（別表２） 研究プログラムにおける研究活動及び研究の推進方向
ア．地球温暖化研究プログラム
温室効果ガスの自然起源の吸収・排出源の変動メカニズムの解明と将来の吸収能力の変化予測の高精度化を行うとともに、国際的な温暖化対策の推進に関し、地球規模のリスク管理戦略の構築、脱温暖化社会の実現に向けての各国の政策オプション、国際協調のあり方などの諸問題の解決を目指して、科学的な知見の集積・提供を図る。
① 衛星ならびに地上、船舶、航空機などのプラットフォームを用いた全球及び東アジア域を中心とした大気環境・温室効果ガスの観測の継続を図りつつ、これらの観測の総合的な解析のためにデータの統合化を進める。また、これらの複合的なデータを取り扱えるようにモデルの改良などを行うとともに、観測や分析技術の高度化を行うことによって、観測対象地域での放射収支関連物質の分布・循環の実態とその長期的変動機構を明らかにする研究を進める。
② 将来の気候変動およびその影響についてメカニズムの理解を深め不確実性を評価するための予測実験の解析を進める。また、気候変動の影響・対策と水・食料問題の関係を評価するモデルの構築を進めるとともに、気候変動に係る地球規模のリスク管理戦略の検討に着手する。
③ 日本及びアジア主要国、世界を対象とした統合評価モデルの改良、分析を通じて、低炭素社会実現に向けたシナリオの検討、政策分析を行うとともに、ダーバンプラットフォームの決定を受けて2015年での合意を目指した具体的な提案作成に着手する。
イ．循環型社会研究プログラム
日本とアジアの近隣諸国にまたがる国際的な資源循環、アジアの開発途上国の廃棄物適正管理、国内の地域特性を活かした資源循環という三つの地域区分に着目して、廃棄物の適正管理を資源の有効利用や地球温暖化対策との協調のもとで行うための科学的・技術的知見が求められる課題に取り組み、国内外の循環型社会構築を支援する。平成２４年度には以下の目標を達成する。
① 資源性・有害性物質の適正管理に資するマテリアルフロー・サプライチェーン及び環境影響にかかる情報収集を継続するとともに、資源回収と有害物質排出の評価のための事例を蓄積する。また、関連したESM（環境上適正な管理）の考え方を整理し、国内と途上国での要件を検討する。
② 準好気性埋立技術におけるガスと浸出水の流動生後手法を示す。アジア地域における分散型液状廃棄物の性状・処理実態を踏まえ、地域特性に適した省エネメタン発酵等の技術開発を行う。継続的にアジアの廃棄物管理ツールを集積しつつ、廃棄物管理計画策定支援ツールの開発に着手する。
③ 地域特性を考慮した資源循環システムの構築を目指し、地域の潜在的循環資源量や既存産業の規模・施設立地等のデータ収集・解析を進める。人口減少下における施設の配置・規模を遷移させる検討を行い、地域づくりに関する既往研究のレビューをとりまとめ、地域循環と地域活性化の関係性についてソーシャルキャピタルを含めた調査・解析を行う。
ウ．化学物質評価・管理イノベーション研究プログラム
化学物質等の生態リスクに関する研究を進めて、種個体群の存続可能性や生態系機能等の観点から、評価の対象となっている生物への影響と生態系保全の関係について整理し、生態影響試験の標準化と体系化を行い、新たな生態リスク評価手法を提示する。また、ナノマテリアルの毒性評価手法の開発と安全性に関する研究を進めて、人の体内や環境中でのナノマテリアルの物理化学的性状や挙動、形状と毒性の関係を明らかにする。同時に、多様な影響や特性を持つ多数の化学物質に対する効果的かつ効率的な管理のため、リスク要因の時空間特性の解明など評価手法の高度化に関する研究を行い、化学物質等の環境リスクの管理のための戦略を示すための研究を実施する。これにより、国内外の化学物質評価・管理に貢献する。
① 化学物質の生態影響の試験法と化学物質の生態影響を評価するための数理モデルを完成させ、化学物質の有害性情報、曝露推定、対象生物の生態情報等に基づいた生態リスク評価に着手する。ミジンコ、メダカの多世代試験法の開発を進め、同時に数理モデルを用いたデータ解析法を検討する。
② ナノマテリアル試験方法を確立するために、安定に分散したエアロゾルや懸濁液の作製方法に関して研究を進め、生体への取り込み機構に着目した生態毒性試験及び培養細胞や哺乳動物を用いた生体試験を開始する。
③ 化学物質による環境リスクの最適な管理法を導出する理論的枠組みを提示するために、化学物質の動態や曝露特性の評価手法の高度化を進め、あわせて化学物質の管理戦略の検討を地球環境の視点も踏まえつつ実施する。
エ．東アジア広域環境研究プログラム
第二期中期計画におけるアジア自然共生研究プログラムの蓄積をもとに、東アジアにおける代表的な広域環境問題である大気・海洋汚染を対象とし、観測とモデルを統合することにより、これらの問題の発生メカニズムを解明する。汚染発生に関わる空間スケールの重層性を考慮したマルチスケールモデルを構築し、大気から海洋と陸域への物質負荷も考慮して、環境負荷と広域環境応答の関係を定量的に評価する。更に、「環境都市システムプログラム」や社会環境システム研究分野と連携して削減シナリオの提示及びその影響評価シミュレーションを実施し、東アジアの広域環境問題の解決に資する。
① 観測とモデルを統合して、半球／東アジア／日本のマルチスケール大気汚染の実態と変動を把握し、越境大気汚染による国内での影響を評価するために、東アジアの広域大気汚染を対象にしたガス状・粒子状物質の観測を開始・継続するとともに、全球・領域化学輸送モデルや排出インベントリーの開発などを進める。また、越境大気汚染による国内への影響評価研究を進める。
② 東アジアにおける汚濁負荷等の陸域人間活動が、水及び大気を介して東シナ海・日本近海の海洋環境に及ぼす影響を解明するために、数値モデルと現地調査とに基づく長江流域負荷の推計、数値モデルと航海観測・培養実験に基づく東シナ海環境への影響把握を進める。
③ 東アジアの大気汚染・水質汚濁負荷の将来・削減シナリオに対する大気・海洋環境への影響を予測・評価するために、「環境都市システムプログラム」や社会環境システム研究分野と連携して、シナリオの検討を進める。
オ．生物多様性研究プログラム
リモートセンシングデータ及び分子遺伝学的な情報の活用により、広域的な生物多様性の状況を効率的に観測する手法の開発にとりくむ。また、観測データにもとづいて生物多様性の状況および保全策の効果を総合的に評価する指標の開発を行う。更に、これらの成果を活用しつつ、気候変動および侵略的外来生物の影響等、具体的な問題の解決に取り組む。
① 国内の景観・物理環境に関する地理情報に関して、生物分布解析に必要な情報を収集して統一した基準で景観基盤情報の整備を行い、過去からの変化を明らかにする。重点対象とする生態系或いは地域において、必要とされるデータを収集し、空間解像度や時期の選定を行い、地理情報整備を行う。また、アジア域での地理情報に関する整備方法の検討を行う。
② 生物種固有の遺伝子塩基配列をもとに種判別情報を整備し、特に湖沼・海域で優占する生物群のうち、外見からの種判別が困難なグループについて遺伝子による種判別手法を開発する。生物種固有遺伝子塩基配列にもとづく遺伝マーカーをもとに生物種の生息量を定量評価する手法を開発する。
③ 前年度に引き続き、生物の空間分布推定モデルを構築するために既存データの整理とデジタル化作業を行う。利用可能なデータから、生物多様性の状況の空間分布を図化する手法を用いて絶滅危惧種等の分布推定地図を作製する。
④ 生物分布情報および個体数動態データを用いて、広域的な観点から優先的に保全すべき地域を特定するための評価アルゴリズムを開発し、維管束植物等のデータが利用可能な生物群に対して適用する。
⑤ 前年度に引き続いて戦後以降から現在までの土地利用変化パターンや、現在の人口データと土地利用パターンとの関係の分析を行う。さらに、土地利用変化に対する生物多様性の応答を予測するために、過去の土地利用変化と絶滅危惧種等の個体数動態との関係を定量化する。
⑥ 特定外来生物に対して、前年度に開発した新規防除手法に基づき、防除試験を実施して効果を判定する。鳥インフルエンザおよびカエルツボカビの分布拡大プロセスの予測精度を向上し、分布拡大抑制のための対策を検討する。
⑦ 遺伝子組換えセイヨウアブラナの生育密度が高い地域において訪花昆虫を採取し、付着花粉の除草剤耐性遺伝子の有無を調査する。非GMセイヨウアブラナ種子の除草剤耐性保持率から、調査地におけるセイヨウアブラナ同士の交雑率を算出する。
⑧ 陸域の温暖化影響について、チベット高原で標高に伴う植物種の侵入と消失、優占種と指標種の個体群動態の変化の観測を継続し、物理的要因の影響を統合的に評価する。また、温暖化に伴う植物の多様性変化の診断手法を開発する。海域の温暖化影響について、前年度より検討した温暖化影響の指標種を用いて、サンゴ群集の構造に対する水温上昇の影響を評価する。
カ．流域圏生態系研究プログラム
流域圏生態系の水・物質循環に着目し、生態系機能の健全性を定量評価するための手法開発を行う。新規性の高い測定法やモデル解析を駆使して長期・戦略的モニタリングを行うことで、生態系機能・生態系サービスと様々な環境因子とのリンケージ (連動関係)を定量的に評価する。ここでの評価に基づき、メコン河等の広域な流域圏における生態系と生物多様性を戦略的に保全し、生態系機能・生態系サービスを維持するための施策に資する研究を行う。
① 筑波山や東北大学演習林等を対象に、森林生態系における物質動態に関するモニタリングを継続し、人工林荒廃と窒素飽和現象の関連性を評価するとともに、そのメカニズムについて検討を行う。
② 霞ケ浦等の湖沼を対象にフィールド調査と室内実験等を継続して、湖水柱と底泥での物質循環と微生物（藻類、バクテリア等）活動の連動関係を検討する。藻類一次生産とバクテリア二次生産の測定を行う。
③ 谷津干潟等の沿岸域を対象に、野外調査、操作実験や室内実験を実施して、一次生産者の変化や侵入種による優占現象が干潟の生態系機能に及ぼす影響について検討する。
④ メコン河流域の下流４カ国で選定した重点研究サイト（ダム貯水池）において、定期的な水および底泥のサンプリング、また一次生産の測定を行う。実験室（日本）にてこれらサンプルを効率的に処理する。
⑤ すでに取得してある回遊魚の耳石サンプルをLA-ICP-MSで分析し、そのデータから回遊経路の推定を行う。また上述のダム貯水池から新たに得られる耳石サンプルの分析も進める。
⑥ 沿岸域（干潟等）における底生生物の種多様性・生態系機能のデータベース整備を継続し、広域スケールの生物多様性の評価を行う。
キ．環境都市システム研究プログラム
都市の社会・経済と環境特性に応じた、環境負荷の増大と自然環境劣化の克服に向けての将来ターゲットを設計して、そこへ到達する実効的な地域と都市・地区の環境技術と政策のシステムを描く計画手法と評価体系の研究開発を進める。具体的には、水、エネルギー、資源循環を制御する環境イノベーション技術・施策の研究開発とともに、関連する社会制度システムの定式化を進めて、国内外で展開可能な環境都市マネジメントの技術・施策パッケージとして形成する。その上で都市や地区の経済、環境特性に応じて技術・施策をカスタマイズして適用する「環境ソリューション」システムの研究開発を進める。
① 低炭素社会や地域循環圏の形成等の都市・地域の将来シナリオのコベネフィット型の目標群と、その達成にむけた環境技術と施策を操作変数とする定量的な環境計画とその評価システムに関する調査を引き続き進める。あわせて都市・地域の特性に応じた環境都市とモデル地区を計画、効果を算定する基本的枠組みの構築を進める。
② 昨年度に進めた川崎市、中国瀋陽市等の国内とアジアの実在のモデル都市、モデル地区で技術・施策の社会実装研究のプラットフォームを活用して、空間的にまとまった単位で複合的な環境問題を解決する技術・施策（環境都市ソリューション）の計画と評価システムの構築を進める。
③ 都市・地域環境施策や街区等の都市・地域の拠点開発事業など、国内外の環境都市実現の社会実装プロセスの設計に必要となる要因に関する昨年度の調査分析をもとに、国内都市の低炭素化や地域循環圏の計画ガイドラインに資する研究とアジア都市の技術システムの研究を進める。また、都市・地域空間に関する将来の土地利用転換や基盤整備の分析手法の調査結果を踏まえ、将来シナリオの構築手法の開発を進めるとともに、低炭素やコベネフィットなどの社会環境ターゲットに応じたマルチスケールの地域・都市・地区の計画などの都市環境施策への反映プロセスを検討する。
ク．小児・次世代環境保健プログラム
エコチル調査から得られると考えられる環境因子と健康との関連性に関する多くの知見に加えて、健康影響メカニズムを解明することにより疫学知見に生物学的妥当性を与え、また莫大な数に上る環境汚染物質や健康影響の中から疫学研究で検討すべき対象物質や影響指標を提案するなど、これを相補・補完する実験的研究をあわせて推進することも必須となっている。
① 様々な要因を考慮した環境汚染物質の曝露評価モデルの開発及びヒト試料中化学物質の多成分一斉分析法について基礎的な検討を行い、疫学研究に適用可能な総合的な曝露評価システムの確立を目指す。
② 小児の成長・発達を考慮した疫学的健康影響評価手法及び生物統計手法の高度化について、基本統計モデルを検討する。
③ 環境化学物質の胎児期・幼児期曝露が主要な生体機能に及ぼす影響と、影響に伴うエピジェネティックな変化、エピジェネティック変化の生体影響への寄与と誘導機序の解明を進める。
④ 小児・次世代を主対象に、環境汚染物質の免疫・アレルギー疾患への影響を疾患モデル動物及び細胞を用いて検討を進める。
ケ．持続可能社会転換方策研究プログラム
持続可能社会とその将来シナリオの視点から、環境問題の現状分析を踏まえ、問題の引き金となるドライビングフォースに着目し、社会・経済の姿をシナリオアプローチにより分析するとともに、社会・経済を重視したモデル化を行い、持続可能な社会を構築するに当たって必要となる対策や社会・経済のあり方を定量的に検討する。また、持続可能なライフスタイルと消費への転換の視点から作成した将来シナリオをもとに、個人や世帯が取組むべき対策・活動を消費の面から調査分析、モデル化を行うことにより、環境的に持続可能な社会の実現方策について提示する。
① 昨年度、事例調査により将来分析の基礎となるドライビングフォースとしての社会・経済の姿を的確に捉えるためのシナリオアプローチ分析手法を通じて基本的枠組みを構築した。この基本的枠組みをもとにして、各シナリオにおいて生じうる様々な環境問題について、専門家や関係主体の意向を集約、検討し、持続可能な社会を構築するに当たって必要となる対策や社会・経済のあり方を明示的に表現する方法を検討するとともに、将来シナリオのストーリーラインの試案を作成する。あわせて、持続可能性指標および定量化の手法について検討する。
② 昨年度に実施したライフスタイル変化要因の分析、ライフスタイルに関する定性的、定量的なシナリオの内外の事例調査・分析から得られた持続可能なライフスタイルの基本的枠組みをもとに、ライフスタイルシナリオの構築手法を検討する。その検討に基づいて専門家ワークショップを開催し、ライフスタイルシナリオの方向性を定めるとともに、ライフスタイルシナリオを定量的に評価する家計モデルの開発を進める。
コ．先端環境計測研究プログラム
1）POPsを含む環境中、生体中に存在する膨大な数の化学物質の監視、解析のための、多次元分離技術による網羅的分析手法の開発と体系化、2）気候変動など環境の状態やその変化、環境中の物質動態、更には水銀その他の汚染物質の発生源や環境動態などを把握、追跡、評価するための新たな環境トレーサーを用いた環境動態解析法の開発と体系化、3）気候変動や植生変化など全球的環境監視強化にむけた次世代環境観測衛星センサーに必要な計測手法並びにデータ解析手法の開発、の3つの主要な課題に取り組み、様々な環境研究を支える先端的な環境計測手法の研究開発を推進する。
① 多次元分離技術による網羅的分析手法の開発では、GCxGC-MS/MSによる大気や飛灰試料中のダイオキシン、PCBなどのPOPs類の迅速分析法の開発、GCxGC-MS/MSおよびHRTofMSを用いた一斉定量法の対象物質の拡大と生体試料への応用を検討する。また、GCxGC-HRTofMSのデータ解析では、因子分析を応用した二次元クロマトグラム上のピークの高精度な分離法や特定の官能基を持つ物質検索法の開発、精密質量によるマススペクトル検索の有効性を検討する。HRTofMSデータの解析手法をLC-HRTofMS に応用し、GCで測定困難な極性物質の網羅分析の可能性を検討する。
② 環境トレーサーを用いた環境動態解析法の開発の一環として、底質試料等の前処理法と同位体比測定用誘導結合プラズマ質量分析装置（MC-ICP-MS）を用いた水銀同位体精密分析の最適測定条件確立を目指す。また、加速器質量分析計（AMS）の高度化研究として、水溶性有機炭素（DOC）などの特定成分の放射性炭素分析に関する試料前処理法の確立を進める。なお、震災放射線研究とも連携をとりつつ、ヨウ素129を原発事故由来放射性物質のトレーサーとして活用するための試料処理技術開発もあわせて推進する。自然起源VOCの変動を自然生態系トレーサーとして活用するため、地上モニタリングステーションにおける大気中VOCの観測を実施すると共に、熱帯林等の発生源における調査を行う。また前年度までに確立した海水中の複数のフロロフロロカーボン類の同時高感度定量法を日本海水に適用し，日本海深層循環の解明を目指す。
③ 次世代衛星搭載センサーの提案を目標として、国際宇宙ステーションへの搭載を提案中の植生ライダー（樹冠高度と植生指数を測定）の検討を進めるとともに、2015年打ち上げ予定のEarthCARE衛星に搭載されるライダー(ATLID)のエアロゾルの解析手法及びマルチスペクトルイメージャー(MSI)との複合解析手法の開発を継続する。また、ALOS-3衛星に搭載予定のハイパースペクトルセンサのデータ解析手法の研究として、大気及び水面反射の影響の軽減手法の検討や藻場、サンゴ礁等の沿岸生態系の分光特徴やその測定方法に関する調査、実験等を実施する。