hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アモルファスSiを利用した光導波路一体型カンチレバーの製作

非伝播性のエバネッセント波から伝播性の光に変換するために、近接場顕微鏡においては尖ったファイバープローブや微細加工プローブが用いられる。よく用いられるファイバープローブに比較して、微細加工プローブの特徴はプローブに多機能を付加できるSiデバイスとの集積化が可能であることである。SiO_xN_y,Si_3N_4やSiO_2などの材料が従来、導波路材料として用いられている。一方、アモルファスシリコン(α-Si)は結晶Siデバイスとの製造互換性をもった興味ある材料であるが、導波路の材料としてはあまり用いられてこなかった。α-Siは0.82μm以上の波長の光に対して吸収が激減し、ほとんど透明になる。一方、結晶Siは1.1μm以上の赤外光において透明である。0.82μm-1.1μmの波長領域に対してα-Siは透明媒質として働き、結晶Siは吸収材料として働く。また、この領域には高出力GaAlAs半導体レーザの波長が含まれている。α-Siが高い屈折率(3.6)を持つことから微小領域に光を閉じこめることが期待でき、クラッドの材料として多くの選択が可能となる。これらのことより、本研究ではα-Siを用いて導波路型カンチレバーを製作した。半導体レーザを全反射角でプリズムに入射し発生させたエバネッセント波により、プリズム表面に近付けたα-Siカンチレバーを照射し、その様子を光学顕微鏡により観察した。反りのためカンチレバー中を伝播する光がカンチレバーの中央から漏れ出ているのが見られた。広いカンチレバーの方が先端が三角型のカンチレバーよりも明るい光出力が得られた。α-Siカンチレバーからの光の放射を観測することで基本的な導波特性を確認した。次にSiフォトダイオードや半導体レーザなどとの集積化を試みる。
賀茂真淵を中心とする近世国学の研究

3年を期間とする本研究において今年度は2年目にあたるが、10月付で静岡大学に講師として着任したため、10月より静岡大学に所属機関を移して研究を実施し、3月で本研究を終了した。今年度は、特に真淵の古典注釈について、これまでの調査・分析で得られた知見をふまえて調査・分析を進め、それらを古典注釈史に位置づけ、その意義を明確にすることを目指した。うち、真淵の伊勢物語注釈、古今和歌集注釈の方法とその文学史的意義について、論文「近世における古典注釈学-小野小町「みるめなき」の歌の解釈をめぐって-」(『日本文学』2012年10月、61巻10号)において示した。『古今集』に入集し、『伊勢物語』25段にも収載される小野小町の歌「みるめなき我が身をうらと知らねばやかれなで海人の足たゆくくる」の解釈の内容について、その通時的変遷を跡づけたうえで、賀茂真淵の解釈の独自性を指摘したものである。また、真淵の注釈と内容の共通する松永貞徳・北村季吟の説について、その方法の具体相を示し、以下に示すように、伊勢物語注釈における旧注・新注という分類におさまらない、古注釈の多様性を明らかにした。真淵の『続万葉論』『伊勢物語古意』の「みるめなき」の歌に関する注釈の内容は、季吟『伊勢物語拾穂抄』と共通し、その『伊勢物語拾穂抄』の「師説」は、『愚見抄』や『顕注密勘』などの先行注釈の新たな読解を通じてもたらされたものである。真淵の説は、『顕注密勘』が『古今集』解釈においても贈答歌とする見方を批判することにはじまるが、貞徳の説は自身が読んだところの『顕注密勘』の内容を継承するものであった。先行注釈に対する態度は正反対でありながら、真淵と貞徳の説には内容の共通性が見られる。現在、近世から明治にかけての和歌・短歌における万葉集享受の実態、近世における伊勢物語注釈の方法について、調査・分析を行い、論文を執筆中である。今年度は、真淵の詠歌と古典注釈について調査・分析を行うとともに、それらの意義を明確にするために、近世以降の万葉集享受の実態および古典注釈を行った俳譜師や古典学者たちの活動の把握につとめ、基礎研究の拡充を目指した。うち、真淵の伊勢物語注釈の文学史的意義と詠歌における万葉集享受の方法について、以下の2つの論文によって示した。1.論文「近世における『伊勢物語』二十三段の読解-旧注から『伊勢物語古意』へ-」では、『伊勢物語』二十三段を例に、古注釈書の通時的変遷を追い、それぞれの注釈がどのように継承され、何が強調されてきたがについて考察を加えることによって、古典注釈史における真淵注釈の位置付けをはかった。細川幽斎の『伊勢物語閾疑抄』は、旧注の特徴とされる「憐慰する」業平像を継承したうえで、それと反する読解をしないように繰り返し説明を行い、注釈に説得力を持たせようと腐心している。契沖の『勢語臆断』の諸本に見られる記述のゆれや度重なる訂正は旧注の業平像から脱して新たな注釈を行う難しさを示していること、真淵の『伊勢物語古意』は「まこと」を重視するがゆえに、旧注の業平像を結果的に受け継いでもいることを指摘した。2.論文「賀茂真淵の鷲詠」(鈴木健一編『鳥獣虫魚の文学史鳥の巻』)では、真淵の和歌について、真淵の鷲詠を例に再検討を行った。典拠の利用法、歌材の選び方、言葉の使い方に注目し、伝統的な和歌の詠みぶりに照らし合わせ具体的に検討することによって、真淵の和歌は、「ますらをぶり」を志向して歌材や趣向、典拠を選びつつ、伝統的な和歌の表現を用い、直載の心情表現を避けるものであったことを指摘した。また、これまでの研究成果を踏まえて、賀茂真淵の活動を総体的に考察した論文「賀茂真淵の研究」を執筆した。これを博士論文として東京大学に提出、10月に博士(文学)の学位を取得した。

真淵の『続万葉論』『伊勢物語古意』の「みるめなき」の歌に関する注釈の内容は、季吟『伊勢物語拾穂抄』と共通し、その『伊勢物語拾穂抄』の「師説」は、『愚見抄』や『顕注密勘』などの先行注釈の新たな読解を通じてもたらされたものである。真淵の説は、『顕注密勘』が『古今集』解釈においても贈答歌とする見方を批判することにはじまるが、貞徳の説は自身が読んだところの『顕注密勘』の内容を継承するものであった。先行注釈に対する態度は正反対でありながら、真淵と貞徳の説には内容の共通性が見られる。現在、近世から明治にかけての和歌・短歌における万葉集享受の実態、近世における伊勢物語注釈の方法について、調査・分析を行い、論文を執筆中である。和歌における万葉集享受の問題等について、予定通り調査、分析を遂行し、その結果を公表することができたため。引き続き、計画通り研究を遂行するようつとめる。とくに真淵著作の書誌調査については24年度中に目処がつくよう、積極的に調査を進める。
河口域における乱流・混合と赤潮の観測及びそのモデル化に関する研究

東京湾では赤潮の発生は日常的なもののように取り扱われるが、その発生は限定的で湾内の流況と湾内に流れ込む河川による淡水の流入が大きな役割を果たしている。そこで、本研究は湾内の流況を高い精度で定量的に把握するため東京湾の3次元モデルを開発することと、湾内に流れ込む淡水と湾内水の混合を把握するための数値モデルを開発することを目的とした。本研究では、スタンフォード大学の研究グループが開発中の3次元水理モデル(SUNTANS)を導入することにした。はじめに、この水理モデルを用いて東京湾の3次元の海況を数値的に再現することとした。相模湾に面した境界に、布良(房総半島突端)で観測された潮汐データを参考として外力を与え、東京湾内で観測されている潮位のデータをもとに本モデルの検証を行い、湾内の潮位の変動を極めて高い精度で再現できることを確認した。さらに、4河川(荒川、江戸川、玉川、鶴見川)から淡水を流入させ、観測データとの比較を行った。また、湾口周辺で海底地形が急激に変化するために振幅の大きな内部波が発生することが分かってきた。東京湾の数値モデルの開発に加え、密度流の定量的な把握を試みるため水深が100mの10kmx10kmの矩形湖を想定し、密度がもっとも高い(4°C)の淡水を湖に注入し、その広がり方と混合の状態を検証した。この時、湖の成層状態は琵琶湖で観測された1月の水温の分布を用いた。河川からの流入量を現実的な10m^3/s及び30m^3/sとした。本数値モデルの計算結果によれば、いずれの流入量でも河川水は湖底に到達しないことが分かった。すなわち周辺よりも重い河川からの流入水は、湖に入ると重力により急速に加速しながら斜面を降下する。この時、湖内水との間に発生する乱流により、河川水は急速に混合するため、湖底に到達する以前に完全に混合してしまうことが分かった。
大脳から小脳への二重伝達経路の機能的意義

本研究は、皮質橋小脳路と皮質下オリーブ核小脳路という2つの重複する伝達経路を介した大脳小脳連関の機能的意義を明らかにすることを目的としている。計画初年度である平成30年度においては、特に皮質下オリーブ核小脳路について、大脳皮質のどの領域からの投射が小脳皮質のCrus IIに関連しているのかを明らかにするための機能的マッピングを光遺伝学的手法を用いて行った。その結果、これまでに確認されていた皮質橋小脳路と同じく、運動野よりもむしろ一次体性感覚野が小脳への投射に関与していることが判明した。さらに、皮質橋小脳路の大脳小脳連関についても引き続き研究を進め、種々の麻酔薬および覚醒状態が、橋核を介した大脳小脳連関にどのような影響を与えるかを検討した。その結果、無麻酔覚醒状態に比べて、イソフルラン麻酔はこの伝達を強力に抑制するが、ケタミン麻酔はむしろ増強する傾向にあることが判明した。この結果により、大脳皮質の活動状態(state)が大脳小脳連関に大きな影響を与えることが明らかになった。また、小脳顆粒細胞における複数の入力苔状線維からのシナプス入力信号の統合の様式については、本研究の開始前から行われていたものであるが、本研究とも密接な関連があるため、取得済みのデータについての詳細な解析を引き続き進めている。その結果として、複数入力のタイミングにずれがある場合には、加算よりもむしろ後方抑制的な相互作用をもたらすことが確認できた。皮質橋小脳路と皮質下オリーブ核小脳路の双方について、研究の進展があった。これにより、今後これらの2経路を独立的に抑制または活性化するための基本的情報が得られた。また、麻酔下のみならず、無麻酔覚醒状態でも同様の実験を行う方法を確立できたことで、今後の覚醒状態ので行動実験を行う基礎的条件が整えられた。さらに、今後の課題として、皮質橋小脳路と皮質下オリーブ核小脳路を独立に抑制または活性化する方法の導入を行う必要があり、これを可能にする新たな遺伝子改変動物の導入を行う予定である。また、上述の通り、大脳皮質の活動状態の重要性が明らかになったことから、今後の問題として、自然睡眠のレベルの違いにより、大脳小脳連関がどのような影響を受けるかという問題にも注意を払う必要がある。初年度の後半に予定していた実体顕微鏡と脳固定器の購入を次年度に延期したため、繰越額が生じた。これらの装置は、現有の設備の拡張として予定していたものであり、次年度以降に購入して研究の効率化と迅速化を図っていく。
不斉超空間の精密設計と機能化：予測可能な分子吸着型不斉反応

本研究は、ラセン型環状Pd三核錯体の自己集積化を利用した多孔性キラル結晶の合成法を確立し、形成した「不斉超空間」がもたらす基質の特異性と位置および面選択的分子吸着特性を最大限に生かした、近接効果と配向効果に基づくエネルギー低減型の高選択的不斉誘導法を開拓することを目的とした。まず最初に、上記の多孔性結晶がその一次元ナノチャネル内に鏡像体関係にある5対の基質結合ポケットを有することを利用し、片方の鏡像体結合ポケットに不斉超空間を構築するための光学活性分子(例:(R) or (S)-2-フェニルエタノール)、他方のポケットにプロキラルな分子を結合させると、プロキラルな分子(例:アセトフェノン)が面選択的にポケットに吸着することを見出した。このことは、プロキラル分子の片面がキラルな空間において完全にブロックされ、面選択的な求核剤との反応などにより、分子認識に基づくエナンチオ選択的反応に展開できることを示している。また、キラル中心を誘起する分子内環化反応の基質(例:シトロネラール)が、結合ポケットに折り畳み構造で吸着し、反応点の近接化と基質活性化が可能になることが示された。これらの分子も面選択的吸着によりエナンチオ選択的反応が可能になるだろう。さらに、この多孔性キラル結晶はPd中心が内部空間に配置されているため、光誘起触媒反応が可能であることが見出された。このことは、結合部位に酸触媒や金属触媒を担持できることと合わせて、様々なタイプの触媒反応が可能になることを示している。本研究では酵素の機能発現原理を範とし、ラセン型超分子金属錯体の自己集積化を利用した多孔性キラル結晶の合成法を確立し、形成した「不斉超空間」がもたらす基質の特異性と位置および面選択的分子吸着特性を最大限に生かした、近接効果と配向効果に基づくエネルギー低減型の高選択的不斉誘導法を開拓することを目的とした。また、X線その場観察法を分子吸着、反応解析等に活用し、分子の動的なふるまいを明らかにする方法を確立することを目指した。平成28年度は、近年開発した環状三核金属錯体を軸として、アキラルな配位子と金属イオンから成るキラル多孔性超分子結晶の設計・合成法を確立した。この多孔性超分子結晶は、溶媒の種類を変えるだけで、ナノチャネル型およびナノポケット型多孔性結晶を生成することを見出した。ナノチャネル型結晶の場合、内部表面は種々の芳香環や官能基を認識でき、複数の異なるゲストを精密配列できるため、ゲスト間あるいはゲストと触媒の間に近接・配向効果が生じ、反応活性化エネルギーの低下や生成物の選択性向上が期待された。具体的には、鏡像体対を成す分子吸着部位の片方をホモキラル分子でマスクすれば、他方の鏡像体部位に吸着したプロキラル分子の面選択的反応が可能になる。また、ナノポケット型結晶は、不斉誘導剤(糖など)の存在下でホモキラルな結晶を高選択的に合成できる。現在、内部の両親媒性ナノキラル空間を利用し、ゲスト分子の配向制御を行っている。これらの超分子結晶を用いて、酸触媒反応や光化学的分子内付加環化反応を検討したところ、基質サイズ特異的反応や、バルクでは起こらないオレフィン移動反応が起こることを見いだし、現在、基質特異性や反応機構を検討中である。近年開発した環状三核金属錯体は、溶液中で構造・立体異性に由来する4種の異性体を溶液中で生成し、溶媒特異的な自己集積化により、ナノチャネル型およびナノポケット型多孔性結晶を形成する。平成28年度は、これらの多孔性結晶を用いて、触媒分子の位置選択的固定、酸触媒反応、光化学的付加環化反応を検討した。ナノチャネル型結晶の内部表面は種々の芳香環や官能基を認識でき、複数の異なるゲスト分子を精密配列できる。ナノチャネル型多孔性結晶:酸触媒であるp-トルエンスルホン酸は、そのベンゼン環をアンカーとして特定のポケットに位置選択的に吸着することを見いだした。触媒反応中の触媒分子の解離・溶出を最小限に抑える溶媒を用い、酸触媒反応を行った。ナノチャネルのサイズより大きい分子と小さい分子を比較検討したところ、大きい分子はチャネル内に入れないため全く反応は進まなかったが、小さい分子はチャネル内に取り込まれた結果、効率良く反応が進行した。ナノチャネル内への触媒の固定は、このようなサイズ特異的な触媒反応に有用である。次に、末端オレフィンを含む側鎖を持つ分子を用い、光化学的分子内付加環化反応を検討した。その結果、バルクでは容易に起こる分子内[2 + 2]付加環化反応は全く進行せず、側鎖の末端オレフィンの移動反応のみが進行した。様々な構造の類似した基質を試したが、すべて同様の反応が進行し、一般性が高い現象であることが判明した。ナノポケット型多孔性結晶:キラルなラクトン誘導体存在下で、ホモキラルなナノポケット型多孔性結晶が生成することを見い出した。ポケットのサイズは5ー6員環の分子が二つ包接される程の大きさであることに着目し、現在、不斉Diels Alder反応を検討している。本研究は、天然酵素の機能発現原理を範とし、らせん型超分子金属錯体の自己集積により得られる多孔性キラル結晶が形成する、「不斉超空間」がもたらす基質の特異性と位置および面選択的分子吸着特性を最大限に生かした、近接効果と配向効果に基づくエネルギー低減型の高選択的不斉誘導法を確立することを目的とした。

また、X線その場観察法を分子吸着、反応解析等に活用し、分子の動的挙動を明らかにする方法を開発することを目指した。平成29年度は、異なる複数の基質をチャネル内の特定の位置に配置し、酵素様活性中心の構築を目指した。L-アミノ酸からなる様々なキラルペプチド誘導体の取り込みや吸着を新たに検討した結果、2種類の誘導体をお互いに近接するように位置選択的に配置させ、2種類の官能基の近接・配向化、およびそれらによる水分子の捕捉に成功した。この結果は、これらの基質がチャネルの表面に結合するときの吸着部位の構造が、様々な基質のアンカー部位として利用できることを示しており、今後の基質の分子設計において重要な指針を与えるものである。現在、この知見に基づいて、2分子反応および反応過程のその場観察を検討している。平成28年度に見出した、基質サイズ特異的酸触媒反応やバルクでは起こらない光化学的オレフィン移動反応については、理論計算、X線回折法による電子密度解析、同位体標識した基質を用いた反応解析の結果に基づき、反応活性種や反応経路を明らかにした。本研究で用いた多孔性超分子金属錯体は、環状三核パラジウム錯体が集積したことにより形成したチャネル表面を持つため、チャネル内部に露出した環状錯体由来の内孔(チャネル側部)や、環状錯体間の隙間(チャネル底部)が主な基質部位であった。ところが、今回のペプチド誘導体は、多点水素結合でチャネル上部の親水部分に安定に結合することが新たに判明した。この結果は、その直接結合に関わる部分構造は様々な基質をこの位置に選択的に固定するためのアンカーになり、異なる複数の基質をチャネル内に配列する際に、配列設計を一段と容易にする。また、バルクでは[2+2]付加環化反応が定量的に進行する基質分子が、上記のチャネル内ではオレフィン移動反応のみが進行する。様々な基質を検討した結果、末端オレフィンを持つチャネル内に取り込まれる基質は、すべてオレフィン異性体に変換され、この現象の一般性が確認された。さらに、理論計算、X線回折法による電子密度解析、同位体標識した基質を用いた反応解析の結果より、チャネル表面のパラジウム中心が触媒となり、光化学的オレフィン移動反応が起こることが強く示唆された。上記の二つの結果は、当初予想していなかったものであり、本研究に用いた多孔性超分子金属錯体のチャネル空間の新たな機能性を与えるものである。本研究は、ラセン型環状Pd三核錯体の自己集積化を利用した多孔性キラル結晶の合成法を確立し、形成した「不斉超空間」がもたらす基質の特異性と位置および面選択的分子吸着特性を最大限に生かした、近接効果と配向効果に基づくエネルギー低減型の高選択的不斉誘導法を開拓することを目的とした。まず最初に、上記の多孔性結晶がその一次元ナノチャネル内に鏡像体関係にある5対の基質結合ポケットを有することを利用し、片方の鏡像体結合ポケットに不斉超空間を構築するための光学活性分子(例:(R) or (S)-2-フェニルエタノール)、他方のポケットにプロキラルな分子を結合させると、プロキラルな分子(例:アセトフェノン)が面選択的にポケットに吸着することを見出した。このことは、プロキラル分子の片面がキラルな空間において完全にブロックされ、面選択的な求核剤との反応などにより、分子認識に基づくエナンチオ選択的反応に展開できることを示している。また、キラル中心を誘起する分子内環化反応の基質(例:シトロネラール)が、結合ポケットに折り畳み構造で吸着し、反応点の近接化と基質活性化が可能になることが示された。
非線形解析学の新展開と科学教育学習プログラムの開発

1.非線形現象解明のプロセスの教材化は、千葉大学と岐阜大学の教育学部を中心に活発に展開された。干葉大学のチームは「交差点の危険度のモデル化」を、岐阜大学のチームは「地震に強い建物の形状」をテーマに、教材化に着手した。これらは、共に数学モデル化能力の育成や正解答のない問題を解決する能力の育成を目的とした高度な問題解決学習のプログラム開発に他ならない。教材化に当たっては、授業に実験・観察の活動を取り入れるなど、教科融合型の展開を工夫した。教材開発の手法や授業実践の報告は、2006年の数学教育学会の春季年会、秋季例会において研究分担者により発表された。これら以外にも、同様な趣旨のもとに4つの教材開発が行われた。2.本研究のもう一つの課題は、教材研究用ビデオの製作である。これについては、予定通り3本が製作された。それらは、それぞれ(1)暗号を題材した「魔法の言葉づくり」(2)累乗の数を題材にした「累乗の魔力」と「2分法の達人」(3)将来つきたい職業を題材にした「夢に向かって」である。いずれも、10時間程度の授業実践を1時間程度のビデオに編集したものである。授業のねらいや目的をナレーション等で解説しながら、授業実践の様子が紹介されている。小学校や中学校の総合的な学習の時間や選択数学の教材として、それぞれの学校に即したアレンジを加えれば、そのまま使える内容である。これらのビデオは2007年3月3-5日に千葉大学で開催された研究集会「モデル化学習の勧め」で紹介された。研究実施計画の平成17年度の課題は次の3項目であった。(1)非線形現象(特に相転移現象)の数理モデル化とその数学理論の解析を目的とした非線形解析学の新展開を模索する。(2)数理科学の立場から非線形現象の解明をしようとするプロセスを、中学校・高等学校の「総合的な学習の時間」等の学習プログラムとして再構成する。(3)作成された学習プログラムの実践を教育現場で行い、その教材としての可能性と教育効果について検証する。(1)については、すでに平成16年度より開始している研究も含め、平成17年度中に新しく得られた成果も加え、数理科学の理論的な視点から非線形現象のモデル化を扱った仕事を一冊の本にまとめ、出版する予定であり、ただいま印刷中である。(2)、(3)については、剣持(研究代表者)、愛木、佐藤、伊藤(研究分担者)により、具体的な科学教育教材が提案され、それらはいずれも教育現場で実践され、その詳細な報告と共に、実践結果の分析がなされている。また、そのまとめは数学教育学会で報告されている。さらに、平成18年3月に本年度の研究活動の振り返りと来年度に向かっての活動方針を再確認、及び、その後の研究成果についての情報交換する研究集会「06モデル化活動を伴う数学学習プログラムの開発研究」を開催した。延べ人数約50人の参加者があり、開催内容についてはホームページで公開されている。
高速演算プロセッサを用いたフライホイール式単相無停電電源装置の開発

本研究の最終目的は、デジタルシグナルプロセッサ(以下、DSP)を用いて、フライホイール付き誘導機の電力制御、コンバータ制御、インバータ制御を行い、DSPを用いた前デジタル制御方式による単相200V、5kVAタイプフライホイール式無停電電源装置を開発することである。本年度の開発計画は、DSPを用いてコンバータおよびインバータの電力変換器を高速高精度に制御することである。コンバータ及びインバータのDSP制御においては、その実用的な応答速度が速く、DSPにおける各値サンプリング周波数を32kHzに設定した高速入出力インターフェイスを製作した。コンバータは、電源電圧変動時にも安定した高品質出力電力を供給するため、昇圧動作を利用したDC電圧一定制御を行うとともに瞬時値比較方式による電流追従制御方式を併用することとした。これにより、電源力率99%以上、DC電圧変動率2%以内を達成し、高調波電流の電源系統への流出を抑えることができた。インバータは、出力電圧の垂下現象を高速に補償するよう、負荷端電圧追従制御方式を開発し、負荷力率85%の整流器負荷においても出力電圧歪み率1.8%以下を実現した。開発した電力変換器を昨年度開発したDSP制御によるフライホイールエネルギー貯蔵装置と接続し、無停電電源装置としての実験を行った。これより、当初の目的であった短時間電源異常用無停電電源装置として有効であることがわかり、本年度の研究開発計画と計画通り完了した。今後の計画としては、制御装置の簡素化と装置全体の小型化を目的として、現在3台用いているDSPを1台のみのDSPによって全制御を達成できるよう制御プログラムの開発を行う予定である。
血管壁の炎症性増殖性病変の発生機序におけるケモカイン(MPC-1)の役割の解明 標的因子の機能抑制による生体レベルでの分子病態解析

【目的】我々は、ラットに一酸化窒素合成阻害薬(Nω-nitro-L-arginine methyl ester、.L-NAME)を投与すると3日後に心血管組織の炎症性変化[単球浸潤、monocytechemoattractantprotein-1(MCP-1)産生増加]が生じ、4週以降に再構築(冠動脈中膜肥厚、線維化)が生じることを報告した。MCP-1は単球浸潤を特異的に制御するケモカインであるが、このモデルの心血管病変の成立にどのような役割を果たすかは不明である。本研究では、一酸化窒素合成阻害によって生じる心血管病変の発生機序におけるMCP-1の役割をMCP-1に対するモノクローナル中和抗体を用いて明らかにした。【方法】雄WKYラットを対照群(無治療群)、L-NAME(100mg/kg per day)+lgG投与群、L-NAME+MCP-1中和抗体(2mg/kg per day)投与群に分けた。【結果】このモデルにおけるMCP-1発現部位は、in situ hybridization法により冠動脈内皮細胞、炎症細胞であり、免疫染色では、血管平滑筋にも免疫活性が認められた。MCP-1中和抗体同時投与によりL-NAME投与3日目の炎症性変化(心臓組織片内のED-1陽性細胞数)、および増殖性変化(PCNA陽性細胞数)はほぼ完全に抑制された。MCP-1中和抗体は、L-NAME投与4週後における冠血管中膜肥厚を防止したが、線維化(血管周囲および間質)には影響しなかった。線維化の成因に中心的な役割を果たすTGF-β1や、l型コラーゲンの遺伝子発現の増加にも影響しなかった。【総括】一酸化窒素合成阻害後早期に生じる心血管組織の炎症性増殖性病変の成立にMCP-1が中心的役割を果たすことが明らかとなった。また、MCP-1は、冠血管中膜肥厚の成立に関与するが、線維化には影響しないことも示された。
ニューラルネットワークを用いたポンプ系の異常運転診断法

本研究では、ポンプ運転状態に対する知識援用異常診断法を開発し、本診断法を軸流形排水ポンプにおける3種類の運転状態の特定に適用した。本研究で得られた成果は、以下の通りである。1.知識援用異常運転診断法の開発プロセスモデリングの手法に基づき、ポンプ揚程や配管およびタンク内の水力損失をモデル化し、測定可能なポンプ出力値(揚程、流量、回転角速度)を変数とする2つの偏微分方程式で表現する。方程式中の4つのプロセス係数の値をポンプ出力変数の測定値を用いて計算する。プロセス係数の値を、あらかじめ求めておいた各種運転状態に対する係数値と比較・照合することにより、運転状態を診断する。比較・照合を合理的かつ客観的に行うため、バックプロパゲーションアルゴリズムを援用した階層型ニューラルネットワークを用いる。2.診断法の精度に関する検討本診断法を軸流形排水ポンプにおける3種類の運転状態(正常状態、ポンプ入口部の閉塞状態、入口部の閉塞と羽根車による異物巻き込みの複合状態)の特定に適用した。その結果、ニューラルネットワークの中間層数やユニット数が増すほど診断精度が向上し、階層数4、中間層のユニット数6のニューラルネットワークにより、3種類の運転状態がほぼ十分な精度で診断できることを確認した。
現代日本における「スピリチュアルケア」調査とその社会的機能に関する総合的研究

本研究は、T.ベネディクト氏との共同研究である。同氏の博士論文の延長線上に、現代日本におけるホスピスを中心とした「スピリチュアルケア」の調査を行う計画を立てていた。ところが同氏は、関西学院大学に准教授として採用されることが決定し、2019年3月をもって、外国人特別研究員としての共同研究は中止せざるを得ないことになった。したがって、共同研究は半年間で終了することとなったが、共同研究の中で、貴重な成果を得た。以下、ベネディクト氏が執筆した研究論文である。一、「迷惑を掛けたくないホスピス患者とスピリチュアルケア」。「日本スピリチュアルケア学会」において発表され、その後、エスノグラフィーの手法による資料によって補強されたのちに投稿され、受理された。二、「エスノグラフィーの視点から見たスピリチュアルケア」。今年度出版される予定の本に収録されるものである。三、英文の論文“The Merit of the Bath: Charity in Early Medieval Japan."ハワイ大学から出版予定の書籍の分担執筆。近代日本の仏教者たちの社会福祉への貢献を論じ、なぜ日本の仏教者たちがホスピスに貢献し、その貢献の度合いが顕著であるのか、検証した。四、“Death in Modern Japan: 1800-Present." A Global History of Death (Routledge, 2020)ed. Peter Stearns.の分担執筆。仏教がいかに「死、埋葬」に貢献してきたか、供養の儀礼などを通して家族の絆に貢献したか。近代日本の問題を、「死・看取り・埋葬」の視点からに発信した貴重な試みである。以上の成果のいくつかの点について、受け入れ教員(西平)との議論が反映されている。貴重な共同研究の機会であった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
耕作放棄地利用に関する生物多様性と経済活動の両立：忘れられた草地生態系への考慮

耕作放棄地について再利用方法の検討を行った。その結果、まず、太陽光発電施設においては施設の管理強度に反比例して生物多様性は高くなった。具体的には、砂利やアスファルトなどにより整備した施設においては多くの生物分類群で種多様性および個体数が著しく低かった。一方で、土の状態で整地している施設においては植物の多様性が高くなり、それに応じて他の生物分類群の種多様性や個体数も増加した。また、土の状態で整地している施設の中では、定期的に除草や刈り取りを行う施設よりも、家畜(ヤギ)を放牧している施設の方が野生生物が豊富になった。また、管理に関わるコストは、上記生物多様性の状態を負の関係にあった。このことから、太陽光発電施設において施設管理には家畜等人による管理コストを低下させることと生物多様性保全は両立可能であり、家畜による施設管理は、今後増加する太陽光発電施設において十二分に活用可能な手法であると示唆される。この他、耕作放棄地は本来獲得可能な農作物を失っているものの、多くの草地性鳥類の生息場を提供することで、周囲の耕作地において害虫捕食機能を増加させていた。このことから、耕作放棄地はその存在自体が生態系サービスを有しており、耕作放棄地の適切な管理は、生物多様性保全と農業活動へのサービス向上というwin-winな関係を有している可能性が示唆された。上記のように、耕作放棄地の管理においては、経済性と生物多様性保全は、必ずしも相反する負の関係ではなく、今後の経済活動の促進の上でも達成可能であることが期待される。経済の発展と生物多様性の維持の両立は、我が国の持続的国土保全において最も重要な課題の一つである。本研究は、今後我が国が抱える大きな問題である資源の過少利用に着目し、現在増加し続けている放棄地が自然環境に回復する可能性を把握するとともに、ソーラー発電やバイオ燃料用地としての耕作放棄地の価値に焦点をあて、耕作放棄地の利用形態の違いが経済性および生物多様性に与える影響(トレードオフ)を現地調査とGISを用いた広域解析から明らかにする。27年度は、実施可能な調査地の選定を行った。特にバイオ燃料の供給地については、バイオ燃料の将来性を疑問視する傾向があることから当初検討していた自治体(町)での調査が困難になったため、新たな圃場の確保が必要になった。このため、自治体ではなく民間企業との提携を試みており、その協議に時間を費やした。現在は、在来草本が有する潜在的ガス発生量について本研究に賛同いただいた企業と試算を開始した。また、太陽光発電施設についても、民間企業が施設を有していることが多いため、施設への立ち入りおよび調査の実施について民間企業と協議を重ねた。候補地のおよび半数を許可を得られ、耕作放棄地を用いた太陽光発電施設の管理強度の軽減を家畜を用いて実施する案を民間企業と検討中である。また、北海道標津町からも賛同を得たため、同町での調査地選定については自治体の協力を得て実施している。上記のように、本研究における多くの調査地が民間企業が所有しているため、研究への賛同、許可、または共同研究など諸手続きに年度内の多くの時間を費やした。今後、これらの工程を経て選定した調査地において、野生動物の調査および経済的利益について検討していく。尚、上記とは別に耕作放棄地の経過年数と野生動物の分布変化について調査・検討を進めている。本研究の遂行には民間企業や自治体との合意が必要不可欠であることは把握してたため概ね想定内である。バイオ燃料供給地などで予定外な状況は多少生じているが、新たに民間企業から助力を得られており、大きな支障はないものと考える。経済の発展と生物多様性の維持の両立は、わが国の持続的国土保全において最も重要な課題の一つである。本研究は、今後わが国が抱える大きな問題である資源の過少利用に着目し、現在増加し続けている放棄地が自然環境に回復する可能性を把握すると共に、ソーラー発電等の施設としての耕作放棄地の価値に商店をあて、耕作放棄地の利用形態の違いが経済性および生物多様性に与える影響(トレードオフ)を現地調査とGISを用いた広域解析から明らかにする。本研究における多くの調査地を民間企業が所有しているため、研究への賛同、許可、または共同研究などの諸手続きに27年度の多くの時間を費やした。28年度もまた、27年度に調整ができなかった調査対象施設の所有者や土地所有者への聞き取りや調整に多くの時間を要したものの、耕作放棄地において放棄年等と節足動物相の関係についての研究を実施した。また、家畜を用いた実施案について、地方自治体からの賛同を得ることができ、また、酪農業関係会社からもアドバイザーとして賛同をいただいた。以上のように調整に時間を要しているものの、調査研究が実施可能となってきているため、今後は調査の実施に注力するように進める予定である。本研究の遂行には民間企業や自治体との合意が不可欠であることは把握していたが、予定よりも調整に時間を要している。ただし、自治体の協力により企業との連携が調査が促進されている箇所もあるほか、自治体が所有する土地の利用が可能となったことから今後遅れを取り戻せるよう進めていく予定である。ソーラー発電施設への立ち入りが困難な場所も多く存在するなかで、発電施設管理に関わるコストの内情を事業者への聞き取りにより整理した。また、エネルギー供給施設での実験をするにあたり、耕作放棄地自体が有する機能について検討した。

まず、耕作放棄地が有する生態系回復機能について、人の介入なしに湿地環境が回復するかを地上徘徊性昆虫を指標として検討し、ある程度の回復が認められることを明らかにした。ただし、希少種や湿地依存性の高い種については積極的な人の介入による放棄地の管理が重要であることも明らかにした。次に、耕作放棄地自体が農畜産業に齎すサービスについても検討した。その結果、耕作放棄地は、様々な鳥類の生息の場を提供することを介して、周囲の農地の害虫の捕食量を増加させている可能性が示唆された。また、耕作放棄地にヒツジを飼養することにより、ヒツジの体内の寄生虫量が現象する可能性を示唆した。これらのことから、耕作放棄地の存在は、生物多様性のみでなく、農畜産業に対して豊富な生態系サービスを享受する可能性が期待される。これらを踏まえ、耕作放棄地をエネルギー施設として利用する際、より多面的な視点での生物多様性維持の価値を評価することの重要性を示唆した。現状、エネルギー施設での現地調査が遅れている。ただし、施設内での調査に関わる課題は解決しており、また、そもそもの放棄地自体の価値を多面的に評価することについても一定の成果をあげられている。次年度にはソーラー発電施設での現地調査も実施する予定であり、発電施設における多様性の維持の可能性についても検討することが可能であると判断される。このことから、計画は概ね順調であると判断される。耕作放棄地について再利用方法の検討を行った。その結果、まず、太陽光発電施設においては施設の管理強度に反比例して生物多様性は高くなった。具体的には、砂利やアスファルトなどにより整備した施設においては多くの生物分類群で種多様性および個体数が著しく低かった。一方で、土の状態で整地している施設においては植物の多様性が高くなり、それに応じて他の生物分類群の種多様性や個体数も増加した。また、土の状態で整地している施設の中では、定期的に除草や刈り取りを行う施設よりも、家畜(ヤギ)を放牧している施設の方が野生生物が豊富になった。また、管理に関わるコストは、上記生物多様性の状態を負の関係にあった。このことから、太陽光発電施設において施設管理には家畜等人による管理コストを低下させることと生物多様性保全は両立可能であり、家畜による施設管理は、今後増加する太陽光発電施設において十二分に活用可能な手法であると示唆される。この他、耕作放棄地は本来獲得可能な農作物を失っているものの、多くの草地性鳥類の生息場を提供することで、周囲の耕作地において害虫捕食機能を増加させていた。このことから、耕作放棄地はその存在自体が生態系サービスを有しており、耕作放棄地の適切な管理は、生物多様性保全と農業活動へのサービス向上というwin-winな関係を有している可能性が示唆された。上記のように、耕作放棄地の管理においては、経済性と生物多様性保全は、必ずしも相反する負の関係ではなく、今後の経済活動の促進の上でも達成可能であることが期待される。今後は、許可を得た施設において調査を開始すると共に、すべての調査地について民間企業や自治体との協議を28年度中に完了させるよう努める。特に太陽光発電については、迅速な対応が求められるため、注力していく。
東シナ海から流入する大陸起源の淡水が日本海の熱塩循環に及ぼす影響

1.対馬海峡域での塩分変動(1)既往観測資料に基づいて、海峡域の塩分の経年変動を調べた。EOF解析の結果、最も卓越した変動として、海峡の両水道で同時に塩分が増減するモードを検出した。このモードは長江の流量変動と関連し、長江流量が多い年の夏秋には、対馬海峡のほぼ全域で塩分が低下する傾向があることが示された。また、長江流域の降水量偏差から、長江流量を推定する重回帰モデルを作成した。(2)対馬海峡に面した下関市蓋井島に水温・塩分計を設置し、2004年2005年に表層水温・塩分の観測を行った。両年とも塩分は7月中旬から急激な低下を示し、8月中旬に最低値を記録したが、2005年の方が低塩分化の時期が20日ほど早く、最低値も12psuほど低いという経年的な差違がみられた。また水温・塩分値の変動から、低塩分水の流入時期である67月には、高温・低塩分なパッチ状の水塊が周期的に海峡を通過していることが示唆された。2.日本海内部の熱塩循環(1)日本海深層の海水循環を、これまでに得られた直接測流結果から考察した。海盆周縁部には、浅海域を右手に見るような安定した流れが認められたのに対して、海盆中央部では渦運動エネルギーが卓越するという特徴がみられた。その結果、日本海全体を反時計回りに循環する流動場に加えて、各海盆内部での閉じた循環を示す平均流速ベクトルの分布が得られた。(2)大和海盆の底層には、他の海盆とは異なる比較的高温で低酸素な底層水が分布しており、日本海盆との境界域で明瞭な海底フロントを形成していることがわかった。大和海盆底層水は、日本海盆から流入した底層水が、大和海盆内の循環によって捉えられ、徐々に変質したものと推測される。ボックスモデル解析の結果から、大和海盆底層水の平均滞留時間は9.1年,鉛直拡散係数は3.4×10^<-3>m^2s^<-1>であることが示された。東シナ海から日本海への淡水輸送の変動を把握するために、対馬海峡に水温・塩分計を係留する。本年度は、そのための機器(水温・塩分計)を購入し、現場での性能確認を行った。性能テストは、平成15年11月25日12月5日に、分担者の森本が水産大学校の練習船に乗船し、日本海および対馬海峡域において行った。テストの結果、良好な成績が得られたので、今年度中に下関沖の蓋井島に係留できるよう、現在、当該漁業協同組合と折衝中である。気象庁より提供された外国気象資料より、長江流域の3地点(Nangjing, Yichang, Hankow)における19822003年の降水量データを抽出し、その季節・経年変動について調査するとともに、長江流量との関連について調べた。

流域降水量は、一般的には夏季に多く、冬季に少ないという季節変動を示すが、経年的な変動が大きく、しばしば一ヶ月の間に平均的な年間降水量を上回るような降水があったりするので、解析に当たっては工夫が必要であることがわかった。長江流量との比較については、流量の資料が限られているため明瞭な関係を見出すことは難しいが、流域降水量と概ね正の相関があることが示された。対馬海峡域での海況変動については、福岡県水産試験場が毎月行っている定線観測資料により、海面下10m深における水温・塩分変動について調査中である。詳しい解析結果はまだ出ていないが、イベント的に極端に低塩分になる時期が見いだされ、長江での流域降水量との関連が示唆された。日本海のより広域な表層塩分に関する情報を収集するために、平成15年12月11日に、舞鶴にて行われた第58回日本海海洋調査技術連絡会議に出席した。さらに、韓国沿岸での情報を収集する目的で、平成16年3月14日にはソウル大学、および韓国海洋研究所を訪問し、本研究の紹介・協力要請を行った。最大の淡水源である長江の流量変動の特性を調べるとともに、流域の3地点(宣昌、武漢、南京)における月別積算降水量資料について重回帰分析を行い、これら降水量資料から長江流量を推定する方法について検討した。このような推定を行う必要性に迫られたのは、1991年以降の長江流量が公開されていないからであるが、降水量偏差を説明変数とする重回帰モデルを考案した結果、4,500m^3/s程度の誤差で流出を推定することが可能となった。対馬海峡の塩分変動について、長江流量との関連を調査した。解析したのは、福岡県水産海洋センターと韓国水産科学院が19822000年に観測した各層塩分資料である。これらについて、結合経験的直交関数解析を行った結果、第1モードとして海峡全域で一斉に塩分が上昇・下降する変動が抽出された。このモードは対馬海峡の全塩分変動の約45%を説明するが、東水道で振幅が大きく、さらにその時間変動には長江流量との間に有意な相関があることが示された。以上より、長江流量が大きな年の夏季には対馬海峡全体で塩分が低下する傾向があり、さらにこのような年には、普段は西水道を通過している低塩分水が東水道にも波及することが明らかとなった。より詳細な淡水輸送の実態を把握するために、対馬海峡下関市沖の蓋井島の定置網に水温・塩分計を設置し、表層水温・塩分を30分毎に測定した。測器は平成16年4月16日に設置し、平成17年2月24日に回収したが、測定結果は概ね良好で、ノイズの少ない資料が得られた。詳しい解析はまだ行っていないが、塩分は8月に極小値を示し、かつ水温変動との間に明瞭な相関をもつ710日周期の変動が認められた。なお現在、日本海内部での低塩分水の広がりと中層以深の水塊への影響を調べるため、研究分担者の森本が中心となって、既往の観測資料を統合したデータベースを作成中である。東シナ海からの低塩分水が、どのような時空間変動をともなって日本海へ流入するのかを把握するために、対馬海峡に面した下関市の蓋井島,対馬市美津島,福江市玉之浦,および韓国Cheju島の4地点に測器を係留し、表層水温・塩分のモニタリング観測を行った。水温については各点とも8月中旬に最高値を示したが、塩分についてはCheju島では7月中旬,対馬海峡では8月中旬に最低値が記録され、約1ヶ月の位相差が認められた。Cheju島では、大潮期に高塩分化する傾向が認められ、大潮・小潮変動にともなう鉛直混合の影響が示唆された。また、対馬海峡域での結果から、低塩分水はパッチ状の水塊の形で日本海に流入していると考えられた。さらに、対馬海峡における2004年夏季の結果と比較すると、2005年夏季には低塩分化の時期が20日ほど早く、最低値も12psuほど低いという経年的な差違が認められた。対馬海峡で得られた既往観測資料に基づいて、海峡を通過する海水の塩分の経年変動を調べた。昨年度に行った予備的な解析を拡張し、解析期間を10年ほど延長した19712000年の30年間の状況について考察した。
小動物(イヌ・ネコ)の病気と血漿中微量元素の動態

健康を保つために必要性が認められている微量および超微量元素は、20数種以上に及ぶ。それらは単独でまた相互に関連しあい生体機能を維持し、また、生体中元素の過・不足により各種の疾患がひきおこされることも知られている。近年、伴侶動物の飼育環境の改善などからそれら動物の寿命は延びる傾向があり、神経性疾患や老齢性疾患および慢性疾患が増加しつつあるが、これらの疾患と微量元素の関連を検討した研究は少ない。さらに、生体内元素の動態にはさまざまな要因がかかわって、これらを定量的に評価する方法も少ないのが現状であるが、近年、多元素同時定量(ICP-MS)が可能となってきている。そこで本研究では、本学獣医臨床センター(附属動物病院)に来院したイヌを対象に、血漿中微量元素とそれらの疾患との関連性を検討することを目的に行った。材料は本学の附属動物病院に眼科疾患の治療で来院したイヌのうち、43頭(平成13年度)および22頭(平成14年度)から採取した血液を用いた。血漿中微量元素の分析はICP-MS(ELAN6000、ICPM8500)で、Co, Cr, Cu, Mn, Mo, SeおよびZnを測定対象として行った。その結果、MnおよびCo濃度の高い個体が2例認められたが、血液学的検査および血漿生化学的検査からは異常は観察されてなかった。しかし、MnおよびCoの高い値を示した犬種はいずれもキャバリア・キング・チャールズ・スパニエルであった(平成13年度)。同一犬種(キャバリア)で検討した結果(平成14年度)、Mnの濃度の高い個体は1例認められたが、疾患との関連は見出せなかった。生体にとって必要とされている微量及び超微量元素は、判っているだけでも20数種以上あり、酵素活性や生体機能維持に重要な役割を演じ、相互に影響をなして生体機能に変化をもたらし、また、元素の過・不足により各種の疾患が引き起こされることも知られている。近年、動物の寿命も延びる傾向が認められ、神経性疾患や老齢性疾患および慢性疾患が増加しつつあるが、これらの疾患と微量元素がどのように関わっているかを追究した研究は少ない。そこで本研究では、本学獣医臨床センター(附属動物病院)に来院したイヌ・ネコを対象に、血漿中微量元素とそれらの疾患との関連性を追究することを目的に行った。材料は本学の附属動物病院に眼科疾患の治療で来院したイヌの内、飼い主の承諾を得ることのできた43頭から採取した血液を用いた。血液学的検査は総合血液分析装置(ABOTT Cell DYN3500)で、血漿生化学的検査は臨床化学自動分析装置(COBAS INTEGRA700)で行なった。血漿中の微量元素分析は、Co, Cr, Cu, Mn, Mo, SeおよびZnを測定対象として行った。その結果、MnおよびCo濃度の高い個体が2例認められたが、血液学的検査および血漿生化学的検査からは異常は観察されていない。しかし、MnおよびCoの高い値を示した犬種はいずれもキャバリア・キング・チャールズ・スパニエルであり、高値を示した元素は生体にとっては必須微量元素であると同時に発ガン機構にも関与していることが示唆されている。また、MnやCoは生体情報伝達の調節にも関与しおり、Mnはイノシトールリン脂質代謝やカルモジュリンとカルシウムの結合阻害、Coは神経インパルスに対して影響すると言われているが、今回の結果からは、これらの元素が関与したと考えられる疾患を見い出すことはできなかった。生体にとって必要とされている微量および超微量元素は、判明しているもので20数種以上ある。それらは酵素活性や生体機能維持に重要な役割を演じ、相互に関連しあって生体機能に影響をおよぼし、また、生体中元素の過・不足により各種の疾患がひきおこされることも知られている。

近年、伴侶動物の飼育環境の改善などからそれら動物の寿命は延びる傾向があり、神経性疾患や老齢性疾患および慢性疾患が増加しつつあるが、これらの疾患と微量元素がどのように関わっているかを検討した研究は少ない。そこで本研究では、本学獣医臨床センター(附属動物病院)に来院したイヌ・ネコを対象に、血漿中微量元素とそれらの疾患との関連性を検討することを目的に行った。材料は本学の附属動物病院に眼科疾患の治療で来院したイヌのうち、飼主の承諾を得ることのできた43頭(平成13年度)および22頭(平成14年度)から採取した血液を用いた。血液学的検査は,総合血液分析装置(ABOTTCellDYN3500)で、血漿生化学的検査は臨床化学自動分析装置(COBAS INTEGRA770)で行った。血漿中微量元素の分析はICP-MS(ELAN6000、ICPM8500)で、Co,Cr,Cu,Mn,Mo,SeおよびZnを測定対象として行った。その結果、MnおよびCo濃度の高い個体が2例認められたが、血液学的検査および血漿生化学的検査からは異常は観察されてなかった。しかし、MnおよびCoの高い値を示した犬種はいずれもキャバリア・キング・チャールズ・スパニエルであった(平成13年度)。同一犬種(キャバリア)で検討した結果(平成14年度)、これら元素濃度の高い個体は見い出すことはできなかった。
異常気象による主要穀物の生産変動が世界の食料需給・貧栄養人口に及ぼす影響の解明

広域スケールの作物生産性と流域水資源量を推計するモデルと作物市場価格の推計経済モデルを連携することによって、環境変動による農業生産および関連産業セクターへの影響を推計することが可能となった。東南アジア域のコメを対象として100通りの気候環境・土地利用シナリオについて、作物生産性、水資源量および市場価格の変動を計算した。その結果、生産性は気候変動によって水資源量とともに変動が見られたが、価格推移にはシナリオ間の差異は見られなかった。他セクターとの競合も発生したが、市場価格の変動は生産性の変動に比べて小さかった。これは輸出・輸入関係によって市場価格の変化によって調整・吸収されたためと考えられた。広域作物生産性推計モデル(PRYSBI-2)を全球水資源量推計モデル(H08)と結合させたモデルを作成した(以下、結合モデルとよぶ)。結合モデルによって、作物側から要求される水量の推計とそれに対応する灌漑に利用可能な水量の推計が行えるようになった。この結合モデルを、中国東北部に位置する遼寧省・吉林省・黒竜江省を対象として、松花江と嫩江に挟まれた領域に適用し、流域水資源量の変動と流域における作物生産量の関係を解析した。流域上流、中流および下流において土地利用が変化し河川による水資源量の利用が変化した場合について、流域全体の作物生産への影響に関するシミュレーションを行った。この地域では、降水量の減少傾向と農業生産性の低下が関係づけられていたが、その解析に灌漑の効果を取り入れることにより、より現実性の高い解析を行うことが可能になった。成果は論文としてまとめて国際誌に投稿した。今後、結合モデルを用いて気候変化による降水量変化が生産量に対する影響の評価を行う予定である。生産性ショックが市場経済へおよぼす影響を評価するためのモデルの作成に向けて、既存の農業食料に関連した経済モデルのサーベイを行った。その結果、生産性ショックの影響が農業以外の産業セクターに伝搬する過程を記述するには、静的な一般均衡モデルではなく、動的なモデルが必要であることが分かった。そして、各国の産業セクターをエージェントとするエージェントベースモデルにより経済モデルを作成することとした。今後、関連研究動向をサーベイするとともにモデルのコーディングを行う。また、過去の世界貿易や価格の動向をまとめたGTAPデータを用いて、エージェントベースの経済モデルのパラメータを最適化する手法についても検討する。異常気象による作物の生産性ショックを推計するモデルはこれまで、コムギ、ダイズ、トウモロコシ、コメについて作成し、世界各国における当該作物の生育環境と生育状況ならびに最終収量を算出する機構的モデルを作成した。今年度はより広範な作物への影響を推計するために、東南アジアにおける換金作物として重要なサトウキビの生育・収量の環境応答モデルを作成した。対象国はインドネシアとして、省別に過去15年間の作付面積、生産量の時系列データを収集した。気象環境データは我々の研究グループが作成したグリッドベースの気象データを利用した。前者の生産データを気象グリッドデータと同じグリッドに割り付けて、過去の環境データと生産性データに基づいてモデルのパラメータをグリッド別に推定した。その結果、環境の年々推移にともなって生産性の年々推移がおおむねよく再現できた。また、推定パラメータの不確実性を考慮して最終収量の推定値の不確実性を評価する95%信頼区間も合わせて評価した。一部の地域のグリッドでは、生産性の年々変動の信頼区間が大きく推定値に大幅な誤差が推計されるグリッドが存在した。これは主に、生産性データの整合性によるものと考えられ、解析の結果、変動原因は社会経済的な要因によるものと推測された。生産性ショックに呼応した経済変動を評価するモデルについては、今年度生産性モデルの作成で対象としたインドネシアを対象として、自国の農作物の生産性と世界各国との輸出・輸入関係によって価格が決まる部分均衡モデルを作成した。これは農林水産政策研究所で開発・運用されている農業経済モデルをベースとしたものであり、同研究所の研究員との協力によって作成したものである。このモデル化によって、生産性変動あるいは長期の生産性動向を入力することにより、当該作物の市場価格の推計を行うシステムが完成した。主要4作物以外の各地域で重要な換金作物に対する生産性環境応答モデルを作成した。また、生産性ショックが作物の市場価格に反映する部分均衡型の農業経済モデルを各国内の生産性変動に呼応した応答を解析できるようにした。以上より、本課題の最終目標である作物の生産性ショックが価格変動に波及するプロセスを記述するモデルの骨格が完成し、他産業との相互作用を取り込んだ一般化モデルへの準備が完了したため。本年度はこれまでに作成した広域スケールにおける作物生産性の環境応答を推計するモデルに生産された作物の市場価格を推計する経済モデルと結合して、気候変化環境ならびに各地域における土地利用変化による生産性と市場価格の変動について推計、解析を行った。対象作物はコメ、対象地域は東南アジアを中心とした13カ国(韓国、中国、マレーシア、ミャンマー、フィリピン、ラオス、タイ、インドネシア、カンボジア、インド、ベトナム、米国、EU)とした。気候変化シナリオは4とおり、気候モデルはCMIP5から5つ、土地利用変化シナリオは5とおりを利用した。合計100とおりのシナリオについて生産性と市場価格の変動を計算した。経済要因指標として、各国の農業投資額、農地開発費、期末在庫、消費量、輸出量および輸入量の時間変化を考慮した。2012年-2014年の平均値を初期値として、2035年までの期間でシミュレーションを行った。その結果、気候変化シナリオおよび土地利用変化シナリオによる価格推移にはシナリオ間の際は見られなかった。