題を考え,これに対する半正定値計画法あるいは2次錐計画法に基づく数値解法についての理論的考察ならびに数値的予備実験を行なった。後者については来年度にかけ研究を継続し,最終的に局所収束性にすぐれた算法の開発を目指す。以上の研究結果については,本年度中に,論文として1編が掲載され,2編が投稿中,また関連会議において1件の口頭発表を行なった。本研究は,ロバスト最適化問題に対する最適性条件の解析および双対理論の構築,またこれらの理論的解析に基づいた数値解法の開発を目的としている。対象となるロバスト最適化問題は,不確定な要因をパラメータとして内包するmin-max問題として表現される。一般に、反復近似解法である緩和法は、各反復における目的関数値が単調非減少あるいは非増加であるなど、単調性を共通した特徴として持っている。本年度は、特に、制約条件だけでなく決定変数をも緩和する、言わば双方向の(このために必ずしも単調性を持たない)切除平面法について考察し、測度空間上で定義された線形および2次計画問題に対し最適解への大域的収束性を示した。また、海外共同研究者であるS.-Y.Wu教授(台湾・国立成功大学)とともに、同算法の近似的な実装について検討し、各反復における緩和問題の低次元化等、局所収束性の点においてもすぐれた算法への改良を行った。双方向性の切除平面法という概念は本研究で初めて提案されるものであり、従来の単方向性の切除平面法と比較して、本手法は主双対切除平面法とも呼べるものである。また、緩和問題の対を近似的に解く上で主双対内点法との相性が良いことも、その特徴として挙げられる。本年度の研究結果については,今年度中に1編を会議録に発表し,また昨年度の成果を含めて2編を現在学術雑誌に投稿中である。また1件の口頭発表を行なった。
ストリップキャスト鋳片表面性状のオンラインモニタリングシステムの開発

前年度までの研究により初期凝固に及ぼす雰囲気ガス、チル板表面材質など環境諸因子の影響を明らかにしてきた。この結果、初期凝固に伴う過冷度は冷却速度に依存し、雰囲気ガスなどに依存しないこと、冷却速度が増加するとステンレス鋼の初期凝固組織は準安定オーステナイト相セル組織となること、初晶晶出相が安定相から準安定相へ遷移する臨界冷却速度は約5000°C/sであることが明らかになった。これらの結果を基に平成4年度は、初晶晶出相選択機構、初期凝固に及ぼすじょう乱諸因子の影響、オンラインモニタリングシステムの検討を行なった。まず、初晶晶出相の検討として、過冷溶湯中へのデンドライト成長速度を各相について求め、成長速度による優先成長相決定の可能性を検討した。その結果、安定相、準安定相のデンドライト成長速度が逆転する過冷度は実験結果を説明するほど大きくはなく、これのみでは初晶晶出相を予測することは困難であった。したがって、核生成機構を何らかの方法で考慮したモデルを構築する必要があることが明らかになった。次に初期凝固に及ぼすじょう乱因子を検討するために、チル板に超音波振動を加えた実験を行なった結果、超音波加振により著しい組織の微細化が生じるとともに、初期凝固時の過冷度が減少し、核生成が促進されたことが明らかになった。最後に、本研究の成果をオンラインモニタリングシステムに適用する場合の問題点を検討し、光計測孔の保持などの問題が解決されれば十分に実用可能であるとの結論を得た。これらの本年度までの研究成果は「鉄と鋼」誌に研究論文として掲載されている。本研究はステンレス鋼の初期凝固過程を把握し、ストリップキャスト鋳片の表面品質安定化技術として不可欠なオンラインモニタリングシステムを構築することを目的としている。このために、鋳型に組み込んだ光センサ-により鋳片表面の温度変化を計測し、鋳片初期凝固時の凝固条件と表面組織形成過程を定量的に評価し、鋳片の表面品質を予測する手法の確立を目指して実験を行ってきた。当初計画に基づき、平成2年度はステンレス鋼の初期凝固におよぼす雰囲気ガス、チル表面材質などの環境諸因子の影響を明らかにすることを目標とした。この結果、初期凝固に伴う過冷度が冷却速度に依存し、雰囲気ガスなどの環境因子には依らないことを明らかにした。また、初期凝固時に形成されるミクロ組織は準安定オ-ステナイト相のセル形態を有すること、その初期凝固組織の範囲やセル間隔は冷却速度に依存することを示した。さらに、初期凝固組織の形成過程を理解するために現象を単純化した凝固解析を行い、表面近傍の領域で極めて大きな温度勾配と成長速度が実現することを予測した。この間、さまざまな情報から、双ロ-ルストリップキャスティングでのストリップ製造条件が安定初晶ー準安定初晶の遷移凝固条件近傍にあり、当初の予想以上に精密な制御が必要であることが明らかになった。そこで、実験制御因子を操作し、ストリップ鋳片と同様のδフェライト相からなる初期凝固組織の実現することを試みた結果、実鋳片に近い凝固条件を実験室的に得ることが確認できた。これら研究成果は既に国際会議、国内学術講演大会において発表したほか、研究論文として「鉄と鋼」誌にも投稿中である。本研究ではストリップキャスト鋳片の表面品質安定化技術の指針を得ることを目的としている。このために、小滴落下法によるモデル実験により鋳片初期凝固時の凝固条件と表面組織形成過程を定量的に評価し、表面品質予測手法の確立を目指し実験を行ってきた。平成3年度は、前年度に得られた知見を基に、初期凝固過程における準安定オ-ステナイト相晶出の凝固条件範囲を明確にした。ここでは、鋳込み温度、チル温度を幅広く変化させた実験を行い、初晶晶出相の遷移条件を定量的に把握した。

その結果、準安定相晶出の臨界冷却速度が約5000K/sであることを示した。すなわち、冷却速度が臨界値を下回る安定デルタフェライト相が晶出し、凝固形態もデンドライトに遷移する。この臨界条件は実操業で予測される鋳片の冷却速度をわずかに上回る程度であり、実操業においては溶湯流動などによるじょう乱により冷却速度が変動し、準安定相の晶出が生じると考えられる。このような冷却速度変動が表面欠陥と密接に関連していることが推定される。また、実操業時に生じる機械的振動などじょう乱因子の初期凝固に対する影響を明らかにする目的で、装置改良を行った。ここでは、ピエゾ型振動器によりチル板に振動を与え、初期凝固組織への影響を検討した。予備実験では、チル板への加振により凝固条件が著しく変化するとの結果を得ており、次年度には詳細な実験を行う予定である。なお、本年度の研究成果は日本鉄鋼協会講演大会で発表すると共に、「鉄と鋼」に論文として投稿中である。前年度までの研究により初期凝固に及ぼす雰囲気ガス、チル板表面材質など環境諸因子の影響を明らかにしてきた。この結果、初期凝固に伴う過冷度は冷却速度に依存し、雰囲気ガスなどに依存しないこと、冷却速度が増加するとステンレス鋼の初期凝固組織は準安定オーステナイト相セル組織となること、初晶晶出相が安定相から準安相へ遷移する臨界冷却速度は約5000°C/sであることが明らかになった。これらの結果を基に平成4年度は、初晶晶出相選択機構、初期凝固に及ぼすじょう乱諸因子の影響、オンラインモニタリングシステムの検討を行なった。まず、初晶晶出相の検討として、過冷溶湯中へのデンドライト成長速度を各相について求め、成長速度による優先成長相決定の可能性を検討した。その結果、安定相、準安定相のデンドライト成長速度が逆転する過冷度は実験結果を説明するほど大きくはなく、これのみでは初晶晶出相を予測することは困難であった。したがって、核生成機構を何らかの方法で考慮したモデルを構築する必要があることが明らかになった。次に初期凝固に及ぼすじょう乱因子を検討するために、チル板に超音波振動を加えた実験を行なった結果、超音波加振により著しい組織の微細化が生じるとともに、初期凝固時の過冷度が減少し、核生成が促進されたことが明らかになった。最後に、本研究の成果をオンラインモニタリングシステムに適用する場合の問題点を検討し、光計測孔の保持などの問題が解決されれば十分に実用可能であるとの結論を得た。これらの本年度までの研究成果は「鉄の鋼」誌に研究論文として掲載されている。
自動車走行による橋梁振動の総合的環境影響評価モデルの構築

自動車走行により励起される橋梁の振動は,地盤及び空気中を伝播して,それぞれ地盤振動,低周波音として環境への影響を及ぼす畏れがあるとされている.環境影響評価に関して,評価項目の一つである地盤振動については,予測及び評価方法,並びに各種の対策工法が検討され実績も多い.しかしながら,低周波音に関しては,現状では予測手法も評価となる指標も共に未確立であり,環境影響評価では,重点化項目としての取り扱いとなっており,今後,低周波音の予測手法の開発を目的とした現象の定量的把握と効果的な対策の研究が求められる.同時に,地盤振動、空気振動は共に橋梁からの振動の伝播現象であり,一体としての評価も必要である.そこで本研究は,自動車走行による橋梁振動の総合的環境影響評価モデルを構築することを目指すものであり,以下の研究成果を得た.1)実測による橋梁振動の実態把握構造条件の異なる橋梁において,自動車走行時の橋梁各部の振動と構造物音(構造物内の波動),地盤振動,並びに空気振動の同時測定データを入手し,それぞれの時系列相関解析・FFT解析を行った.これらより,橋梁振動の発生に及ぼす伸縮装置部などの影響や,空間的振動分布に及ぼす構造条件との相関度を得た.2)振動の発生・伝播のメカニズムの解明さらに,空気振動の定量的な予測方法を検討するために,自動車の段差に起因する振動発生,発生した振動から空気振動への増幅度特性を周波数領域で算定した.3)低周波音評価モデルの検討低周波音は自動車走行に伴う橋梁振動によって発生することから,低周波音の評価には自動車振動を正確に把握する必要がある.そこで,本研究では低周波音評価を橋梁振動で捉えることとし,自動車走行による橋梁振動解析モデルを構築した.このモデルを用いた数値解析を行い,橋梁端部構造,弾性支承構造,ならびに自動車構造の影響を分析し,低周波音評価への影響度をとりまとめた.自動車走行により励起される橋梁の振動は,地盤及び空気中を伝播して,それぞれ地盤振動,低周波音として環境への影響を及ぼす畏れがあるとされている.環境影響評価に関して,評価項目の一つである地盤振動については,予測及び評価方法,並びに各種の対策工法が検討され実績も多い.しかしながら,低周波音に関しては,現状では予測手法も評価となる指標も共に未確立であり,環境影響評価では,重点化項目としての取り扱いとなっており,今後,低周波音の予測手法の開発を目的とした現象の定量的把握と効果的な対策の研究が求められる.同時に,地盤振動、空気振動は共に橋梁からの振動の伝播現象であり,一体としての評価も必要である.そこで本研究は,自動車走行による橋梁振動の総合的環境影響評価モデルを構築することを目指すものであり,以下の研究成果を得た.1)実測による橋梁振動の実態把握構造条件の異なる橋梁において,自動車走行時の橋梁各部の振動と構造物音(構造物内の波動),地盤振動,並びに空気振動の同時測定データを入手し,それぞれの時系列相関解析・FFT解析を行った.これらより,橋梁振動の発生に及ぼす伸縮装置部などの影響や,空間的振動分布に及ぼす構造条件との相関度を得た.2)振動の発生・伝播のメカニズムの解明さらに,空気振動の定量的な予測方法を検討するために,自動車の段差に起因する振動発生,発生した振動から空気振動への増幅度特性を周波数領域で算定した.3)低周波音評価モデルの検討低周波音は自動車走行に伴う橋梁振動によって発生することから,低周波音の評価には自動車振動を正確に把握する必要がある.そこで,本研究では低周波音評価を橋梁振動で捉えることとし,自動車走行による橋梁振動解析モデルを構築した.このモデルを用いた数値解析を行い,橋梁端部構造,弾性支承構造,ならびに自動車構造の影響を分析し,低周波音評価への影響度をとりまとめた.自動車走行により励起される橋梁の振動は,地盤及び空気中を伝播して,それぞれ地盤振動,低周波音として環境への影響を及ぼす畏れがあるとされている.環境影響評価に関して,評価項目の一つである地盤振動については,予測及び評価方法,並びに各種の対策工法が検討され実績も多い.しかしながら,低周波音に関しては,現状では予測手法も評価となる指標も共に未確立であり,環境影響評価では,重点化項目としての取り扱いに予定されており,今後,低周波音の予測手法の開発を目的とした現象の定量的把握と効果的な対策の研究が求められる.同時に,地盤振動、空気振動は共に橋梁からの振動の伝播現象であり,一体としての評価も必要である.そこで,本研究では,自動車走行による橋梁振動の総合的環境影響評価モデルを構築することを目指すものであり,研究初年度として,以下の研究成果を得た.1)実測による橋梁振動の実態把握構造条件の異なる橋梁において,自動車走行時の橋梁各部の振動と構造物音(構造物内の波動),地盤振動,並びに空気振動の同時測定データを入手し,それぞれの時系列相関解析・FFT解析を行った.これらより橋梁振動の発生に及ぼす伸縮装置部などの影響や空間的振動分布に及ぼす構造条件との相関度を得た.2)振動の発生・伝播のメカニズムの解明さらに,空気振動の定量的な予測方法を検討するために,自動車の段差に起因する振動発生,発生した振動から空気振動への増幅度特性を周波数領域で算定した.なお,現在,以上の研究成果を土木学会年次講演会等へ発表する準備を進めている.

自動車走行により励起される橋梁の振動は,地盤及び空気中を伝播して,それぞれ地盤振動,低周波音として環境への影響を及ぼす畏れがあるとされている.環境影響評価に関して,評価項目の一つである地盤振動については,予測及び評価方法,並びに各種の対策工法が検討され実績も多い.しかしながら,低周波音に関しては,現状では予測手法も評価となる指標も共に未確立であり,環境影響評価では,重点化項目としての取り扱いとなっており,今後,低周波音の予測手法の開発を目的とした現象の定量的把握と効果的な対策の研究が求められる.同時に,地盤振動、空気振動は共に橋梁からの振動の伝播現象であり,一体としての評価も必要である.そこで本研究は,自動車走行による橋梁振動の総合的環境影響評価モデルを構築することを目指すものであり,以下の研究成果を得た.1)実測による橋梁振動の実態把握構造条件の異なる橋梁において,自動車走行時の橋梁各部の振動と構造物音(構造物内の波動),地盤振動,並びに空気振動の同時測定データを入手し,それぞれの時系列相関解析・FFT解析を行った.これらより,橋梁振動の発生に及ぼす伸縮装置部などの影響や,空間的振動分布に及ぼす構造条件との相関度を得た.2)振動の発生・伝播のメカニズムの解明さらに,空気振動の定量的な予測方法を検討するために,自動車の段差に起因する振動発生,発生した振動から空気振動への増幅度特性を周波数領域で算定した.3)低周波音評価モデルの検討低周波音は自動車走行に伴う橋梁振動によって発生することから,低周波音の評価には自動車振動を正確に把握する必要がある.そこで,本研究では低周波音評価を橋梁振動で捉えることとし,自動車走行による橋梁振動解析モデルを構築した.このモデルを用いた数値解析を行い,橋梁端部構造,弾性支承構造,ならびに自動車構造の影響を分析し,低周波音評価への影響度をとりまとめた.
被子植物における夜行性ガ類への花形質の適応様式

被子植物における夜行性ガ類への花形質の適応様式を明らかにするために、国内外のさまざまな植物種において花と訪花性ガ類の相互作用を調査した。キブシ(キブシ科)の花を観察したところ、昼間には主に小型ハナバチ類やハナアブ類が訪花し、夜間にヤガ類とシャクガ類が訪花することが確認された。キキョウ科ツリガネニンジン属に関する研究では、ヒナシャジンにおける研究成果が国際学術雑誌に掲載された。この研究では、ヒナシャジンがガ媒花であることが示唆された。ヒナシャジンは夜咲き・夜間に偏った蜜分泌といった、夜行性ガ類による花粉媒介に適応的だと考えられる形質を示した。ヒナシャジンに訪花したヤガ類には、ヒナシャジンの花粉が多量に付着していたことから、ヤガ類はヒナシャジンの有効な花粉媒介者だと考えられる。加えて、ヤガ類において体表上のヒナシャジン花粉の付着部位を調べたところ、花粉はガ類の胸部と腹部の腹面に特異的に付着していることが明らかになった。このような、花粉が花粉媒介者の腹面に特異的に付着する花粉媒介様式は、ハナバチ媒花ではよく知られているが、ガ媒花では、ほとんど報告されていない。また、東アジアにおける花粉媒介者ー植物相互作用に関する文献を調査し、総説論文を国際学術雑誌に投稿した。上記の国内の種を対象とする研究に加え、南アフリカ共和国においてもガ媒花の調査を行った。複数の科にわたる植物種(ジンチョウゲ科、ラン科、ヒヤシンス科、ヒガンバナ科など)において、夜行性ガ類による訪花が観察され、花粉媒介者であることが示唆された。特筆すべき成果として、ヒガンバナ科の一種が下向きの花をもち、ヤガ類とトモエガ類の訪花を受けることが分かった。類似の花形態とガ類の訪花が日本でも見られることから、下向きの花をもつガ媒花が世界のさまざまな地域に存在することが示唆される。日本と南アフリカ共和国において野外調査をした。その結果、南アフリカ共和国と日本において、下向きの花をもつ植物種において、ガ類の訪花を確認することができた。この発見は、下向きの花をもつガ媒花が世界の異なる地域において収斂進化したことが示唆する。野外調査に加え、研究成果を論文としてまとめることができた。ヒナシャジン(キキョウ科ツリガネニンジン属)における夜行性ガ類の花粉媒介における重要性に関する研究結果を論文としてまとめ、植物学の国際誌に原著論文を出版することができた。また、東アジアの花粉媒介者に関する総説論文を国際誌に投稿した。上記のように、本研究の現在までの進行状況はおおむね順調に発展しているといえる。夜行性ガ類に対する花形質の適応様式を明らかにするための調査を行う。特に、ツリガネニンジン属の花粉媒介者と花形質の調査を進める。調査によって得られた成果を論文として報告する。

また、東アジアの花粉媒介者に関する総説論文を国際誌に投稿した。上記のように、本研究の現在までの進行状況はおおむね順調に発展しているといえる。夜行性ガ類に対する花形質の適応様式を明らかにするための調査を行う。特に、ツリガネニンジン属の花粉媒介者と花形質の調査を進める。調査によって得られた成果を論文として報告する。
認知言語学的考察に基づく言語の生成発展モデルの構築

言語の生成発展モデルの構築には,生命進化アルゴリズム等の非線形科学の成果や統計的・確率過程的手法の利用が不可欠と考え、Kaburagi et al.(1995)では,パターン認識に対するクラスターアプローチについての一般論を展開し,画像復元問題やハフ変換への応用だけでなく,言語パターン認識,音声パターン認識,画像パターン認識などへの応用が可能な定式化をおこない,言語情報処理能力と一般的認知能力との接点を明確にするための前提を、コミュニケーション理論もふまえて考察した.さらに,Sadanobu et al.(1996)詳しく述べたように,我々はこれらの利用可能性を追求する手始めとして,Haken(1978)が提案しているsynergeticsの枠組みを用いて,言語システムの通時的変化をマクロスコープ,ミクロスコープの両観点から記述する方法を検討した.具体的には、言語生成発展モデルを念頭におき、一方では、韻律面・文法面から、言語発出と言語理解の心的プロセスを分析し、言語の生成発展に関する主要な認知的/語用論的因子を抽出した。さらに、中川(1997)では日本語が新しい概念の流入に伴って主に漢語を材料に新語を創出する方略を追究することにより、日本人は「世間」に代表される自己投入が容易な領域と「世界」に代表される自己投入が容易ならざる領域を持つことを指摘し、「世間」型の語、例えば「先祖、礼儀、習慣」は、世界型の語「祖先、儀礼、慣習」の語順を反転させることにより創出される傾向があることを指摘した。他方、日本語の音変化傾向を生態システムのLotka-Voltera方程式でとらえることにより,単純なマクロモデルの言語システム分析への利用可能性を検証した後,言語のストカスティツクなプロセスを一般的なミクロモデルで扱うことにより,Lotka-Voltera方程式が当該言語システム内の人口平均値の方程式から導けることを示した。
アクトミオシンATPase作用薬を用いた家族性肥大型心筋症治療薬の開発

心筋は骨格筋と同様に横紋筋に分類される。横紋筋では、ほかの組織には見られないタンパク質トロポニンがアクチン線維に結合し、ミオシンとの相互作用を阻害している。これは平滑筋や非筋細胞のミオシンとは異なり、横紋筋のミオシンが常に活性化状態にあるためである。すなわち、平滑筋や非筋細胞ではミオシンとアクチンの相互作用には様々なタンパク質が介在して制御しているのに対して、横紋筋ではトロポニン/トロポミオシンが直接相互作用を制御している。従って横紋筋のミオシンあるいはトロポニンに直接作用する薬物はその点において極めて高い選択性を持つことになる。我々はstreptomyces属から単離したthiotetromycinがミオシンB(制御タンパク質を含んだアクトミオシン)の超沈殿を促進することを見いだした。超沈殿は試験管内における収縮反応のモデルとして用いられており、thiotetromycinがアクチンとミオシンの相互作用を促進していることが示唆された。Thiotetromycinはさらにアクチンに直接作用してアクトミオシンATPase活性を抑制することを見いだした。しかしながら、トロポニン/トロポミオシン存在下ではこのような抑制作用は見いだされない。超沈殿活性化の機序はまだ不明であるが、相互作用活性化薬として非常に興味深い化合物である。さらに我々は、渦鞭毛藻から単離したgoniodomin Aの作用を検討したところ、ミオシンBの超沈殿を促進した。しかしながら、骨格筋スキンド標本に対してはCa^<2+>誘起性収縮を濃度依存性に抑制した。またアクトミオシンATPase活性に対しては促進効果を示したが、トロポニン/トロポミオシン濃度を過剰に増加させるに従ってその効果は減弱した。家族性肥大型心筋症は若齢での突然死が問題となる遺伝性の疾患である。現在までに心筋のミオシン重鎖、調節軽鎖または必須軽鎖、トロポミオシン、トロポニンT、トロポニンCあるいはCタンパク質のいずれかの突然変異が関与していることが明らかとなってきている。ミオシン重鎖の突然変異では、アクチンとの相互作用により活性化される、アクトミオシンATPase活性が著しく抑制されてしまっていることが近年明らかにされた。一方トロポミオシンの突然変異では、むしろアクトミオシンATPase活性の増加によって正常な拍動が阻害される。この結果、循環傷害に陥り、最終的に細動を引き起こし、突然死する。家族性肥大性心筋症の原因が収縮タンパク質系の突然変異にあることが明らかにされた結果、従来のβアドレナリン受容体遮断薬やCaチャネル遮断薬と言った対症療法に代わり、新しい作用メカニズムを有するリード化合物として、心筋の収縮タンパク質に直接かつ特異的に作用する薬物が非常に魅力的であることが示され、新しいタイプの医薬品が開発される可能性が十分に考えられる。我々は海洋生物よりgoniodomin Aおよびamphidinolide Bという、アクトミオシンATPase活性を強く増強する2つの天然化合物を見出した。作用部位はまだ明らかではないが、どちらもアクチンとミオシンの相互作用を促進していることが示された。現在分子レベルでの詳細な作用機序を検討している。

我々はstreptomyces属から単離したthiotetromycinがミオシンB(制御タンパク質を含んだアクトミオシン)の超沈殿を促進することを見いだした。超沈殿は試験管内における収縮反応のモデルとして用いられており、thiotetromycinがアクチンとミオシンの相互作用を促進していることが示唆された。Thiotetromycinはさらにアクチンに直接作用してアクトミオシンATPase活性を抑制することを見いだした。しかしながら、トロポニン/トロポミオシン存在下ではこのような抑制作用は見いだされない。超沈殿活性化の機序はまだ不明であるが、相互作用活性化薬として非常に興味深い化合物である。さらに我々は、渦鞭毛藻から単離したgoniodomin Aの作用を検討したところ、ミオシンBの超沈殿を促進した。しかしながら、骨格筋スキンド標本に対してはCa^<2+>誘起性収縮を濃度依存性に抑制した。またアクトミオシンATPase活性に対しては促進効果を示したが、トロポニン/トロポミオシン濃度を過剰に増加させるに従ってその効果は減弱した。
C*-環とその記号力学系、双曲型力学系の分類、軌道同型の研究への応用

今まで位相的マルコフシフトに対してなされてきた(1)力学系の軌道同型類、(2)力学系の充足群の分類、(3)力学系のゼータ関数、(4)エタール亜群の同型類、(5) C*-環のKー理論、(6)C*-環とそのカルタン部分環の分類、(7) C*-環のゲージ作用の分類の対応を、スメール空間というコンパクト距離空間上の同相写像からなる双曲型位相力学系に対して行うという壮大な試みが本研究の概要である。またさらに位相的マルコフシフトとは限らない一般の記号力学系に対しても上記の対応関係を明らかにしたい。
導電性フィラーを含有する熱可塑性樹脂の熱/電気特性に関する伝熱学的見地からの研究

本年度は,導電性フィラーを含有する熱可塑性樹脂材料の導電特性に対して踏み込んだ議論を行うために,材料中の電荷移動を支配すると考えられる電界強度とフィラー間平均距離の影響を詳細に検討した.供試材料は前年度と同様,フィラーの分散性を良好にするべく改質されたポリカーボネート中に微細な炭素粉(平均粒子径は数十nm,以下CB)を微分散させた厚さ100μmのシート材を使用した.ただし,CB濃度が6,7,8wt.%の三種類の試料を用意した.また,材料の体積抵抗率測定についても,昨年同様,高抵抗測定手法であるASTMD-257規格に基づく系を採用した.実験条件としては,印可電圧を1001000V,シートを重ねることにより試料厚さを100400μmに変化させるとともに,CB濃度の違いによる平均CB粒子間距離の影響を検討した.材料の体積抵抗率に対する試料厚さと印可電圧の影響について,電界強度(印可電圧/試料厚さ)を指標とすることで整理できることを確認した,この結果を踏まえ,電界強度を独立変数軸とするグラフ上において,CB濃度の違いによる体積抵抗率の変化について考察を与えた.すなわち,溶融樹脂材料において広く知られているWLF則(温度と時間の等価性に対する換算則)と同様のアプローチにより,材料中を移動する電荷の移動し易さという視点からは材料に印可する電界強度とCB濃度に換算則が成立すると類推し,実際にデータの重ね合わせを試みた.その結果,印可電界強度の低い領域では,CB濃度に応じて体積抵抗率に大きな開きがあったにもかかわらず,印可電界強度の増加により急激に材料の体積抵抗率が低下する,いわゆるバリスター特性を示す領域において,良好なデータの重ね合わせが行えることを見出した.本研究で得られた結果は,導電性フィラーを含有する樹脂材料中における電荷移動,特にバリスター特性のような非線形現象に対する理解の一助となると考えられる.本年度は,導電性フィラーを含有する熱可塑性樹脂材料の基本特性を把握するために,シート形状の試料の体積抵抗率に与える周囲温度ならびにフィラー含有率の影響について検討した.実験では導電性フィラーとしてケッチェンブラック(微細な炭素粉で平均粒子径は数十nm),熱可塑性樹脂としてフィラーの分散性を良好にするために改質されたポリカーボネート樹脂を使用した.体積抵抗率の測定には,高抵抗測定手法であるASTMD-257規格を参考にした測定系を構築し,ケッチェンブラック濃度を6, 7, 8%と変化させた厚さ100ミクロンのシート材を使用した.母材となるポリカーボネート樹脂のガラス転移温度はDSC測定より150°C付近にあることが求められたが,実験ではこれ以上にまで材料を加熱するため,市販の測定用電極を用いることができない.そこで本研究ではまず,電気絶縁のための熱硬化性樹脂フレーム内に,ステンレス電極が設置された構造を有する,高温環境まで高抵抗率測定が行える電極の作成を行った.この自作電極に対し,市販電極を用いて室温で検定を行った結果,高抵抗率測定における測定誤差として十分に許容できる信頼性を確認した.また,電極表面と試料間の接触抵抗を低減するために,電極自体はスプリングによる圧着機構を有し,測定に際しては一旦試料を150°C以上にまで加熱した後,試験温度とするなどの注意をはらった.測定ではケッチェンブラック濃度及び周囲温度による体積抵抗率の変化を系統的に測定した.室温状態におけるケッチェンブラック濃度6%の試料の体積抵抗率は約300GΩcmであったが,ケッチェンブラック濃度が6%から8%に増加にすることで,約25%低下する結果が示された.また,ガラス転移温度以下では,周囲温度が30°Cから90°Cに上昇することで,約10%の手体積抵抗率の低下が測定された.一方,ガラス転移温度による体積抵抗率の変化は非常に大きく,ケッチェンブラック含有率8%の試料において,室温で約250GΩcmあった抵抗率が170°Cにおいて0.6GΩcmとなる結果が得られた.このような結果が得られた原因としては,温度上昇による熱電子の増加だけでなく,フィラー間に存在する樹脂の分子鎖の運動自由度が高くなることで,例えば電界方向への分子鎖の配向といったような,電荷移動に対して有利となる状態が実現されたためと推察される.本年度は,導電性フィラーを含有する熱可塑性樹脂材料の導電特性に対して踏み込んだ議論を行うために,材料中の電荷移動を支配すると考えられる電界強度とフィラー間平均距離の影響を詳細に検討した.供試材料は前年度と同様,フィラーの分散性を良好にするべく改質されたポリカーボネート中に微細な炭素粉(平均粒子径は数十nm,以下CB)を微分散させた厚さ100μmのシート材を使用した.ただし,CB濃度が6,7,8wt.%の三種類の試料を用意した.また,材料の体積抵抗率測定についても,昨年同様,高抵抗測定手法であるASTMD-257規格に基づく系を採用した.実験条件としては,印可電圧を1001000V,シートを重ねることにより試料厚さを100400μmに変化させるとともに,CB濃度の違いによる平均CB粒子間距離の影響を検討した.

材料の体積抵抗率に対する試料厚さと印可電圧の影響について,電界強度(印可電圧/試料厚さ)を指標とすることで整理できることを確認した,この結果を踏まえ,電界強度を独立変数軸とするグラフ上において,CB濃度の違いによる体積抵抗率の変化について考察を与えた.すなわち,溶融樹脂材料において広く知られているWLF則(温度と時間の等価性に対する換算則)と同様のアプローチにより,材料中を移動する電荷の移動し易さという視点からは材料に印可する電界強度とCB濃度に換算則が成立すると類推し,実際にデータの重ね合わせを試みた.その結果,印可電界強度の低い領域では,CB濃度に応じて体積抵抗率に大きな開きがあったにもかかわらず,印可電界強度の増加により急激に材料の体積抵抗率が低下する,いわゆるバリスター特性を示す領域において,良好なデータの重ね合わせが行えることを見出した.本研究で得られた結果は,導電性フィラーを含有する樹脂材料中における電荷移動,特にバリスター特性のような非線形現象に対する理解の一助となると考えられる.
随意運動に先行する脳活動の同定ーセントラルコマンド発生機構の探索

セントラルコマンド発生機構を探索するために、全頭型近赤外分光計イメージングを用いて随意運動中の大脳皮質活動を解析した。その結果、大脳皮質前頭前野において随意運動に約10秒先行する脳活動が起ることを発見したが、運動皮質領域ではそのような運動前活動は観察されなかった。並行して実施した動物実験から、中脳腹側被蓋野(VTA)がセントラルコマンドの発現と関係する証拠を得た。考え合わせると、大脳皮質前頭前野から脳活動が起り、それは脳幹ー特にVTAーに在るセントラルコマンド発生回路を駆動すると予想できる。心臓血管系は随意運動の開始と同時に応答する。自律神経系や効果器での時間遅れを考慮すると、高位中枢は少なくとも運動開始の6-10秒前には活動を開始し、自律神経系へFeedforward制御信号(セントラルコマンドと呼ぶ)を送らねばならない。このセントラルコマンド発生機構を探索するためヒト及び実験動物を用いた研究を推進した。ヒトを用いた研究1.随意運動を精密に評価するために、エルゴメーターの回転角度変化や発揮された筋力・筋電図を連続的に記録できる解析システムを作成し、最大運動能力の20-60%強度で自転車エルゴメーター運動を実施した。2.高い時間分解能を持つ2チャンネル型近赤外分光法(NIRS)を用いて、運動開始時にみられる大脳皮質前頭前野の局所酸素化ヘモグロビン動態(Oxy-Hb)を計測した。Oxy-Hbは局所の脳組織血流量を反映し間接的に脳活動量と対応する。その結果、大脳皮質前頭前野の脳活動が運動開始時に約10秒先行することを明かにした。3.全頭型NIRSイメージングを用いて大脳皮質全体にわたる52チャンネルのOxy-Hb動態を同時計測し、随意運動と関連する皮質活動領域をリアルタイムでマッピングした。その結果、前頭前野活動は随意運動に先行することを確認したが、運動皮質等の運動中枢は随意運動に先行した活動を示さなかった。この所見は随意運動開始前後における大脳皮質活動領域の変容と推移を示唆した。動物を用いた研究自発運動開始に先行する脳活動の実証とセントラルコマンド発生に関する神経伝達機構を動物実験で調べるため、中脳腹側被蓋野(VTA)にレーザー血流計プローブを埋め込み局所組織脳血流量を計測した。その結果、自発運動開始に先行して組織血流量は増加したので、自発活動と対応する中脳VTA活動が存在しこれがセントラルコマンド発生と関係することが示唆された。心拍数は随意運動の開始と同時に増加するが、効果器での遅延を考慮すると高位中枢は運動開始に先行して活動を始め自律神経信号(central commandと呼ぶ)を心臓ペースメーカへ送らねばならない。central commandの発生源や遠心性経路を探索するために、ヒト随意運動様式を精密に解析し運動開始に先行する大脳皮質活動や脳領域を近赤外分光イメージング(NIRS)で調べた。また実験動物を用いて脳幹にあると予想されるcentral commandの発生源に関する電気生理学的研究を実施した。研究実績の概要を以下に記載する。1ヒトに関する研究:エルゴメータ随意運動時にみられる大脳皮質局所酸素化ヘモグロビン濃度変化(Oxy-Hb)のマッピングを行った。脳活動の出現部位ではOxy-Hbが脳組織血流量に比例して増え、左右の前頭前野Oxy-Hbは運動開始に約10秒先行して増加した。この増加は運動開始直後に最大となり、その後運動の継続にも関らず低下した。他の皮質領域では大きな脳活動は起らなかった。興味深いことに、強制的に運動を開始させた場合には前頭前野Oxy-Hbの大きな増加は生じなかった。随意運動の場合にのみ前頭前野の脳活動が賦活しそれは大脳皮質の他領域や視床下部・脳幹にある神経回路を駆動すると予想できる。2実験動物に関する研究:視床下部尾側で除脳された動物で見られる自発歩行時の交感神経活動・心拍数・動脈血圧の変化は正常動物の歩行運動と一致したので、central commandの発生源が視床下部尾側や脳幹ー特に中脳腹側被蓋野(VTA)ーに存在する事が示唆された。VTA組織血流量は除脳動物の自発運動と同期して増えることやVTA神経細胞でc-fos核タンパク質発現が自発運動中に高いことはVTA神経活動の上昇を示唆した。一方、局所麻酔薬や抑制性神経伝達物質であるGABAアゴニストのVTA微量投与は自発運動の出現を減少させた。以上の結果はcentral commandがVTAと関連して発生することを示唆した。心拍数は随意運動の開始に数秒先行して増加する。自律神経系や心臓洞結節での遅延を考慮すると、高位中枢は少なくとも運動開始の約10秒前には活動を開始し自律神経系へ下降性制御信号(セントラルコマンドと呼ぶ)を送らねばならない。

本研究はセントラルコマンド発生源を探索しその遠心性経路や活動様式を解明することを目的とし、ヒトや実験動物を用いた相補的な研究を実施した。1)ヒトを用いた研究:昨年度に開発した運動解析システムを用いて、自転車運動の時間経過や筋力動態を精密に評価した。全頭型多チャンネル近赤外分光法を用いて、運動開始前後や運動中にみられる大脳皮質各部の酸素化ヘモグロビン動態(Oxy-Hb)を計測した。Oxy-Hbは局所脳組織血流量を反映し間接的に脳活動量に対応する。頭蓋上のプローブ配置から計測部位をデジタイザを用いて標準脳に投影した。その結果、大脳皮質前頭前野の脳活動の増加は運動開始に約10秒先行するが運動中に持続しない事、逆に運動関連領域の脳活動は運動中に増えるが運動開始には先行しない事を解明した。2)動物を用いた研究:視床下部尾側部で除脳した動物は自発運動を誘発できる。除脳下で起こる自発運動を随意運動モデルとして、運動開始に先行する脳活動を探索した。特に中脳腹側被蓋野(VTA)がセントラルコマンドの発生に関与するという仮説を調べるため、VTAの組織脳血流量をレーザー血流計で記録した。その結果、自発運動開始に同期してVTA組織血流量は増加した。c-fos染色で自発運動中に興奮する脳幹活動部位を網羅的に探索すると、c-fos陽性細胞がVTA内において観察された。以上の所見は自発運動と対応する中脳VTA脳活動の存在を示唆する。ヒトの研究結果を一緒に考慮すると、大脳皮質前頭前野は中脳VTAにある神経回路をトリガしてセントラルコマンドを発生させるという新しい仮説が考えられる。セントラルコマンド発生機構の探索という当初の研究計画を進めるため、2チャンネル近赤外分光計を用いて随意運動中の大脳活動を記録した。その結果、随意運動に約10秒先行する大脳皮質前頭前野活動を同定した。次に、全頭型近赤外分光計を用いて随意運動と関連する大脳皮質領域をマッピングした所、前頭前野活動は随意運動に先行することを再確認したが、運動皮質等運動中枢は随意運動に先行した活動を起こさないという新知見を発見した。25年度が最終年度であるため、記入しない。セントラルコマンド発生機構の探索という当初の研究計画を進めるため、ヒト随意運動時にみられる大脳皮質各部の脳活動を全頭型多チャンネル近赤外分光計を用いてマッピングした。その結果、大脳皮質前頭前野の脳活動の増加は運動開始に約10秒先行するが運動中に持続しない事、逆に運動関連領域の脳活動は運動中に増えるが運動開始には先行しない事を明らかにした。随意運動の開始前後にみられる大脳皮質全体の脳活動の時空間的な推移と変容から、大脳皮質の前頭前野はセントラルコマンドの発生に関与する可能性を持つけれども、大脳皮質の運動関連領域はセントラルコマンドの発生とは無関係であることが示唆された。実験動物を用いた研究では、除脳下で起こる自発運動を随意運動モデルとして、運動開始に先行する脳活動を探索した。
都市林の生態とその合理的な管理システムの開発に関する基礎的研究

都市内樹林地は一般的には好ましいものと評価されるが、樹林地に隣接して生活する住民は、日照、落葉落枝、風紀上の不安などの諸問題を訴えており、特に自治体が土地を取得した後の緑地保全地区などについては、周辺の立地や樹林の質に応じた適切な管理が必要である。1)緑地保全地区および条例による類似の地区指定制度は、緑地保全のために有効な制度ではあるが、運用のための財源、宅地化された環境での現状凍結的な保存の可否、買入れ後の緑地の公有地としての利活用など多くの問題を抱えている。2)多くの市民が都市に緑を残すことは必要と感じているが、樹林や大木に隣接して住む者は日照や落葉の害のほか、台風時の倒木や枝の落下を恐れている。都市内の大木には衰弱しているものが多いので、衰弱木への対策や、保存樹としての価値にどこで見切りをつけるか等、管理上の問題で検討すべき点が多い。3)保存樹は、文化財保護法による指定物件とは違って、目的が都市の美観風致の維特にあり健全で樹容が美観上特にすぐれていることを条件としている。樹高、幹周などの指定基準は樹種にかかわりなく一律に定めてあるが、樹種によってはこの基準に達しなくともすぐれた樹容を呈するものがあるはずだし、美観風致上の価値は周辺の環境の質によっても違うはずである。文字どおりの美観風致の維持に資する指定や解除を効率よく行なうためには、樹種や立地ごとに指定基準に幅をもたせて指定すること、価値基準の項目を明らかにしそれぞれにランク付けをすることなどを検討する必要と思われる。4)全国72都市を対象としたアンケート調査の結果によれば、保存樹の所有者に対して自治体が行う助成や支援の制度は、定額補助金の交付、作業費に応じた補助金の交付、行政による作業代行など7つに類別することができる。緑地や保存樹の保全施策はどの自治体も課題を抱えており、都市の実情に応じて独自の工夫が見られる。文献調査および聞取り調査として、九州北部の大都市、福岡市と北九洲市で緑地保全地区および保存樹木の指定状況と管理体制についての行政資料を収集し、福岡市で保存樹を含む30の社寺林を対象に管理費の使途など管理の実態や周辺住民の意識を調べるアンケ-ト調査を実施した。また都市緑地の現況を立地環境との関連で分析するモデルケ-スとして、上記の緑地保全地区13林分、および佐賀市や久留米市の都市近郊林など20林分で、林分構造調査や土壌調査を実施した。一方で樹木の健全度の検定方法の検討も継続中である。都市内樹林地は一般的には好ましいものと評価されるが、樹林地に隣接して生活する住民は、日照、落葉落枝、風紀上の不安などの諸問題を訴えており、特に自治体が土地を取得した後の緑地保全地区などについては、周辺の立地や樹林の質に応じた適切な管理マニュアルが緊急に必要であることを、調査を通して痛感した。調査途中ではあるが、福岡市をケ-スとして都市緑地をめぐる諸問題について概論的にまとめたものと樹林管理者へのアンケ-ト調査の結果について、および葉温についての実験結果を日本林学会九州支部会に報告した。