（別紙2） 重点特別研究プロジェクトの平成１７年度事業計画
| 重点特別研究プロジェクト | 平成１７年度事業計画 |
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| １．地球温暖化の影響評価と対策効果 | |
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１－１ 炭素循環と吸収源変動要因の解明
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1) グローバルな陸域・海洋吸収の評価を目的として、酸素濃度自動分析装置による連続観測、太平洋上の船舶での大気サンプリングによる酸素/窒素比観測、炭素同位体比観測の継続と充実を図る。国際的データ統合に向けた同位体比測定の試料の調整や比較実験、酸素等標準ガス開発研究等を行う。
2) 亜大陸規模での二酸化炭素吸収評価を目的として、西シベリアの４所のタワーにおける、二酸化炭素・メタンの自動測定を継続し、新たに5箇所の観測を開始する。また、同時に航空機による高度分布等の高頻度観測を行う。中国の高地において草原生態系の炭素収支を評価する観測研究を行う。
3) 新たなフラックスモニタリングサイトにおいて、森林の土壌・根・幹･葉の光合成/呼吸の自動観測を開始し、同サイトや実験林において、遠隔計測による樹高分布、スペクトル画像の航空機による観測や定点季節変動観測、スペクトルと樹木の光合成活性との関連などの研究を継続する。
4) 京都議定書で評価される全炭素アカウンティングシステムに関する研究、陸域炭素収支の管理に関する研究を継続する。
5) 海洋の二酸化炭素吸収機構と関係する海洋パラメータについて、空間変動と季節変動の要因を、観測データの解析を通して明らかにする。このことから、気候変動による海洋吸収の変化の手がかりを得る。
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１－２ 統合評価モデルを用いた地球温暖化のシナリオ分析とアジアを中心とした総合的対策研究
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京都議定書及びその後の世界規模の経済発展や環境対策が、地球規模の気候変動及びその社会的・環境的影響をどの程度軽減するか、さらにはアジア地域の経済発展と環境問題を踏まえてどのような総合的対策を図るべきかを明らかにするため、以下の研究を行う。
1) 主要な社会経済モデル及び温室効果ガス排出モデルを開発・統合するため、特に、環境要素モデル、世界エンドユースモデル及び環境政策評価モデルの開発を行い、温室効果ガス削減ポテンシャルの推計、温暖化対策の経済影響、副次的影響の分析等を通じて、日本およびアジア主要国における長期的な温暖化対策と短期的な国内環境問題や経済発展を両立させるための政策評価を行う。また、戦略的データベースを改良して、イノベーションによる温室効果ガス削減効果や経済効果を分析する。
2) 昨年度までに行った20世紀の気候再現実験および将来の温暖化予測実験結果を解析するとともに、補足的な実験を行う。20世紀再現実験については、観測された地上気温変動の要因別の寄与率を統計的手法に基づいて推定するとともに、気温以外の物理量についても過去に観測された気候変動の要因推定を試みる。温暖化予測実験については、高解像度気候モデル等の結果を用いて、豪雨などの極端な気象現象に関する将来予測とメカニズムの解明を行う。
3) 水資源・農業影響モデルの精緻化を進め途上国へ適用する。影響プロセスモデルについては、水需給モデルの開発に着手し、中国を対象とした解析を試みる。また、日本・アジア太平洋地域を主対象として、濃度安定化等の温暖化抑制目標とそれを実現するための経済効率的な排出経路、および同目標下での影響・リスクを総合的に解析・評価するための統合評価モデルを開発する。
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| ２．成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明 | |
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平成14年12月に打ち上げられ平成15年10月末まで運用された改良型大気周縁赤外分光計II型（ILAS-II）によって取得されたデータについて、データ処理アルゴリズムの改訂を行う。また、データ利用研究者の組織化に努力するとともに、ILAS-Ⅱデータの検証作業を行う。検証済みILAS-IIデータを登録研究者に提供する。ILASデータにガス－エアロゾル同時算出手法を適用し、その有効性を検証する。 1988年より観測を継続している国立環境研究所（つくば）でのオゾンレーザーレーダー観測について、再解析データの検証後、（H16年度のオゾンデータの登録に続いて）エアロゾルおよび気温の鉛直分布データを国際的な成層圏観測ネットワーク（NDSC）のデータベースに登録する。広帯域化の改良によって観測高度下限が38kmから18kmに拡大出来た国立環境研究所（つくば）設置のミリ波オゾン分光計を用いて、下部成層圏から中間圏までの連続観測を実施する。ミリ波オゾン分光計データから導出されるオゾンの高度分布の検証を行い、下部成層圏～中間圏でのオゾンモニタリング手法としての評価を行う。陸別成層圏総合観測室におけるミリ波オゾン分光計観測の結果を衛星データと相互比較・検証した後、NDSCデータベースに登録する。 ILAS/ILAS-Ⅱデータを用いたトレーサー相関法によるオゾン破壊量の定量化、窒素酸化物の分配比の季節変化とオゾン量の関係等の解析や極成層圏雲（ＰＳＣ）の発生メカニズムの解明と極域オゾン破壊への影響の解明を行う。特に南北半球間の共通点と相違点の明確化に着目した研究を進める。 成層圏化学気候モデルに大気球面効果を導入し、オゾンホール生成および継続期における化学－放射－力学過程の相互作用の影響を明らかにする。また、化学気候モデルに臭素化学反応系を導入し、モデルのチューニングを行った後、CO2漸増条件下での成層圏オゾンの長期変動の数値実験を行い、将来のオゾン層変動を予測する。これと平行して、臭素系オゾン破壊反応を導入した3次元化学輸送モデル（CTM）を用いて、オゾン破壊に対するハロン等の臭素化合物による反応の寄与を見積もる。さらに、CTMと時間閾値解析法を組み合わせて、極渦内でのオゾン破壊量の推定や極渦内でのオゾン破壊が中緯度のオゾン層変動に及ぼした影響を明らかにする。 |
| ３．内分泌かく乱化学物質及びダイオキシン類のリスク評価と管理 | |
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３－１ 内分泌かく乱化学物質の総合的対策に関する研究
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1) 内分泌撹乱化学物質の分析手法に関して、液体クロマトグラフ質量分析法、液体クロマトグラフ核磁気共鳴分光法を駆使して未知の環境ホルモンの同定方法の開発を行う。また、内分泌攪乱作用の生物検定法をさらに拡充しつつ、内分泌撹乱作用が疑われる化学物質についてスクリーニングを行い、内分泌撹乱化学物質データベースへの情報蓄積を行う。
2) 東京湾及び霞ヶ浦における環境ホルモンの分析、及び蓄積についてのデータのとりまとめを行う。
3) 巻貝の雄性化、及びメダカの雌性化の現状を調査するとともに、内分泌撹乱物質の生物検定法への応用を検討する。
4) 脳・神経系への影響については、実験動物において内分泌撹乱化学物質が脳神経機能に与える影響を画像診断するための高感度機能イメージング手法の開発を行い、また、ヒト脳の画像診断のために超高磁場MRI装置の測定システムの拡充をすすめる。さらに、胎児期及び幼若期に甲状腺ホルモンが不足した実験動物を用いた行動試験及び有機金属化合物や工業化学物質を投与した実験動物において脳神経障害の発現部位を抽出する手法を検討する。更に、生体機能への影響評価について、アレルギー性疾患を増悪しうるか否かを検討するため、内分泌撹乱化学物質を投与したマウスもしくは次世代動物にアレルゲンを曝露し、組織学的検討、サイトカインを含めた生化学的検討を加える。
5) 分解処理技術については、植物を利用した内分泌撹乱化学物質（ビスフェノールＡ）の除去と微生物を用いた分解処理技術の開発を行う。
6) 内分泌撹乱化学物質等の管理と評価のための統合情報システムについては、(1)ＧＩＳシステム上に河川モデルを構築し、ＰＲＴＲ排出量データ等を利用する河川濃度予測モデルを構築すると共に、さらに大気グリッドを複合することにより、大気グリッド-河川流域を複合した、多媒体環境動態モデルの基本構造を構築し、定常モデルによるケーススタディーを実施する。
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３－２ ダイオキシン類の総合的対策の高度化に関する研究
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1) 簡易・迅速な計測手法については、低分解能質量分析法、生物検定法の評価を行うと共に、リアルタイムモニタリング装置の応用を試みる。
2) ヒトにおけるダイオキシン類の曝露量の把握と、ダイオキシン類の曝露により鋭敏に動くと考えられるCYP1A1,1A2,1B1のリアルタイムRT-PCRによる測定法を用いて曝露影響を調べる。更にダイオキシン類に対する感受性について、ARNT、ステロイドホルモン産生系の代謝酵素群の遺伝的多型、エストロゲン応答遺伝子の発現量の違いに着目して検討を行う。
3) 内分泌かく乱作用を介したダイオキシン類の毒性メカニズムの解明のため、実験動物を用いて、(1)精子形成、受精、胎盤機能 、(2)脳の性分化と出生後の行動、甲状腺ホルモンへの作用、ならびに、 (3)Ｔ細胞機能等の免疫機能に及ぼす影響について検討する。
4) 臭素化ダイオキシン類について、生体試料に対する標準的な分析法の検討を行い、特に感度の向上と妨害物質の影響に関する基礎的検討を行う。また、底質コア試料中の臭素化ダイオキシン類及び、臭素化ダイオキシン類の主要な供給源と予想される臭素化ジフェニルエーテル等の分析を行い、現在の環境状況に関する基礎的理解を得る。
5) 地球規模のダイオキシンの移動・分布等について、太平洋をフィールドとした生物蓄積についての検討を行う。
6) ダイオキシン類及びＰＯＰｓの環境運命予測に関する研究として、ダイオキシン類に対するグリッド型多媒体運命予測モデルを構築し、これを用いて、地域内における輸送特性と物性特性の関連性について検討を行い、長距離輸送モデルの構造について基礎的検討を行う。
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| ４．生物多様性の減少機構の解明と保全 | |
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1) 流域ないし地域スケールでの生物多様性の変動を予測できる二次元空間モデルの開発を行う。野生生物の地理的分布の文献・フィールド調査を行い、地図情報化する。流域を構成するさまざまな単位（ほぼ均一な局所生態系）の成立要因や種多様性との関連性を明らかにし、種多様性や分布を推定する手法を開発する。土地改変や気候変動の歴史的情報から野生生物の分布変化を把握する手法を開発する。
2) ダムによる流域分断の淡水魚類を指標とした生物多様性への影響評価を日本全国スケールで行う。また流域の自然再生を意識した技術開発をさらに進展させる。また北海道を対象地域として河川流路の直線化，単純化を定量的に評価する手法を確立する。そして定量化された河川流路の変化と淡水魚類の多様性との関係を解明する。
3) 侵入種情報の収集を継続して行い、データベースの拡充を図る。データベースに基づき重要侵入種をリストアップし、それらの生態学的特性を詳細に分析する。それらの種の分布域における生物多様性の実態および植生・土地利用状況・侵入種の導入量・人為移送経路などの情報収集を行い、侵入種拡大の環境要因を解析する。これらの生態学的データおよび環境要素データに基づき、侵入種の分布拡大機構をモデル解析する。構築されたモデルを基に今後の侵入種生態リスク評価法を開発・検討し、提言する。
4) セイヨウオオマルハナバチについて、特に野生化が進行していると思われる北海道鵡川町を中心に外来種・在来種マルハナバチ野生個体を採集し、野外において生殖攪乱が起きているかを女王体内の受精嚢内精子のDNA分析によって評価する。寄生性ダニのマルハナバチコロニー生産量に対する影響評価を行う。都道府県別のマルハナバチ流通量・流通ルートを集計し、マルハナバチの流通管理システムの構築を検討する。
5) 外国産クワガタムシについて、輸入種の生態的特性に関する情報収集を行い、定着・野生化のリスクを評価する。交雑実験を引き続き行い、遺伝的浸透のリスク評価を行う。ダニをはじめとする随伴寄生生物の調査を行い、リストを作成する。
6) 輸入されている組換え作物が環境中にどの程度広がっているのか、実態調査を継続する。次期中期計画において遺伝子組換えナタネと在来野生種との間の遺伝子流動を解析する目的で、アブラナ属の個体群を解析するためのDNAマーカーを開発する。組換え微生物の環境中での生残性に影響を及ぼす因子について検討する。遺伝子組換えダイズの生態系影響評価試験は開発企業との契約が成立ししだい再開する。
7) 多種生物競争系の解析を行うための個体ベースモデルを構築し、森林生態系における多種共存メカニズムを明らかにする。とくに、繁殖様式の種間変異、空間的変動、時間的変動が多種共存に与える影響を理論的に分析する。森林のなかでは，長年にわたり蓄積した稚樹の集団が見られ．このような稚樹集団の存在と多種の共存のしやすさとの関係を個体ベースモデルにより解析する．また，局所的な種個体群の存続・共存プロセスを，環境勾配上での種の分布範囲の動態へスケールアップする．
8) 食物網の進化を説明する数学モデルを構築し、多種共存メカニズムとしての食物連鎖の役割を明らかにする。これらの結果を用いて、生息地の縮小・分断化や侵入生物・遺伝子組替え生物の生物多様性への長期影響を評価する。どのような性質をもつ生態系が侵入生物の影響を受けやすいのかを明らかにするため、相互作用の緊密さ、侵入を受ける生態系の元々の多様性などを変えた複数の仮想生態系を構築し、生物を侵入させる数値実験を行う。
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| ５．東アジアの流域圏における生態系機能のモデル化と持続可能な環境管理 | |
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1) ウルムチと北京に設置したEOS-TERR/MODISデータ受信局を中心に，シンガポールとオーストラリアが参加したMODIS 衛星観測環境モニタリングネットワークに基づき，東アジア・太平洋域における環境の変化が生物多様性と炭素収支に及ぼす影響を見積もるため，気象・水文・土壌・植生ならびに熱・水・炭素フラックスを中心とした多くの生態学的要素の観測を引き続き行う．
2) 衛星モニタリングデータと陸面植生モデル，作物生産量推定モデルを用いて，農業生産活動に伴う炭素，窒素等の長江流域内での動態の検討を行う．
3) 地表流・土中水・地下水流を統合し衛星データと同期したグリッド型水循環・熱収支モデルを長江・黄河を包含した地域に適用し，持続的な水資源管理のあり方についての検討を行う．
4) 非特定汚染源を対象とした大流域スケールでの汚濁負荷流出モデルの適用を実施する．
5) 産業連関分析モデルをベースとした水需要及び汚濁負荷発生インベントリモデルを長江流域に拡張し，適用を図り，生産活動との関連性を明らかにする．
6) 三峡ダム湖，長江本川の水質環境の実態把握のための水質観測を継続する．
7) 秋季に東シナ海陸棚域の航海調査を行い，長江洪水期後の長江起源水の動態を把握する．
8) MODIS等の衛星搭載光学センサを用いたクロロフィルa，無機懸濁物質および溶存有機物の濃度分布推定手法を東シナ海に適用し，確立を図る．
9) 水質浄化，親水性等の機能の向上を目的として東京湾の大井埠頭中央海浜公園内に設置された人工干潟を用いた現地実験，観測を引き続き実施し，定量化することで沿岸域環境管理モデルへの組み込みを行う．
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| ６．大気中微小粒子状物質（ＰＭ2.5）・ディーゼル排気粒子（ＤＥＰ）等の大気中粒子状物質の動態解明と影響評価 | |
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1) 排出実態と環境動態の把握及び、計測法に関する研究。
（発生源・環境動態に関する研究）
・ 沿道とシャシーダイナモ上で測定された粒径分布の相違を解明するため、過渡運転条件での検討を行う。
・ 排ガス希釈チャンバーを用いて粒子の成長プロセスについての更なる検討を行う。
・ ディーゼルの排気由来の20～30ナノメートルにピークを持つ粒子に関するデータを蓄積する。
・ 沿道・都市における微小粒子の経年変化と発生源との関連性を解析する。
・ 風洞実験や数値モデルで得られた知見の局地大気汚染対策への適用可能性を検討する。
・ SPM， PM10， PM2.5やナノ粒子に関しての国際共同研究を継続させ、比較を行う。
・ 広域数値予測モデルを用いて化学組成別粒子濃度の年間分布を算出し、曝露量推計に利用する。
・ 全国の地方環境研究所等との共同研究を推進し、大気汚染解析研究、大気汚染モデル研究の展開を図る。
・ 光化学オゾン、大気微小粒子等の広域・都市予測モデルを構築し、テスト運用する。
（計測法の検討に関する研究）
・ 環境大気の炭素成分分析に関しての比較検討を行い、統一的な分析・評価方法を示す。
・ SPM， PM10，PM2.5、炭素成分の常時監視モニタリングシステムの検討を行い、運用・データ評価に関する検討を行う。
・ 超微粒子（ナノ粒子）の捕集装置を試作し、分析法を検討する。
2) 曝露量に基づく対策評価モデル等に関する研究
・ 交通システム対策評価、DEP排出量推計、交通流のサブモデルを結合させ、沿道周辺の大気汚染曝露評価モデルを完成させる。
・ 広域大気汚染の複合影響を評価するために、広域モデルとのリンクを検討する。
・ 開発したDEP曝露評価モデル推計精度に大きく影響を与える可能性があるパラメーターの感度解析を行う。
・ 各種の対策を実施した時の環境ＤＥＰ濃度分布を推計し、対策の設定条件を変更した場合の感度分析を行う。
3) 健康影響の評価に関する研究
・ 疫学研究では、各種時間値データを用いてリスク評価モデルの検討・評価を行う。
・ 毒性評価研究においては、ディーゼル排気の循環機能に及ぼす影響研究に関しては以下の研究を行う。
（１） ディーゼル排気が循環機能におよぼす影響を評価し機構を解明する。
（２） ディーゼル排気曝露の影響とガス状成分のみの曝露の影響を比較し粒子状成分の影響を推定する。
（３） 曝露濃度－影響関係を検討し閾値を推定する。
・ ディーゼル排気が呼吸器の感染による傷害や機能に及ぼす影響の研究に関しては以下の研究を行う。
（１） 呼吸器の感染による傷害の増悪機構を解析する。
（２） 曝露濃度－影響関係を検討し閾値を推定する。
・ 毒性スクリーニング手法の開発および毒性物質の解析研究では、
（１） 細胞を用い運転条件等を変えた場合の粒子状物質や粒径別粒子状物質の毒性スクリーニングを行う。
（２） 摘出心筋や心臓を用いDEPおよび成分の毒性のスクリーニング手法および毒性物質の解析を行う。
・ 本研究プロジェクトに深く関連する研究として、自動車ナノ粒子の生体影響研究を毒性および体内動態の観点から検討する。
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