科学技術振興調整費による研究

〔目　的〕
　モ
〔内　容〕
　世界各地に生起する物理・化学的環境変化はオゾン層や森林の破壊，砂漠化や温暖化の進行，大気や水質の汚濁，廃棄物の散乱や土地被覆状態の改変など深刻な生活環境変化をもたらしている。これらの環境問題への適切な対処のためには，環境の現状とその動向，影響などを的確に把握しなければならない。それにはまず地球的な視野に立って環境状態を統一的に，また簡便に把握できることが必須であり，その基本となる計測手法を整備することが要請されている。本研究は，以下の３分担課題により，現行の計測手法の改善・高度化を図り，より的確に環境を把握・評価できる実用的な手法を開発することを目的とした。
　（１）衛星利用による環境計測に関する研究
　（２）環境リスク評価に関する研究
　（３）環境計測の高度化に関する研究

〔成　果〕
　重点研究支援協力員６名の参画を得て，次のような成果を得た。
　（１）衛星利用による環境計測に関する研究
　ADEOS衛星搭載のオゾン層観測センサーであるILAS（改良型大気周縁赤外分光計）を用いて南北極域の成層圏オゾンの鉛直分布やオゾン層破壊関連物質を観測するために基盤となる成層圏気象データなどのデータベースシステムを整備し，研究情報として提供した。この成果によって，極域におけるオゾン層破壊の現状とメカニズムの解析が進められた。
　また，研究所所内および沖縄県黒島に設置した衛星データ受信局で得られた人工衛星NOAAの画像を用いて，東アジア地域の広範囲な地上の植生，土地被覆状況等の時系列変化の解析に資する衛星画像データベースの開発・運用を行い，森林火災や洪水など災害の発生状況のモニタリング，および植生の純一次生産量の推定手法の開発を行った。
　（２）環境リスク評価に関する研究
　環境因子が人間や生態系に与えるリスクを遺伝子組換え生物を利用した評価手法を開発した。変異原物質の有無を検出するためのモニター遺伝子（rpsL遺伝子）を遺伝子導入したゼブラフィッシュの系統を開発した。この遺伝子導入魚の胚に強力な変異原物質（エチルニトロソウレア；ENU）を暴露すると，遺伝子変異の発現頻度がENU暴露濃度に依存して上昇した。また，実際の環境中に存在する変異原物質（ベンゾ（a）ピレンやMeIQx）やＢ領域紫外線によっても，変異発生頻度の上昇が認められた。このことから，遺伝子組換え操作によって感度を高めた指標生物により，環境中の変異原物質の検出が可能であることが示唆された。
　また，変異原物質に対するバイオエフェクトセンサーの開発に不可欠な細胞の微細構造の決定や元素分析によって，細胞培養系を用いた環境リスク評価手法の開発の効率を高め，同分野の研究の進展に寄与した。
　（３）環境計測の高度化に関する研究
　有害化学物質の超高精度分析法である「同位体希釈質量分析法」を応用した環境試料の計測を進めた。特に，炭素安定同位体でラベルした標準物質を用いて，超微量のダイオキシンやフラン類を高精度に測定する方法を改良した。この改良により，多数の試料の高精度・高感度分析が可能になり，環境中の微量有害化学物質の分布や動態の解明，特に，人体試料など量の確保が困難な試料を扱う研究に貢献した。
　また，温室効果ガスの観測技術において，その観測手法と観測データ評価手法の確立を図った。本研究所が推進する地球環境モニタリングプロジェクトにおいて，船舶・航空機・地上観測局で推進される大気微量成分モニタリングにおいて無人・自動，かつ高精度観測手法を確立した。さらに，観測大気の起源を推定する流跡線解析システムを開発・運用し，大気微量成分モニタリングの検証作業の効率化とモニタリングの質を向上に貢献した。
〔発　表〕K-１２６，B-６８，C-２５，D-４２，E-４，３０，F-２０，a-３４，b-２０８，ｃ-２６，e-５〜８，i-２４〜２６，２８

〔目　的〕
　（１）地理情報システムやエキスパートシステム等を活用した環境総合診断システムに関する研究
　流域スケールでの汚濁物質及び有害化学物質の発生量と環境中の動態に関する現状の把握と，将来予測のための数学モデルを作成する。
　地理情報システム（GIS）を，環境変化とそれによる健康影響を監視するためのシステムへ応用する。
　（２）東アジア地域での大気物質輸送，循環に関するモデル結果表示の高度化とネットワーク化
　各研究者が地理情報データベースやサブモデルの結果をネットワークを介してオンラインで結果を見ながら意見交換するためのコンピュータネットワーキングシステムを整備する。
　（３）熱帯林生態系の保全・評価に関する研究
　マレーシア半島部パソ保護林に５０ヘクタールのデータを用いて，樹木の分布と林内環境，稚樹の動態等についての解析を通じて熱帯林の動的平衡性を明らかにする。
　（４）東アジアにおける生物多様性インベントリーシステムの構築に関する研究
　有効な種名，形態，生理，生態，分布情報を持つ高度で広範な生物多様性インベントリーシステムを構築・管理する。

〔内　容〕
　（１）地理情報システムやエキスパートシステム等を活用した環境総合診断システムに関する研究
　長江上流域に適用した水文モデルを，大規模な洪水氾濫が発生しない場合を想定し，同じく中下流域へも適用した。また，中下流域の巨大低平地における洪水氾濫を想定し，２次元洪水氾濫数値モデルの開発とモデル適用に必要な地理情報データベースの作成を実施した。
　中国南部の４省・自治区（雲南省，広西壮族自治区，広東省，海南省）において，マラリア，デング熱流行に関する情報のほか，気象情報，各種地理情報，社会・経済指標の収集とデータベース化を進めるとともに，GISを利用したデータ表示・解析システムの開発を進めた。
　（２）東アジア地域での大気物質輸送，循環に関するモデル結果表示の高度化とネットワーク化
　環境変化のDriving ForceやPressureにかかわる多くの情報を整備し，中国全土に対しては２０kmグリッド精度で，中国華東地域と中国北部・東北部地域に対しては２kmグリッド精度で土地利用の変化に伴う食糧の需給バランスマップ等を作成した。また，河北平原については，土地利用変化に伴う地下水資源の変化を予測した。
　（３）熱帯林生態系の保全・評価に関する研究
　マレーシア半島部ネグリセンビラン州，パソ保護林に設置された天然林，二次林の長期観測プロットのデータをもとに，林冠構造，樹幹面積，林分構造，種組成，多様性について解析を行い，択伐によってこれらの要素がどのように変化したかについて考察を行った。それによると天然林の林冠高の平均値は２７．４mで二次林のそれ（２４．７m）に比べて有意に高いことがわかった。さらに林冠高の分散や変動係数も天然林で遙かに高い値を示した。
　（４）東アジアにおける生物多様性インベントリーシステムの構築に関する研究
　研究調査の基盤的情報を整備することを目的として，Iwatsuki（１９９１）の「Catalog of the Mosses of Japan」の「Alphabetical list of species」のデータに種の正式名，異名，属の正式名等を加えて，「New Alphabetical listof Japanese Moss species」を作成した。また，沖縄県（１９９６），環境庁（１９９７），岩月・神田（１９９７），埼玉県（１９９８），千葉県（１９９９）などの蘚苔類レッドリスト関係のデータベース化を行った。
〔発　表〕B-１，I-１７，g-２８，i-２０〜２２