hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
温室効果ガス亜酸化窒素発生現場における糸状菌の機能発現解明

農耕地から微生物活動により発生する亜酸化窒素(N2O)は、強力な温室効果、オゾン層破壊の性質を有し、発生機構の解明が大きな課題である。N2Oはこれまで主に細菌により発生すると考えられてきたが、圃場より発生するN2Oの安定同位体比解析より糸状菌脱窒の寄与が高い可能性を見い出した。脱窒糸状菌の分離及びメタゲノム手法による糸状菌動態解析より、圃場のN2O発生現場における脱窒糸状菌の増大を確認した。亜酸化窒素(N2O)は強力な温室効果ガスかつオゾン層破壊物質で、農耕地はその主要な発生源である。農耕地におけるN2O発生のメカニズム解析において、関与する細菌の研究が進む一方で、糸状菌も発生に重要な役割を果たすことが指摘されている。しかし、関与する糸状菌、また、その環境中の動態や機能については不明な点が多い。本課題では、農耕地においてN2O発生にかかわる糸状菌の動態を明らかにすることを目的としており、本年度は圃場においてN2Oが発生している時期及び部位を特定し、その圃場サンプルにおける脱窒糸状菌の分離と機能測定、圃場における動態の解明に着手した。研究所圃場において、ジャガイモを春作と秋作の2作栽培した。慣行に従い収穫前に地上部を切除し、圃場に放置した。この地上部残渣の放置時期に、圃場からN2O発生が見られたため、土壌や残渣を採取し、それぞれインキュベーション実験によりN2Oの発生ポテンシャルを測定した。圃場観測のN2Oフラックスの特に高い春作の残渣放置時期に、圃場から採取した作物残渣自体からの高いN2O発生が検出された。残渣サンプルから糸状菌を分離し、液体培養時のN2O発生活性とITS領域配列に基づく分類群を明らかにした。春作の地上部残渣の放置時期にN2O発生活性の高い糸状菌が、高い頻度で分離された。様々な分類群のN2O発生糸状菌が分離されたが、本実験で用いた培養条件でのN2O発生活性と系統分類群との間には関連が見られた。特にN2O発生活性の高い菌が数種検出された。培養法による微生物の検出は、手法によりバイアスがかかり、実際の環境中の存在割合や量が必ずしも反映されるとは限らない。そのため圃場サンプルから直接DNAを抽出する培養を経ない、いわゆるメタゲノム手法により、これらの菌の圃場サンプルにおける存在割合や存在量を測定した。計画当初に予定していた、圃場におけるN2O発生時期及び部位の特定をすることができた。この特定された圃場サンプルからの分離糸状菌について、ITS領域配列による系統分類群とN2O発生活性を明らかにすることで、両者の関連を示すことができた。この情報を活用し、糸状菌ITS領域を対象としたメタゲノム手法により、N2O発生活性の高い菌の圃場における動態の追跡が可能になり、PCR-DGGE法及び定量PCR法による解析をすでに実施している。想定通りに研究が進捗しているため。農業環境技術研究所内の畑圃場から経時的に採取したサンプル(土壌及び作物残渣)より分離した糸状菌およびサンプルについての解析を継続して行った。分離糸状菌については、前年度は作物残渣サンプル由来の分離菌について解析を行ったが、本年度は土壌由来の分離菌についても同様に液体培養時のN2O生成活性を測定し、ITS領域配列による分類群の推定を行った。Penicillium属など土壌からも高い割合でN2O生成活性を示す菌が分離された。作物残渣から分離されたのと同じ分類群の菌も多数みられたが、土壌からのみ検出された分類群あるいは土壌では検出されなかった分類群もあり、菌の種により、存在する部位が異なることが示唆された。環境サンプルについては、メタゲノム手法により前年度よりPCR-DGGE実験による糸状菌群集構造の解析を行っている。本年度は、さらに詳細なパターンの解析及びバンドの塩基配列を進めた。作物残渣と土壌の糸状菌群集構造は大きく異なっており、分離糸状菌で得られた結果と同様に、糸状菌種により存在部位が異なることが示唆された。また、N2O発生活性の高い糸状菌と同じ配列を持つDGGEバンドを追跡し、N2O発生活性の高い環境サンプルでバンド強度が増大することが明らかになった。N2O発生活性の高い菌の内1種類の菌について、定量PCRで存在密度を測定し、PCR-DGGEの結果と同様に、N2O発生活性の高い環境サンプルで存在密度が増大することを確認した。一方で、PCR-DGGEによる解析では、微量な菌の検出感度や塩基配列解析に限界があるため、次世代シーケンスによる解析に着手している。計画当初に予定していた、圃場におけるN2O発生時期及び部位の特定に加え、糸状菌ITS領域を対象としたメタゲノム手法により、N2O発生活性の高い菌の圃場における動態の追跡を行い、分離菌については脱窒系遺伝子の配列解析に着手している。

しかし、関与する糸状菌、また、その環境中の動態や機能については不明な点が多い。本課題では、農耕地においてN2O発生にかかわる糸状菌の動態を明らかにすることを目的としている。試験圃場においてジャガイモを栽培した。慣行に従い収穫前に地上部を切除し、圃場に放置した。初年度は圃場からのN2O発生をモニタリングするとともに、採取した土壌や作物残渣のN2Oの発生ポテンシャルを測定し、N2Oが発生している時期及び部位を特定した。その圃場サンプルから脱窒糸状菌の分離し、液体培養時のN2O発生活性とITS領域配列に基づく分類群を明らかにした。二年目及び三年目は、圃場サンプルについてメタゲノム手法による糸状菌群集構造の解析及びN2O発生活性の高い糸状菌の定量PCRによる存在密度の測定をした。N2O発生活性の高い分離糸状菌と同じITS領域配列は、N2O発生活性の高い環境サンプルで群集構造における存在割合が増大するとともに存在密度も増大することを確認した。また、分離糸状菌について、脱窒関連遺伝子のPCR増幅を試みた。N2O発生活性が非常に高い糸状菌種については検出される一方、N2O発生活性がないあるいはほとんど見られない糸状菌については検出できず、N2O発生活性の高い糸状菌遺伝子を特異的に増幅できることが明らかになった。二年目の圃場サンプル由来のメタゲノムにおいて乾物重あたりの糸状菌脱窒遺伝子の存在量を定量PCRで測定したところ、N2O発生時の腐敗残渣で高くなっており、圃場のN2O発生現場で確かに糸状菌脱窒遺伝子が増大していることが明らかになった。農耕地から微生物活動により発生する亜酸化窒素(N2O)は、強力な温室効果、オゾン層破壊の性質を有し、発生機構の解明が大きな課題である。N2Oはこれまで主に細菌により発生すると考えられてきたが、圃場より発生するN2Oの安定同位体比解析より糸状菌脱窒の寄与が高い可能性を見い出した。脱窒糸状菌の分離及びメタゲノム手法による糸状菌動態解析より、圃場のN2O発生現場における脱窒糸状菌の増大を確認した。分離菌については、脱窒系遺伝子の有無やその配列を明らかにするなどさらに詳細な特性の解明を進めるとともに、メタゲノム解析においては、培養できない菌を含めた糸状菌群集の全体像を詳細に明らかにするために、PCR-DGGE解析に加え次世代シークエンサー解析を行う。分離菌については、脱窒系遺伝子の有無やその配列を明らかにするなど特性の解明をさらに進める。メタゲノム解析については、これまで行ってきたPCR-DGGE解析では、微量な菌の検出感度や塩基配列解析に限界があるため、次世代シーケンス解析を行う。土壌微生物学実験補助員の適任者が年度初から確保できず、採用が年度後半になったため、予定より人件費の使用が少なかった。また、次世代シークエンスによる解析について、研究所が保有しているシークエンサーで順次解析を行う計画であったが、本課題実行中に当該機器及び試薬の販売が中止になることから、今年度はPCR-DGGE法により糸状菌群集の解析を行い、次年度以降に、より多くのデータが得られる別の機種のシークエンサーで、次年度以降のサンプルとあわせて解析する予定に変更したため。予定していた研究補助員の雇用について、期間途中での退職があり、代替人員が雇用できるまでに期間が空き、実質雇用期間が短くなったため、次年度使用額が発生した。次世代シークエンサーによる解析のための、試薬や消耗品等に使用する予定である。研究補助員の雇用及び分離糸状菌の遺伝子解析や環境サンプルの微生物相解析のために必要な試薬や消耗品等に使用する予定である。
社会復帰の経済学―望ましい社会復帰とは何か―

平成30年度においては、特に研究課題に関する分析・シミュレーションのヒントとなり得る事象の確認・資料収集・議論に注力した。特に、経済史分野ならびに質的研究分野の研究者と定期的に議論を行い、かつての日本における社会復帰支援政策の実例、および他国の社会復帰支援政策の実例に関し情報を得た。より具体的には、過去の日本における救貧対策にまつわる立法政策や、特に欧州地域におけるアクティベーション政策の実例に関する情報となる。その目的を具体的に述べると、研究課題中にある、「若年無業者や懲役経験者が今現在の日本国内でどの程度社会復帰しているのか」という分析を経たのちに行う、「どの程度の社会復帰確率が社会的に望ましいと考えられるか」というシミュレーションにおけるシナリオ作成の根拠を得るためである。過去の日本における政策や他国の政策がどの程度目的を達成できたか(またはできなかったか)、その理由は何であるかを突き止めることは、シミュレーションの際のシナリオをより説得的にするものであると言える。また、上記の作業とは別に、「就業(社会復帰)から得る便益」と「就業(社会復帰)に伴うコスト」に関する調査準備も行った。若年無業者にせよ、懲役経験者にせよ、無業(またはそれに類する状況)から就業に至るに際し、得られる便益としては明らかな部分が存在するが、同時にコストも存在し得る。また、一見明らかである就業の便益に関しても、必ずしも皆が理解できているとは限らない。こうした疑問点に対処するための調査を現在進行形で設計しており、そうした作業もまた、本研究課題を遂行する上で重要な情報を提供し得るものであり、31年度以降に行う分析・シミュレーションの礎をなすものと考えられる。以上が昨年度の研究実績となる。若干の予定変更は生じたものの、概ね順調に進行していると言える。平成30年度における研究内容に関しては、当初の計画と間に若干の差異は生じているものの、計画立案時よりもより多面的な切り口から、「社会復帰の経済学」を捉え、それぞれに分析・調査を実行し始めている。それにより、当初に予定されたものより、より豊かな分析・シミュレーションの礎を築くことが出来たと言える。上述の通り、複数の研究計画を実行開始しており、まず始めにそれらの分析を終了した上で論文として執筆を行う。同時に、研究計画にある通り、複数の分析結果を基に、シミュレーションを実施することが、本年度の方策となる。平成29年度においては、本研究課題の研究計画におけるデータ作成・およびその分析に先立つ作業に特に力を入れた。より具体的には、研究計画に含まれているアンケート調査をより精度が高く、研究計画との齟齬を持たないものとするための事前準備として、独自の経路を通じたデータ収集やインタビュー調査、そして、質的調査を主として行っている研究者及び経済理論を専門とする研究者との情報交換などを精力的に行った。以下でより詳細に述べる。まず、データ収集であるが、北部九州地区において筆者が従前より継続してきた無業者支援団体へのインタビュー並びに情報交換の一環として、無業者支援団体へ来所した若年無業者に関するマイクロデータを、当該自治体(政令指定都市)の許可を経た上で取得した。より詳細には、来所した若年無業者の属性(年齢、性別、最終学歴、来所事由、主訴、初回来所時の自立度及び最新の自立度等)に関するマイクロデータである。このようなデータは筆者が独自に取得したものであり、その意味で貴重なデータセットであると言える。同時に、九州地区における無業者支援団体へのインタビュー並びに意見交換も併行して行い、最新の事情把握にも努めた。上記のようなデータ並びに情報収集は、研究計画におけるアンケート調査、並びにシミュレーションの前段階として行われたものであり、この後に行うデータ分析・モデル構築・シミュレーションを、研究計画との齟齬をきたさず、かつ高い精度で行うために非常に有益な作業であると位置づけられる。さらに、平成29年度においては、質的調査法を用いた研究者との研究会の主催、並びに経済理論専攻の研究者との意見交換等、広く研究計画遂行のために必要な知見の獲得に努めた。これらの研究活動を通じ、平成30年度においては、研究計画にあるアンケート調査や実証分析、さらにモデルの構築へと移行する。平成29年度においては、当初の研究計画とはやや異なるものの、希少なデータの取得、多様な近接分野の研究者との意見交換を通じ、より厳密な分析・理論構築・シミュレーションへの土台を築くことが出来たといえる。平成30年度においては、上記のような作業を活かした上で、より当初の研究計画に即した分析を、高い精度をもって遂行できるような状況となった。

また、上記の作業とは別に、「就業(社会復帰)から得る便益」と「就業(社会復帰)に伴うコスト」に関する調査準備も行った。若年無業者にせよ、懲役経験者にせよ、無業(またはそれに類する状況)から就業に至るに際し、得られる便益としては明らかな部分が存在するが、同時にコストも存在し得る。また、一見明らかである就業の便益に関しても、必ずしも皆が理解できているとは限らない。こうした疑問点に対処するための調査を現在進行形で設計しており、そうした作業もまた、本研究課題を遂行する上で重要な情報を提供し得るものであり、31年度以降に行う分析・シミュレーションの礎をなすものと考えられる。以上が昨年度の研究実績となる。若干の予定変更は生じたものの、概ね順調に進行していると言える。平成30年度における研究内容に関しては、当初の計画と間に若干の差異は生じているものの、計画立案時よりもより多面的な切り口から、「社会復帰の経済学」を捉え、それぞれに分析・調査を実行し始めている。それにより、当初に予定されたものより、より豊かな分析・シミュレーションの礎を築くことが出来たと言える。先述の通り、平成29年度には、研究計画のスムーズな遂行をより確実なものとする作業に注力してきた。平成30年度以降には、現在進行形で行っているデータ取得(公的統計・アンケート調査)とその分析、及びこれまでに取得してきたデータの分析と論文作成を通じ、最終的な研究目標である理論研究・シミュレーションへとつなげてゆく作業に注力する。さらに、研究成果を広く社会へと還元することにも取り組みたい。上述の通り、複数の研究計画を実行開始しており、まず始めにそれらの分析を終了した上で論文として執筆を行う。同時に、研究計画にある通り、複数の分析結果を基に、シミュレーションを実施することが、本年度の方策となる。平成29年度において、研究計画をより高い精度で遂行するための基礎データ収集に注力したため。平成30年度においては、実施予定であったアンケート調査・備品購入等を通じ、当初の計画と齟齬をきたさない使用を計画している。アンケートを始めとする調査実行にさきがけて、当該調査をより精度が高く、調査設計におけるミスのないものとするための準備・分析に注力を行ったため。本年度は、これまでの作業を踏まえ、アンケート等の調査を積極的に行う。
地理情報システム(GIS)による個人の大気汚染曝露と健康影響に関するコホート研究

多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約7.5万人の居住地情報のジオコーディングを行い、大気汚染と健康との関連を検討すべく、大気汚染曝露評価をより正確に行い、健康影響を検討できる基盤構築を行った。実際の個人曝露にあてはめるために、都市部地域で、大気測定局を用いた二酸化窒素(NO2) LUR(Land use regression)モデルの構築を、常時測定局(常時観測LUR、203地点)と臨時測定局データを用いて(臨時測定LUR、150地点)それぞれ行ったところ、常時観測LURモデルは都市内30か所のNO2実測年平均濃度とよく相関していた(R2=0.68)。近年、我が国でも健康影響が懸念されている、粒子状物質(PM2.5など)濃度などの大気汚染を、一般環境大気測定局や地理情報システムの交通情報を利用して、より個人曝露指標とするために、多目的コホート研究の対象者に位置情報のコーディングを行った。追跡期間中に移動した対象者は曝露評価が困難になるために、1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない10万人を対象として選定し、98%に位置情報が割り当てられた。上記で割り当てた位置情報を用いて、その居住地にもっとも近隣の一般環境大気測定局を割り当てた。その結果、11保健所管内地域住民に対して、15都府県40測定局が割り当てられ、居住地の都府県以外の測定局の濃度を使用したほうが、より適切な対象者が相当数いることがわかった。さらに、測定局ごとに公開されている、SO2、NO2、PM2.5の濃度をベースラインから月ごとに2年分わりあてた。SO2, NO2については、ベースライン当時の1990-1994年データが存在するが、PM2.5は2010年以降にデータが整備されている。近年、大気汚染は改善されているとの仮定のもと、2013年の40測定局にあてはめられるデータを用いることとした。一方、多目的コホート研究のなかでは都市部地域である、吹田地域で、100-200測定局からの情報をもとに、地理情報である、幹線道路からの距離、幹線道路の距離、道路の密度、農地利用、などを用いて、拡大Land Use Regression(LUR) modelを作成した。その結果、Adjusted R2において、PM2.5:0.42、NO2:0.73、SO2:0.22、CO:計算不可能、と、LURモデルがPM2.5およびNO2で使用可能であることが明らかとなった。市町村合併の影響で1990年当時の住所では位置情報が割り当てられない地域もあり、初回作業で90%(地域によっては70%)であったが、中谷、埴淵の数度の検討により最終的には98%まで割り当てられた。位置情報の割り当てに、若干時間がかかったが、その後順調に研究が進捗している。昨年度、多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約7.5万人の居住地情報のジオコーディングを用いて、もっとも近隣の一般大気測定局を割り当てた。測定局数は、11保健所管内で、その人数を見たところ、1人から11,620人と、偏りが大きかったが、48か所であり、より個人の曝露指標となる可能性が示された。さらに、より最適な個人情報曝露指標として、交通センサスの情報(居住地から幹線道路の距離、幹線道路における交通量など)が、大気汚染の代替としての曝露指標になる可能性について検討を行った。幹線道路の距離が50m以内に居住地がある人が15,916人1000m以内に居住地がある人が72,880人まで解析可能な人数に差はあるが、多目的コホート研究内で、健康影響との関連を検討できる可能性が十分ある人数に曝露指標が割り当てられたことを確認した。今後は、このデータを用いて、疾病との関連解析を行っていく。また、昨年度確立した、拡大LUR(Land use regression)モデルとの相関をみるために、吹田地域小地域で二酸化窒素の曝露測定を行った。160地点、計481ポイントにおける24時間の二酸化窒素濃度が得られた。更なるデータ精査が必要だが、全ポイントでの平均は14.8ppbであった。今後、このデータを利用し吹田地域でのLURの作成、個人への大気汚染推定値の割り振り、解析を行う予定である。居住地ジオコーディングからの交通センサスの割り当てにやや時間を要したが、計画通り終了したので、今後は解析段階に移行できる。LURの妥当性のために、より詳細な個人の曝露情報の収集にやや時間を要したが、順調に収集が済んだので、妥当性の解析に移行できる。よって、ほぼ順調に進呈している。多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約7.5万人の居住情報のジオコーディングを行い、大気汚染と健康との関連を検討すべく、まず、大気汚染曝露評価をより正確に行う試みを行った。1最も近隣の一般大気測定局を割り当てた。測定局数は、11保健所管内で48か所あり、1測定局あたり1人11,620人が割り当てられ、偏りが大きかったが、より個人の曝露指標となる可能性が示された。

さらに、より最適な個人情報曝露指標として、2交通センサスの情報(居住地から幹線道路の距離、幹線道路における交通量など)が、大気汚染の代替としての曝露指標になる可能性について検討を行った。幹線道路との距離が50km以内に居住地がある人が15,916人1000km以内に居住地がある人が72,880人と、解析可能な人数に差はあるが、多目的コホート研究内で、健康影響との関連を検討できる可能性が十分ある人数に曝露指標が割り当てられたことを確認した。また3実際の個人曝露によりあてはめるために、吹田地域で、大気測定局を用いた二酸化窒素(NO2)LUR(Land Use Regression)モデルの構築を、常時測定局(常時観測LUR,203地点)と臨時測定局データを用いて(臨時測定LUR,150地点)、それぞれ行い、そのモデル予測値の利用についての検討を行った。常時観測LURモデルは、吹田市30か所のNO2実測年平均濃度とも、よく相関していた(R2=0.68)。今後、12を用いて、多目的コホート研究における全対象地域において、肺がん・循環器疾患・死亡との解析を実施し、3拡大LURモデルを用いられる吹田地域における、死亡・肺がんとの解析を実施し、関連を明らかにすることが可能である。多目的コホート研究の1990年ベースライン当時の居住地域から転出していない約7.5万人の居住地情報のジオコーディングを行い、大気汚染と健康との関連を検討すべく、大気汚染曝露評価をより正確に行い、健康影響を検討できる基盤構築を行った。実際の個人曝露にあてはめるために、都市部地域で、大気測定局を用いた二酸化窒素(NO2) LUR(Land use regression)モデルの構築を、常時測定局(常時観測LUR、203地点)と臨時測定局データを用いて(臨時測定LUR、150地点)それぞれ行ったところ、常時観測LURモデルは都市内30か所のNO2実測年平均濃度とよく相関していた(R2=0.68)。位置情報と、地理情報システム交通情報とリンクし、個人が曝露されている交通量(トラックがXX台通る道路が近隣に何本、など)を割り当てる。位置情報を用いて求められた近隣の一般測定局の濃度を曝露指標とし、すでに測定されている約500名の有機塩素化合物濃度との相関を求め、間接的な妥当性を求める。吹田地域小地域で個人曝露測定を行いLURモデルを求め、拡大LURとの相関をみることで、妥当性を検討する。位置情報を用いて求められた近隣の一般測定局の濃度や地理情報システム交通情報を個人の曝露指標とし、がん・循環器疾患・死亡など健康影響との関連をコックス比例ハザードモデルを用いてハザード比を算出する。予定通り、曝露情報の割り当てが済んだので、今後は、一般測定局から得られた大気汚染物質濃度、交通センサスから得られた幹線道路からの距離・交通量、および、LURモデルで測定した大気汚染濃度、と、死亡・がん・循環器疾患など、疾病との関連を明らかにする予定である。疫学中谷は、地理コード割り当て作業を一部平成28年度に行うことになったために、繰り越した。頼藤・鹿嶋は、平成27年度に予定されていた、曝露評価モデル作成の小班会議を、作業の繰り越しに伴い平成28年度に行うことにしたために、繰り越した。昨年度は学会発表などの旅費、ジオコーディングや交通センサスへのリンケージなどの人件費・謝金の使用がなかったため、繰り越しを行った。中谷は、地理コード割り当て作業を行う人件費・謝金、それに伴う物品費に使用予定である。頼藤・鹿嶋は、曝露評価モデル作成の小班会議の旅費、および、モデル作成に伴う物品費に使用予定である。今年度は、学会発表旅費、解析データ格納ハードディスク、解析用ソフトの購入に繰り越された予算、および、予定されていた研究を遂行するための予算の使用を行う。
視覚識別指向運動の経路と発現機構

視覚識別指向運動は視野内にあるまたは新たに現れた複数の対象物を識別して、そのうち1つを選択し、それに指向する運動である。本研究はこの視覚識別指向運動に関与する大脳皮質内経路を明らかにすることを目的とした。動物はネコを用いた。ネコを前方正中を正視した状態から、新たにパネル上に出現したオレンジとグレープの立体模型のうちオレンジを識別選択してそれに頭を向け、注視するように訓練した。視覚情報の入力経路には大きく分けて膝状体系と非膝状体系がある。そのどちらが系が関与するか明らかにするため、まず外側膝状体の主要姫質投射領域である17-18野を両側性に破壊した。識別指向運動は破壊前とほとんど同じようにできた。一方非膝状体系が投射する上シルビウス溝側堤にあるPLLS領域の一側を選択的に破壊すると、破壊側脳(破壊と対則視野)での識別は障害された。このためネコはまず正常の脳の視野で識別物体を捕らえて判断し、間違った場合には対側を向くように運動方針を変え障害を補償した。この結果、PLLSが視覚識別における視覚入力の重要な中継部位であることが分った。次に脳幹、脊髄に投射する種々の皮質領域を破壊した識別結果の皮質出力部位を調べるた。前頭眼野の左側を破壊すると、右視野での識別ができなくなり、ネコは常に左視野の端に向き左視野で識別物体を捕らえ、判断するように運動方針を変え障害を補償した。これらの結果から識別結果は前頭眼野を経て上丘に出力されると考えた。無拘束の状態で運動を行っているネコから神経活動を複数の部位から同時記録する方法を開発した。現在、上丘、前頭眼野、PLLSから視覚識別指向運動中の神経細胞の活動を記録し解析中である。今までに運動の色々な過程に特異的に関係した活動をする神経細胞がそれぞれの部位から多数記録されている。動物はネコを用いた。
新しい選挙報道のあり方が受け手の政治的情報過程におよぼす効果

今回の研究においては基礎的な作業としてマス・コミュニケーションが政治的認知にあたえる影響についての最近の研究のレビューをおこなった。マス・コミュニケーションと政治的認知に関わる分野で、現在研究の多くを占めているのが、テレビのニュースが政治的認知にあたえる影響である。そのなかで、まず研究の対象となったのが、マスメディアにより報道される争点の優先順位と有権者が認知する争点の優先順位との関連、いわゆるメディアの議題設定機能の研究であるが、これらはごく少数の例外を除いて認められていた。また、最近では、プライミング効果、すなわちニュースでよく描かれた争点が、政治家に対する判断基準として重視される効果、についての研究がLyenar&Kinde(1987)をはじめとして進められているが、これらはあくまでもニュースについて焦点をあてていたものだった。今回の研究の焦点のひとつであった番組のタイプとの関連についてはChaffee et al.(1994)の研究がある。彼らは、1992年の大統領選挙において2つの州において調査をおこない政治的知識とメディア接触、特に1992年の選挙に特有のト-ク・ショーやインタビュー番組との関連を探り、これらの新たな番組形態への接触が「政党」でなく「候補者」についての知識と関連があることを明らかにした。しかし、この研究は、サンプルや調査項目の選択など方法論的にも欠陥が多く見られる。また、実験的な研究でないために、因果関係についても十分な検討が加えられていない。今後は番組のタイプと政治的認知に関する実験的研究が必要とされるであろう。
サイトカイン遺伝子導入とSCIDマウスを用いた抗腫瘍効果の研究

1.(IL-6遺伝子+bc1-2遺伝子)導入T細胞の生体内移入実験により、キラーT活性を保持したままの長期生存を可能にするadoptive transferの画期的モデルを確立した。一方IL-6遺伝子欠損+bc1-2遺伝子欠損マウスではキラーTの分化誘導等は認められなかった。2.アデノウイルスベクターに導入したIL-6遺伝子+IL-6R遺伝子+gp130遺伝子を担癌マウスに生体内投与し延命相乗効果を認めた。この三者の遺伝子を自己のヒト癌が生着したSCID-PBL/huに投与し、相乗的ヒ・キラーT分化誘導を示した。このキラー活性は自己のヒト癌にのみ特異的であることを明らかにした。3.IL-6欠損患者を初めて見出し、この患者ではキラーT分化が全く認められないことを示した。5.ヒト免疫応答を解析する良い生体モデルが確立していなかったがSCID-PBL/huを作製し、今まで非常に困難であったヒト癌特異的キラーT細胞のin vivoでの分化誘導を介する抗ヒト癌効果(延命効果、腫瘍腿縮効果、癌転移抑制効果)を高い再現率を持って(ほぼ100%)発揮しうる系を初めて我々は確立した。このモデル動物で誘導された自己癌にキラー活性を示すヒトCD3^+CD8^+キラーT細胞の特異性は、それぞれの自己癌特異抗原に対して間違いなく発揮されることを多数(30種以上)のヒト癌細胞を用いて明らかにした。又、本モデルはヒト癌特異的ヒトキラーT細胞の極めて強力な生体内分化誘導に画期的な手法を提供するものと思われる。1.IL-6transgenicSCIDを用いた生体内抗ヒト腫瘍効果の解析: IL-6transgenicSCIDマウスに胃癌患者及び肺癌患者PBLを投与し、さらにそれぞれの自己癌細胞をi・p投与した。その結果自己癌に対するヒト・キラーT細胞が誘導された。すなわち、ヒト癌に対する抗腫瘍免疫応答の迅速な生体内解析モデルを初めて確立した。2.アデノウイルス・ベクターに導入したサイトカイン(IL-6)遺伝子(Adex・IL-6)の直接担癌マウス生体内投与による抗腫瘍効果の解析: Adex・IL-6をFBL-3白血病担癌マウスにi・p投与してCD8陽性・腫瘍特異的キラーT細胞を介する抗腫瘍効果を初めて明らかにした。Adex・IL-6投与による完全治療率は60%にも達した。3.SCID-huマウスとAdex・IL-6を用いたヒト癌細胞に対するIL-6遺伝子の直接生体内投与による抗癌効果:ヒトPBLをi・p投与して作製したSCID-huにヒトB腫瘍細胞のCESSをi・p投与した系にAdex・IL-6を生体内投与した。その結果Adex・IL-6非投与群では脾臓に癌転移が認められたがAdex・IL-6投与群は癌転移が全く認められなかった。4.IL-6遺伝子ノックアウトマウス及びIL-6transgenicマウスを用いた抗腫瘍免疫機構の解析: IL-6遺伝子ノックアウトマウスではキラーTa分化が抑制され、一方IL-6TgマウスではキラーT分化の著明名な増強と極めて強力な抗腫瘍効果を示した。5.IL-6遺伝子のみならず、キラーT細胞分化に関与するサイトカイン(IL-2、IL-4、IL-5、IL-7、IFN、GM-CSF等)遺伝子のヒト癌細胞への導入ならびにれらのtransgenicマウスとIL-6遺伝子導入マウスの組み合わせマウスを一部作製した。1.5.のモデルを用いてサイトカイン遺伝子を用いたキラーT分化によるヒト癌の遺伝子治療の解明を飛躍的進展が示唆された。1.アデノウイルス・ベクターに導入したサイトカイン(IL-6)遺伝子(Adex・IL-6)を用い抗腫瘍効果を明らかにした。さらに、IL-6遺伝子+IL-6R遺伝子+gp130遺伝子をこのベクターを用いて直接担癌マウスに投与し、生体内キラーT分子と延命効果の相乗効果を明らかにした。2.生体内の抗ヒト腫瘍免疫機構を解析しうる非常に再現性の高いSCID-PBL/hu(SCID-hu)の系をAdex・IL-6でヒトB腫瘍細胞が生着したSCID-huを治療すると延命、腫瘍腿縮、転移抑制効果を示した。さらに、ヒト胃癌患者及び大腸癌患者PBLと自己の癌細胞を投与して作製した担癌SCID-huをAdex・IL-6で治療すると、それぞれの自己の癌に特異的なヒトCD3+8+キラーT細胞が生体内で分化誘導され、しかも抗癌効果を示すことをはじめて明らかにした。3.IL-6遺伝子+bcl-2遺伝子誘導によるキラーT細胞長期生存とT細胞分化の極めて強い相乗作用をはじめて明らかにした。サイトカイン遺伝子導入T細胞の生体内移入による長期生存を可能にし、新しい抗ヒト癌治療アプローチを提供するモデルを確立した。4.IL-6遺伝子ノックアウトマウスを用い、生体内でIL-6が抗腫瘍免疫に重要な役割を果たすことを示した。さらに、種々の組み合わせのサイトカインTgマウスを作製し、(IL-7+IL-6)Tgマウスは特に強いT細胞分化相乗効果を示すことを明らかにした。2.アデノウイルスベクターに導入したIL-

6遺伝子+IL-6R遺伝子+gp130遺伝子を担癌マウスに生体内投与し延命相乗効果を認めた。この三者の遺伝子を自己のヒト癌が生着したSCID-PBL/huに投与し、相乗的ヒ・キラーT分化誘導を示した。このキラー活性は自己のヒト癌にのみ特異的であることを明らかにした。3.IL-6欠損患者を初めて見出し、この患者ではキラーT分化が全く認められないことを示した。5.ヒト免疫応答を解析する良い生体モデルが確立していなかったがSCID-PBL/huを作製し、今まで非常に困難であったヒト癌特異的キラーT細胞のin vivoでの分化誘導を介する抗ヒト癌効果(延命効果、腫瘍腿縮効果、癌転移抑制効果)を高い再現率を持って(ほぼ100%)発揮しうる系を初めて我々は確立した。このモデル動物で誘導された自己癌にキラー活性を示すヒトCD3^+CD8^+キラーT細胞の特異性は、それぞれの自己癌特異抗原に対して間違いなく発揮されることを多数(30種以上)のヒト癌細胞を用いて明らかにした。又、本モデルはヒト癌特異的ヒトキラーT細胞の極めて強力な生体内分化誘導に画期的な手法を提供するものと思われる。
蛋白分解阻害剤(セルピン)を標的とする口腔癌新規制御法の開発

平成14年度の研究でわれわれは,口腔癌培養細胞株でのSCC mRNA発現量が細胞間で大きな差があること。とくに,SCCA1の発現量が細胞増殖能と関係している可能性があることを報告した。一方,口腔扁平上皮癌細胞株の培養上清中のSCCAタンパク量は,各細胞株間で大きな差は認められなかった。そこで,本年度は臨床腫瘍におけるSCCA蛋白と口腔扁平上皮癌の腫瘍動態との関係を検討することを目的として,臨床検体を用いて血清SCCA値と腫瘍進展度や頚部リンパ節転移の有無などの臨床腫瘍態との関係について検討した。141例の口腔扁平上皮癌患者について治療前の血清SCCA値を測定した結果,41例(29.1%)で上昇を認めた腫瘍進展度との関係では,腫瘍径が40mm以上と以下との症例で比較検討を行った結果40mm以上の症例でSCCA値は有意に高値を示した。頚部リンパ節転移の有無との関係では有意差は認められなかった。また,腫瘍の分化傾向との間にも相関は認められなかった。これらの結果から,臨床的にも腫瘍の増殖とSCCAとが関係している可能性が示唆された。本研究では,まず9種類の口腔扁平上皮癌培養細胞株でのSCCAならびにそのisozymeであるSCCA1のmRNAの発現量を定量化PCR法により測定した。SCCA mRNAならびにSCCA1 mRNAの発現量は各細胞間で大きな差が認められた。このうち4種類の細胞についてin vitroでの細胞増殖能とSCCA mRNAならびにSCCA1 mRNA発現量との関係を検討した。SCCA1との関係においてmRNA発現量と細胞増殖率とが関係する傾向を示したが,統計学的な有意差は認められなかった。このことはSCCA1が細胞増殖能に関与している可能性を示唆しているが,統計学的な有意差は得られていないことから,さらに多数の細胞での関係を検討する必要があると考えられた。また,臨床検体におけるSCCA1 mRNAの発現量についても定量化PCR法により検討したが,5例中2例に発現量の上昇を認めた。この点についても今後症例数の増加と各腫瘍における細胞増殖能との関係について検討する必要があると考えられた。一方,口腔扁平上皮癌細胞のSCCA蛋白分泌能について9種類の口腔扁平上皮癌培養細胞株を対象に,培養上清中のSCCA蛋白量をリアビーズ法により測定したが,一つの細胞株で上昇を認めたのみで,細胞中のSCCA発現量とは相関しなかった。このことは組織中ないしは血清中のSCCA蛋白量の上昇は癌細胞からの分泌以外のメカニズムが関与している可能性を示唆していると考えられた。
放射線骨障害における骨細胞のviabilityに関する酵素組織化学的研究

顎骨における放射線骨障害の原因を解明することを目的に、動物顎骨に放射線を照射し、骨細胞のviabilityの変化を検索した。体重300g前後のWister系ラットをネンブタール腹腔内注射により麻酔した後、固定台に固定し顎骨および頭部前方部に照射した。照射には^<137>Csを線源としたgamma線照射装置を用いた。照射は1回とし、線量は10Gy,20Gyおよび30Gyとした。なおその際、他の部分は被爆が最小限になるよう鉛で遮蔽した。照射後1週,2週で照射上顎骨を採取し、NADH-DP,NADPH-DPテトラゾリウム反応による酵素組織化学ならびにHE染色により骨細胞のviabilityを観察、評価した。その結果、10,20,30Gyの各照射量において照射後1週,2週ともに骨細胞の染色性の欠如あるいは明かな低下が認められなかったことから、この程度の照射では骨細胞のviabilityは傷害されないことが示唆された。今後、照射後1ヶ月、2ヶ月についても観察する予定である。
電炉におけるダストメイキングテクノロジーの創成

世界中の電炉鉄鋼メーカーにとって頭痛の種のひとつである電炉ダスト処理問題の解決のために、ダスト性状のオンサイト改質と発生量低減を目指した電炉内へのダスト吹込技術の科学的基礎を確立した。実電炉での現場実験と並行し、実験室規模で溶鋼中あるいは溶鋼上に保持されたスラグ中にダストを吹込み、ダストの発生量および組成を系統的に分析し、その反応機構およびダスト発生削減量を明らかにした。ダスト吹込みによって発生した2次ダストを、報告者らが開発した石灰処理法に供し、ダストからほぼ全ての亜鉛を抽出することに成功した。これらの結果に基づいて、ダスト吹込を協力企業でルーチン化することができた。初年度の実施課題は以下の2項目であり、各課題の進捗の概略を示す。1.実炉へのダスト吹き込みによる二次ダスト発生量実際の電炉集塵系にダストセンサーとサンプリングポートを設置し、操業およびスクラップ追装後にダスト吹き込みを行なった場合における操業時期とダスト発生量の関係を測定した。その結果、ダスト吹き込みによって平均的なダストの発生量が増加していることを定量的に知ることができた。また、ダストの発生量は、ダスト吹き込みの有無に関わらず、電炉の操業中のアクションや炉内スクラップの挙動によって大きく変化し、亜鉛の形態(酸化亜鉛、ジンクフェライト、塩化亜鉛の存在比率)をモニターすることができた。これらの結果から、ダスト吹き込みによって亜鉛濃度が上昇したダストを選択的に捕集する事で、ダストの品質を大きく向上させる事が可能であることが示唆される。なお、現在はダストモニター信号の積分値とバグフィルターで捕集されたダスト量の計量値の相関を取ることにより、モニター信号からダスト発生量を定量化することを目指して解析を進めている。2.溶鋼と吹き込みダストの反応機構に関するラボ実験結果30kgの溶鋼にダストを吹き込んだ場合に得られたダスト組成および亜鉛の存在形態と吹き込み時間の関係を求めた。その結果より、亜鉛は二次ダスト中において明らかに濃化しており、スラグの有る無しに関わらず、約50%前後という非常に高い濃度が得られた。一方、鉄は両者において数%まで減少していた。また、亜鉛の形態について見てみると、ほぼ全量がZnOであり、吹き込んだダスト中に含まれていたZnFe2O4やZnCl2はほとんど確認できなかった。両者を比較したところ、スラグの有無に関わらず、発生ダストの組成はほぼ同様の挙動を示しており、溶鋼表面におけるスラグが吹き込みダストに与える影響はほとんど認められなかった。本研究は、世界中の電炉鉄鋼メーカーにとって頭痛の種のひとつである電炉ダスト処理問題の解決のために、ダスト性状のオンサイト改質と発生量低減を目指した電炉内へのダスト吹込技術の科学的基礎を確立することを目的としている。先行する現場実験と並行し、実験室規模で溶鋼中あるいは溶鋼上に保持されたスラグ中にダストを吹込み、ダストの発生量および組成を系統的に分析し、その成分移行メカニズムを解明する。本研究は、(1)溶鋼、溶融スラグへのダスト吹込ラボ実験、(2)ダスト発生量と性状に及ぼすダスト吹込の影響のオンライン計測、(3)ダスト吹込に伴う各成分の化学的状態変化の実測であり、これらの結果に基づいて、(4)ダスト吹込技術の経済・環境影響評価、および現場実装を最終ゴールとする。前述の4つのサブテーマの内、平成26年度は、昨年度に引き続き、(1)および(2)について実施した。(1)では、得られたダスト組成および亜鉛の存在形態と吹き込み時間の関係より、亜鉛は二次ダスト中において明らかに濃化しており、スラグの有る無しに関わらず、約50%前後という非常に高い濃度が得られることがわかった。一方、鉄は両者において明らかに減少しており、ほぼ分析限界まで低減していた。また、亜鉛はほぼ全量がZnOであり、吹き込んだダスト中に含まれていたZnFe2O4やZnCl2はほとんど確認できなかった。このことから、吹き込みダスト中のZnFe2O4は溶鋼もしくはスラグ中のFeOによって還元されるために、ZnOへ転化されることが示唆された。(2)では、インジェクションを開始するスクラップ追装直後にダスト発生量が著しく増加していることがわかった。また、ダストの発生量は、ダスト吹き込みの有無に関わらず、電炉の操業中のアクションや炉内スクラップの挙動によって大きく変化することを直接モニタリングすることができた。電炉ダスト処理問題の解決のために、ダスト性状のオンサイト改質と発生量低減を目指した電炉内へのダスト吹込技術の科学的基礎を確立した。先行する現場実験と並行し、実験室規模で溶鋼中あるいはスラグ中にダストを吹込み、成分移行メカニズムを解明した。本研究は、(1)溶鋼、溶融スラグへのダスト吹込ラボ実験、(2)ダスト発生量と性状に及ぼすダスト吹込の影響のオンライン計測、(3)ダスト吹込に伴う各成分の化学的状態変化の実測を研究項目として取り上げ、これらの結果に基づいて、ダスト吹込技術の現場実装を最終ゴールとした。また、本研究と並行して申請者らが進めている電炉ダストの石灰処理法に対して、(4)2次ダスト中各成分の石灰処理による形態変化を調べた。その結果、(1)溶鋼へのダスト吹込ラボ実験によって、ダスト中の酸化亜鉛またはジンクフェライトが溶鋼によって還元されるため、亜鉛が揮発して2次ダストに移行することが確認できた。ただし、亜鉛蒸気は酸化され、酸化亜鉛となる。鉄成分はスラグとして溶鋼表面に堆積する。

結果として、2次ダスト中の亜鉛濃度は上昇し、全亜鉛に占めるジンクフェライトの濃度は低下する。スラグに吹き込んだ場合は、主にスラグの顕熱による熱分解によって同様に亜鉛の2次ダストへの移行が生じるが、鉄はほぼ全てスラグに捕捉された。(2)、(3)ダスト発生のオンライン計測によって、発生量および成分濃度の経時変化、特に全亜鉛に占める酸化亜鉛とジンクフェライトの比率変化を定量化することができた。これらの結果を踏まえ、協力企業であるA社では、オンラインモニターと共に、定常的にダスト吹込操業を実施することになった。(4)2次ダストの石灰処理においては、亜鉛、鉄およびその他の成分が石灰とどのように反応するかを系統的に調べ、ダスト吹込による成分変化が石灰処理法に与える負の影響を回避することができた。世界中の電炉鉄鋼メーカーにとって頭痛の種のひとつである電炉ダスト処理問題の解決のために、ダスト性状のオンサイト改質と発生量低減を目指した電炉内へのダスト吹込技術の科学的基礎を確立した。実電炉での現場実験と並行し、実験室規模で溶鋼中あるいは溶鋼上に保持されたスラグ中にダストを吹込み、ダストの発生量および組成を系統的に分析し、その反応機構およびダスト発生削減量を明らかにした。ダスト吹込みによって発生した2次ダストを、報告者らが開発した石灰処理法に供し、ダストからほぼ全ての亜鉛を抽出することに成功した。これらの結果に基づいて、ダスト吹込を協力企業でルーチン化することができた。本研究を構成する4つのサブテーマは、下記のようになっており、当初予定通り、平成26年度までにサブテーマ(1)は完了し、サブテーマ(2)も計画通り遂行することができた。従って、現在までの達成度は100%である。(1)溶鋼、溶融スラグへのダスト吹込みラボ実験(平成25、26年度)(2)ダスト発生量と性状に及ぼすダスト吹込の影響のオンライン計測(平成25、26、27年度)(3)ダスト吹込に伴う各成分の化学的状態変化の実測(平成27年度)(4)研究結果の総括、経済・環境影響評価および現場実装試験(平成27年度)27年度が最終年度であるため、記入しない。金属生産工学前述のように、上記の4つのサブテーマの進捗は当初計画通りであり、平成27年度も当初予定通り実施する。すなわち、計画上は、特段の問題は生じていない。前述のサブテーマ(2)ダスト発生量と性状に及ぼすダスト吹込の影響のオンライン計測では、愛知製鋼第一製鋼工場に設置したセンターとサンプリングポートの設備を定期的に使用し、ダスト発生量と成分変化をオンラインで測定する。蓄積したデータより、センサーシグナル強度をダスト発生密度の絶対値に換算する実験式を導き、作業アクションとダスト発生量の関係を解析する。現状までの知見では、スクラップ溶け落ち前後の10分程度の期間で亜鉛濃度が3040%でZnOの存在割合が非常に高く、鉄濃度が1015%と低い、いわば亜鉛品位が非常に高いダストが発生している。このことを受けて、集塵系にバイパスを設け、亜鉛リッチなダストを個別に捕集するシステムを検討している。前述のサブテーマ(3)ダスト吹込に伴う各成分の化学的状態変化の実測では、全亜鉛中のZnOとZnFe2O4の存在形態の定量化に加え、ハロゲン類の存在形態を明らかにする。
統合的評価手法を用いた持続可能な園芸生産システムの構築に関する研究

持続可能な園芸生産システムの構築を意図して、農業と環境の相互作用の全体像を視野に入れた統合的評価手法の確立を試みた。施設トマト生産(土耕栽培および養液土耕栽培)を対象とし、統合的評価モデルの構築、環境負荷に関するデータの収集・作成・園芸生産におけるシステムデザインの可能性の検討等を行った。まず、ライフサイクルアセスメント(LCA)の問題比較型の方法と害算定型の方法を実施し、分析結果に基づいて、統合的評価における環境影響の網羅性、統合化の程度と不確実性の関係、指標開発と意思決定支援の関係等を検討した。また、これらの方法を拡張し、経済性の最大化と環境影響の最小化の観点から、適切な管理水準(施肥の農薬散布の望ましい水準等)がどのように決定できるかを検討した。その結果、環境効率の考え方を用いて、単位生産物(あるいは単位所得)当たりの環境影響を最小化する方法と、経済性の最大化と環境影響の最小化を同時に考慮する多目的最適化を用いる方法があることが示された。両者の比較の結果、得られる解は両者の間で異なり得ること、後者の視点からみた場合、前者には暗黙裏の選好があると言えること、経済性と環境影響のトレードオフを理解するためには後者の方法が不可欠であること等が明らかとなった。これらの分析のため、施肥や薬剤散布を中心にデータを収集するとともに、インベントリデータベース化、影響評価系数の算出等を実施した。さらに、システムデザインの観点から、ライフサイクル環境影響評価手法、ライフサイクルマネジメント等に検討を加え、政策立案等に関わる意思決定支援の可能性を検討した。その結果、農業環境問題のように評価対象が複雑である場合には、人間には初めから選好(価値判断)が備わっているのではなく、問題との相互作用の中で選好が構成されると考える構成的方法によってより妥当な意思決定支援が可能となるであろうことが示された。持続可能な園芸生産システムの構築を意図して、農業生産活動が環境に与える影響を統合的に評価する手法の確立を試みた。研究事例として施設トマト生産(土耕栽培および養液土耕栽培)を取り上げ、以下の研究を実施した。1園芸生産の統合的評価モデルの構築園芸生産の環境負荷データを用いて環境影響評価を行う際、そのデータをいかにして統合化するかを検討した。ライフサイクルアセスメント(被害算定型および問題比較型のライフサイクルインパクトアセスメント)、多基準評価等の方法を比較検討の後、影響評価を実施した。その際、農薬の環境影響等については、評価に必要な係数(特性化係数)が公表データとしては得られないため、運命分析(一定量汚染物質を排出したときの大気、水、土壌中の濃度の算出)や暴露評価(汚染物質の濃度上昇に伴う人間や生態系の暴露量の計算)等を用いて被害を算定する方法を適用した。さらに、調査データ等を用いて園芸生産システムの損益計算を行った。2環境負荷に関するデータ収集とデータベースの整備窒素施肥および薬剤散布等に起因する環境負荷の程度を、実験データおよび栽培履歴データ等から推計した。これは、ライフサイクルインベントリ分析に相当する作業である。まず、窒素施肥については、日別施用量、ガス分析(通気式チャンバー法)等から窒素施肥に伴う環境負荷物質の排出量を計算した。次に、薬剤散布については、実証試験圃場での薬剤散布データを収集し、それを基に散布した成分量を算出した。さらに、肥料および薬剤製造過程における環境負荷については、公表されている排出係数、産業連関表等により推計した。以上の計算に基づいて、園芸生産過程と資材製造過程での環境影響を比較すると、特に施肥についてはその製造過程での負荷が大きいことが示された。

持続可能な園芸生産システムの構築を意図して、農業生産活動が環境に与える影響を統合的に評価する手法の確立を試みた。研究事例として施設トマト生産(土耕栽培および養液土耕栽培)を取り上げ、以下の研究を実施した。1園芸生産の統合的評価モデルの構築施肥および薬剤散布の環境影響を評価するために、ライフサイクルアセスメント(LCA)の問題比較型の方法(環境影響を地球温暖化や富栄養化等の影響領域ごとに集約する方法)と被害算定型の方法(環境影響を人間健康や生態系に対する被害の程度として評価する方法)を実施した。分析結果に基づいて、統合的評価における環境影響の網羅性、統合化の程度と不確実性の関係、指標開発と意思決定支援の関係等を検討した。また、ヨーロッパにおける農業分野のLCA研究の動向を調査した。スイス連邦工科大学チューリッヒ校、スイス有機農業研究所、スイス連邦農業生態学および農業研究所、ボン大学有機農業研究所を訪問し、用いられている評価手法の内容や研究体制等について検討した。2環境負荷に関するデータ収集と環境影響評価LCAにおける機能単位の定義が、評価結果(代替的な農業生産システムの望ましさの序列)にどのような影響を与えるかを明らかにするために、集約度(N施肥量)、収量、環境影響のデータを用い、それらの関係を検討した。単位面積当たり環境影響(二酸化炭素等価排出量)は、集約度(ha当たり窒素施肥量)が上昇するにつれて大きくなるのに対して、単位生産物当たり環境影響は、集約度が上昇するにつれて小さくなることが示された。さらに、施肥等の環境影響においては、製造過程に起因する間接的影響が大きいため、評価範囲(システム境界)の設定に重要な意味があることが確認された。持続可能な園芸生産システムの構築を意図して、農業と環境の相互作用の全体像を視野に入れた統合的評価手法の確立を試みた。本年度は、以下の研究を実施した。1園芸生産の統合的評価モデルとデータベースの構築管理の集約度とその環境影響の関係を、集約度と収量の関係(収量関数)、ならびに集約度と環境影響の関係(影響関数)に分解するモデルを提示した。収量および影響関数が原点を通過するならば、望ましい農業生産のタイプ(集約的・高収量か粗放的・低収量か)は、収量および影響関数の形状に依存することが示された。また分析結果からは、集約的農業生産方法の環境影響の方が、粗放的生産方法よりも小さくなり得ることが示された。これは環境保全型農業の展開方向に関して新たな視点を提供するものである。さらに、以上のモデル構築の作業と平行して、園芸施設等に関するライフサイクルインベントリデータベースを作成した。2持続可能性評価のための統合的評価手法の比較検討LCAを実際に適用する上で留意すべき2つの個所を示した。第1は,影響領域(地球温暖化等)や保護対象(人間の健康等)ごとにライフサイクル環境影響を評価する部分である。第2は、環境影響評価項目(影響領域や保護対象)を統合化するための多基準評価の部分である。前者については、環境影響を表わす単位(機能単位)の選択によって分析結果(複数の農業生産システム間の望ましさの順位)が異なり得ることが示された。
低平都市化域における内水排除施設の最適規模配置に関する研究

近年、内水災害危険度の高い低平地流域でも急速に都市化が進行しているが、それに対処すべき治水施設の規模や配置についての合理的な方法論はいまなお確立しているとはいいにくい。本年度は、こうした問題を科学的に扱うために必要な基礎的諸問題を以下のように攻究した。1.急速な都市河川化の懸念されている大和川流域における豪雨の統計的特性を調べ、大和川流域のように平野部が多くかつ少雨地域では、主成分分析にクラスタ-分析を併用することにより、かなり有効な情報が得られることを示した。さらに、基準地点である柏原地点でのピ-ク流量との関係を検討し、長時間雨量よりもむしろ12時間程度の中時間雨量との間に強い相関が認められることなどを明らかにした。2.有限要素法を利用する内水氾濫モデルを検討し、Galerkin法に基づく陽解法は計算精度に問題があるが、Taylor-Galerkin法を用いるとこれらの問題がほぼ解消することを示した。3.排水機を効率的かつ安全に稼働させるために必要な前池容量の決定法として、一山波形降雨を想定して得られる累加流入量曲線を基礎とする簡便な方法を考案し、その妥当性をシミュレ-ション的に検討した。これから、豪雨時に間欠運転を起こさないような前池容量の設定は可能であるが、その容量は過大気味でなり、小降雨時に許容すべき間欠運転の回数、降雨開始から排水機停止までの時間の設定法などについての検討が必要なことが明示された。4.京都南部の古川流域を事例研究流域として、内水排除施設の最適規模配置問題を「計画降雨による流出量の排除施設建設費を最小にすること」との観点からDP手法を用いて検討し、その定式化の方法、流域の都市化・低平農地への超過洪水氾濫補償費などの諸要素が最適解に及ぼす影響などを明らかにした。