様式 平成１９年度重点研究チーム年次報告書 １．研究チーム概要 研 究 チ ー ム の 名 称 循環型地域環境の創成科学研究 研究代表者 農学研究科・食料共生システム学専攻・内田一徳 部局・専攻・氏名 当 指導学生数 博士９人，修士２３人，その他（PD等）２人 該 外 部 資 金 科学研究費補助金 年 獲 得 実 績 奨学寄附金 26,330千円，受託研究経費 27,850千円 度 特許出願件数 なし ２．構成員 氏 名 内田 一徳 農学研究科・食料共生システム学専攻 河端 俊典 農学研究科・食料共生システム学専攻 伊藤 博通 農学研究科・食料共生システム学専攻 田中丸治哉 農学研究科・食料共生システム学専攻 加古 敏之 農学研究科・食料共生システム学専攻 小野 雅之 農学研究科・食料共生システム学専攻 金澤 洋一 農学研究科・資源生命科学専攻 博 農学研究科・資源生命科学専攻 暢英 農学研究科・生命機能科学専攻 上曽山 藤嶽 部局・専攻 10,862千円， ３．研究成果の概要等について 農地・ため池などの統合管理による健全な水資源・土壌資源・生態系資源の保全管理技術の開発 (内田) 兵庫県南部地震での被災を教訓にしたため池堤体及び洪水吐のジオグリッドによる補 強 改 修 方 法 を 開 発 し 、 模 型 試 験 に よ り 検 証 を 行 っ た 。 ジオグリッドを用いたため池底泥改 良土の大型三軸透水試験を行った結果，粒子移動がない場合には透水特性に対するジオグリッド の影響はほとんどないことがわかった。さらに土粒子移動がある場合のジオグリッドの影響につ いて，大型土槽透水試験装置により検討した結果，ジオグリッドを敷設することにより土粒子移 動が起こりにくくなり，ジオグリッドの堤体への活用が期待できると考えられる。さらに、ため 池洪水吐の振動特性を把握するために，４種類の洪水吐模型の大型振動台模型試験を行った結果 を，重量と断面形状，および補強材の有無に着目して検討した。この結果，水平変位に関しては， 補強材を用いた場合の洪水吐模型が加振中に小さい応答変位および残留変位を示す優位性を示 すことがわかった。また、等価線形化法による3次元FEM動的応答解析の結果，洪水吐材料の違 いによって応答変位分布が大きく異なり，PVCのような剛性の小さい材料では曲げによる大きな 鉛直応答変位に注意する必要があり，ジオグリッドによる補強効果は院長力によって生じること が解明された。 水利施設構造物の統合及び保全管理技術の開発(河端) 農業水利施設として最も多く利用されてきている圧力パイプラインの曲部の耐震性向上に関 して，ジオグリッドを用いたスラスト防護工法を考案し，当工法の地震時安全性について検討し た。具体的には，液状化地盤における軽量スラスト防護工法の耐震性を検討するために振動台実 験を行った．その結果，従来用いられるコンクリートブロックは液状化地盤において，大きく移 動し，隣接管との間に大きな隙間が発生することが明らかとなった。一方，当提案工法を用いた 場合，液状化地盤においてもジオグリッドの引抜き抵抗力によって曲管部の水平移動量は抑制さ れることが明らかとなった。特にジオグリッド周辺が砕石層の場合，ジオグリッドによる引抜き 抵抗力は大きく，曲管部の移動量は極めて小さくなった。以上から，当提案工法が液状化地盤に おいて，耐震性に優れていることが明らかになった。 安 全 安 心 な 食 料 供 給 に 関 す る 研 究 (伊 藤 ) 画像処理による酒米の外観品質評価法開発では，酒米の外観品質判別の自動化を目的 と し 、こ れ を 画 像 処 理 法 に よ っ て 実 現 す る た め の 研 究 を 行 っ た 。さ ら に 、野 菜 葉 内 硝 酸 イ オ ン 濃 度 の 低 減 化 技 術 の 開 発 で は ，硝 酸 は 人 体 内 で 亜 硝 酸 に 還 元 さ れ 、こ れ が 有 害 と な る 。日 本 人 で は 硝 酸 摂 取 の 87％ が 野 菜 由 来 で あ る 。近 赤 外 線 分 光 法 を 使 用 し た 葉 内 の 硝 酸 イ オ ン 濃 度 の 非 破 壊 リ ア ル タ イ ム 計 測 法 の 開 発 な ら び に LED光 源 を 使 用 し た 光 質 の調節による葉内硝酸イオン濃度低減化法の開発を行った。 森林・農地・ため池などの統合管理による健全な水資源の保全管理技術の開発(田中丸) 奈良県五條吉野山林流域（神戸大学）と島根県東部山林流域（島根大学）に対して、それぞれ 福嶌・鈴木の水循環モデル(Hycymodel）を適用し、特に森林管理において重要とされている間伐 が流域の水循環に与える影響を評価した。その結果、間伐後に河川流量が全般に増大するが、そ の変化は間伐に伴う蒸発散量の減少によってほぼ説明できることを水循環モデルの適用によっ て示した。 農産物の国際貿易規律動向と国内食料・農業・農村政策動向の分析，世界標準的な農業振興方策 ・農村活性化方策に関する研究（ 加 古 ） 認定農業者として複数の集落にまたがる広域営農を展開している八幡営農組合の事例を取り 挙げ，広域営農組合誕生の経緯と経営の現状，組合員の八幡営農組合に対する評価，直面する課 題について研究を行った。八幡営農組合を設立した主要な効果として，①就業条件の整備や福利 厚生面の充実により，青年にも魅力ある就労先として認められるようになった法人化効果，②営 農組合への農作業の集積などの農地保全効果，③農業生産（第一次），農産加工（第二次），農 産物・食品販売（第三次）を組み合わせた六次産業化などの広域化・大規模化効果などがあげら れる。さらに，食料自給率低下の原因と引き上げの可能性について研究を行い，過去40年余りの 食料自給率の推移を考察し，どのような要因がどのようなメカニズムで食料自給率の低下をもた らしてきたかを分析した。日本のカロリーベースの食料自給率は1960年に76％であったが，その 後の45年間に急速に低下し，人口1億人以上の国の中では一番低い水準となった。こうした食料 自給率の低下は45年間にわたりコンスタントに進行したのではなく，高度経済成長による所得増 加で１人１日当たり食事供給エネルギーが大きく増加するとともに食の洋風化と形容される食 料消費構造の変化が進行した第一期（1960－73年）と，1985年のプラザ合意後の急激な円高の時 期であり，円高により輸入農産物の価格が低下して価格破壊ともいえる状況となり肉類・魚介類 ・果実の輸入が増加して食料自給率が低下した第三期（1986－95年）に急激に低下したことがわ かった。また，円高のため食品製造業が海外に生産拠点を設置し，日本へ輸出したことも食料自 給率を低下させる方向に作用したこともわかった。篠山市の丹波黒を事例とした産地形成過程と 現段階における課題に関する研究では，篠山市における特産物である黒大豆の生産を基軸に，こ れに関連する加工業，商業，観光業を相互に連携・結合して地域循環型経済を形成し，地域を活 性化させるための課題と方策について調査研究を行った。この結果，高級品の生産を維持しつつ， 若い農業後継者の確保を可能にする機械化技術や作業受委託等の導入の検討が喫緊の課題とな っていることや，丹波黒枝豆や機能性を生かした新商品の開発が求められていることがわかっ た。 資源循環型食料生産・流通システムの形成と持続的展開に関する研究（小 野 ） 畜産物需要の増加に伴う過放牧によって草原砂漠化の進行が深刻な問題となってい る 中 国・内 モ ン ゴ ル に お い て ，草 原 保 護 と 両 立 し う る 畜 産 業 の 持 続 的 な 展 開 方 向 を 検 討 す る た め 10戸 の 牧 羊 農 家 の 実 態 調 査 を 行 い ，草 原 保 護 政 策 の 下 で の 経 営 の 変 化 と 今 後 の 対 応 方 向 に つ い て 検 討 し た 。そ の 結 果 ，穀 物 飼 料 の 生 産 拡 大 ，放 牧 か ら 半 畜 舎 へ の 転 換 ， 出荷期間の長期化などによって草原への依存度を低下させている経営が存在すること が 明 ら か に な り ，こ の よ う な 方 向 が 草 原 依 存 型 畜 産 業 の 持 続 的 展 開 の た め の 一 つ の 方 向 として示唆された。 農山村地域の森林を中心とする緑資源の循環型社会における評価とその有効利用を目的とした システムの開発(金 澤 ) 京都議定書第一約束期間では、森林による二酸化炭素吸収量の算定が認められている。しかし、 その算定には地中の炭素量の評価も行うことが義務づけられている。地中の炭素量の大きな部分 を占める樹木根系量の推定に地中探査レーダを利用したシステムの開発を進めた。その結果、地 中レーダによる根系の検出が可能であり、そのサイズの違いも検出できることがわかった。しか し、土壌と根系の含水率の差異が検出に必要であることがわかった。また、森林による二酸化炭 素吸収量と排出権取引をリンクさせて地域を発展させる可能性を探るため、NPOと連携してセミ ナーを3回開催した。その結果、吸収量所有権の帰属と焼失すれば大気中に二酸化炭素としても どってしまう森林による炭素固定の不確実さが問題となることが明らかになった。 環境に配慮した安全・安心な動物性タンパク質の安定的な供給法の開発(上曽山) 我が国では食生活の欧米化に伴い、動物性タンパク質の需要が急増している。そして、この急 増に対応するべく、家畜の飼養規模の大規模化と、それに伴なう、品質が一定で、安定した多量 供給が可能である配合飼料の使用量が急増しつつある。この配合飼料には、抗菌性物質が、添加 物の１つとして成長促進を目的に広く利用されているが、畜産物への薬剤残留の可能性及び薬剤 耐性菌の出現が大きな社会的問題となりつつあることから、その代替物の開発が急がれている。 そこで、細菌増殖抑制作用を有することが知られている各種の有機酸、植物抽出物、及び腸内細 菌叢の改善作用を有する乳酸菌とその発育を促進するオリゴ糖について、抗菌性物質の代替物 （飼料添加物）としての利用の可能性について検討した。その結果、植物抽出物、ギ酸或いは乳 酸が成長促進作用を有することが示唆され、飼料添加物として利用出来る可能性が示された。 森林・農地・ため池などの統合管理による健全な土壌資源の保全管理技術の開発（藤嶽） 植 物 や 微 生 物 を 育 む 生 命 基 盤 と し て の 土 壌 は ，た め 池 や 河 川 な ど の 陸 水 を ま じ え て 様 々 な 物 質 の 循 環 系 を 形 成 し て い る 。 本 研 究 で は 様 々 な 物 質 の 中 か ら 炭 素 （ C） に 焦 点 を 当 て ，健 全 な 循 環 系 を 明 ら か に し ，そ の 保 全 管 理 技 術 の 開 発 に 繋 げ る 。本 年 度 は ，自 然 生態系における炭素循環を把握するために，以下の研究をおこなった。 １ ）河 川 と 周 辺 流 域 の 森 林 土 壌 に お け る 溶 存 有 機 炭 素（ DOM）の 移 行 動 態 な ら び に DOM の主成分で特に環境機能性の高い溶存腐植物質の移行動態を明らかにした。 ２）草地と林地において，難分解性有機物である土壌腐植酸の分解菌が野火，山火事， 火入れなどの影響でいかに変動するかを明らかにした。 ３）湖沼における溶存腐植物質の起源を炭素同位体比の追跡調査で明らかにした。 ４ ） 土 壌 腐 植 酸 の 簡 易 特 性 評 価 法 と し て ， HPSEC法 を 開 発 し た 。 ５ ）森 林 土 壌 に お け る 外 生 菌 根 菌 の 菌 核 粒 子 分 布 を 明 ら か に す る た め ，炭 素 安 定 同 位 体 比 と 炭 素 絶 対 年 代 の 測 定 を お こ な い ，分 布 と の 対 応 関 係 を 明 ら か に し た 。以 上 の 成 果 を 国内外の学術雑誌に論文として公表（一部印刷中）した。 ４．論文・著書・特許出願リスト [論文] 論文名：ジオグリッドの伸び特性を考慮した圧力管曲部軽量スラスト防護工法の水平抵抗力算定 手法, 著者名：澤田豊，河端俊典，毛利栄征，内田一徳 掲載誌，巻，ページ：ジオシンセティックス論文集，Vol.22, pp.253-258，2007年 論文名：ジオシンセティックにより補強したため池洪水吐の動的挙動, 著者名：河端俊典，内田一徳，北野知洋，渡邊康治，毛利栄征 掲載誌，巻，ページ：ジオシンセティックス論文集，Vol.22，pp.243-248，2007年 論文名：Full-Scale Experiments on Bend of Pressure Pipeline Using Geogrid, 著者名：Sawada,Y., Kawabata,T., Uchida,K., Totsugi,A. and Hironaka,J. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of the 5th International Symposium on Earth Reinforcement, Taylor & Francis /Balkema, pp.545-549，2007年 論文名：Estimation of Incremental Resistance of Lightweight Thrust Restraint for Buried Bend Using Geosynthetics, 著者名：Sawada,Y., Kawabata,T. and Uchida,K. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 17th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE2007, Lisbon, Portugal，2007年 論文名：Large Scale Tests of Buried Bend with Lightweight Thrust Restraint Method 著者名：Kawabata,T., Sawada,Y., Ogushi,K., Uchida,K. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 17th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE2007, Lisbon, Portugal，2007年 論文名：Shaking Table Tests for Lightweight Spillway on Small Earth Dam, 著者名：Kawabata,T., Uchida,K., Kitano,T., Watanabe,K., Mohri,Y. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 17th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE2007, Lisbon, Portugal，2007年 論文名：Analysis of Ultimate Bearing Capacity for Base of Pile with Multi-Stepped Two Diameters, 著者名：Shoda,D., Uchida,K, Kawabata,T. and Nadamoto,Y. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 17th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE2007, Lisbon, Portugal，2007年 論文名：An Evaluation of Dispersion Characteristics through a Sandy Mud Soil Layer, 著者名：Inoue,K., Kawabata,T., Uchida,K. and Tanaka,T. 掲載誌，巻，ページ：Proceedings of 17th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE2007, Lisbon, Portugal，2007年 論文名：Closed Form Solution and F.E. Analysis for Buried Flexible Pipe Under High Fills, 著者名：Kawabata,T., Shoda,D., Ling,H.I. and Mohri,Y. 掲載誌，巻，ページ：Soils & Foundations，No.6, pp.1101-1107，2007年 論文名：光環境制御による葉菜中硝酸イオン濃度低減化技術の開発 －硝酸濃度非破壊連続計測 システムの開発－ 著者名：伊藤博通，白石斉聖，宇野雄一，ツェンコヴァ ルミアナ，岡本尚道 掲載誌，巻，ページ：農業機械学会関西支部報, 102, 46，2007年 論文名：緑のダム機能の水文学的評価に関する研究 著者名：田中丸治哉 掲載誌，巻，ページ：ダム研究委員会シンポジウム，農業農村工学会，pp.103-126，2007 論文名：広域営農組合の現状と課題 － 八幡営農組合の事例分析 － 著者名：加古 敏之，初川 信介 掲載誌，巻，ページ：2007年度日本農業経済学会論文集，PP. 83-89，2007年 論文名：食料自給率低下の原因と引き上げの可能性 著者名：加古 敏之 掲載誌，巻，ページ：農業と経済，Vol.74, No.2，pp.17-28，2008年 論文名：産地形成過程と現段階における課題 － 篠山市の丹波黒を事例として － 著者名：加古敏之，羽田幸代，宇野雄一，中塚雅也 掲載誌，巻，ページ：農林業問題研究，Vol.44, No1, 2008年 論文名：新政策下のコメ主産地と流通の再編動向 著者名：小野雅之 掲載誌，巻，ページ：協同組合研究，第26巻第２号，pp.2-5，2007年 論文名：The development of an optical scanner method for observation of plant root dynamics. 著者名：Dannoura, M., Kominami, Y., Ogura, H., & Kanazawa, Y. 掲載誌，巻，ページ：Plant Root (in press), 2008年 論文名：Science Topic “Field measurement of CO2 efflux from roots –the importance in forest carbon cycle-” 著者名：Dannoura M., Kominami Y., Tamai K., Jomura M., and Kanazawa Y. 掲載誌，巻，ページ：Asia Flux News Letter, 22, pp.12-17, 2007年 論文名：Spatial variation in respiration from coarse woody debris in a temperate secondary broad-leaved forest in Japan. 著者名：Jomura M., Kominami Y., Dannoura M., Kanazawa Y. 掲載誌，巻，ページ：Forest Ecology and Management 254 (available online), 2008年 論文名：Methane uptake and nitrous oxide emission in Japanese forest soils and their relationship to soil and vegetation types. 著者名：Morishita T., Sakai T., Takahashi M. Ishizuka S., Mizoguchi T., Inagaki Y., Terazawa K., Sawata S., Igarashi M., Yasuda H., Koyama Y., Suzuki Y., Toyota N., Muro M., Kinjo M., Yamamoto H., Ashiya D., Kanazawa Y., Hashimoto T. and Umata H. 掲載誌，巻，ページ：Soil Science and Plant Nutrition 53, pp.678–691, 2007年 論文名：京都府北部の無間伐ヒノキ高齢林における斜面位置と林分構造の関係 著者名：辻 貴文・石井弘明・金澤洋一 掲載誌，巻，ページ：日本森林学会誌，89(3)，pp.160-166，2007年 論文名：Epidermal hyperplasia and papillomatosis in mice with a keratinocyte-restricted deletion of csk. 著者名：Honda K, Sakaguchi T, Sakai K, Schmedt C, Ramirez A, Jorcano JL, Tarakhovsky A, Kamisoyama H, Sakai T. 掲載誌，巻，ページ：Carcinogenesi，28巻，pp.2074-208115-20，2007年 論文名：Central administration of insulin suppresses food intake in chicks. 著者名：Honda K, Kamisoyama H, Saneyasu T, Sugahara H, Hasegawa S. 掲載誌，巻，ページ：Neuroscience Letters, 423, pp.153-157, 2007年 論文名：Central administration of neuromedin U suppresses food intake in chicks. 著者名：Kamisoyama H, Honda K, Saneyasu T, Sugahara K, Hasegawa S. 掲載誌，巻，ページ：Neuroscience Letters, 420, pp.1-5, 2007年 論文名：Central administration of glucagon suppresses food intake in chicks. 著者名：Honda K, Kamisoyama H, Saito N, Kurose Y, Sugahara K, Hasegawa S. 掲載誌，巻，ページ：Neuroscience Letters 416, pp.198-201, 2007年 論文名：Optimization of Conditions for High-Performance Size-Exclusion Chromatography of Different Soil Humic Acids 著者名：D. Asakawa, T. Kiyota, Y. Yanagi and N. Fujitake 掲載誌，巻，ページ：Analytical Sciences誌，24巻，2008年（印刷中） 論文名：Population of humic acid degrading microorganisms in Andosols under different vegetation types and grassland management regimens. 著者名：Y. Yanagi, K. Yoda, K. Ogura and N. Fujitake 掲載誌，巻，ページ：Microbes and Environments誌，23巻，pp.44-48，2008年 論文名：Characterization of hydrophobic acid fractions in water-soluble organic matter in Dystric Cambisol and in a stream in a small forested watershed: Seasonal and vertical variations in chemical properties. 著者名：D. Asakawa, H. Mochizuki, Y. Yanagi, and N. Fujitake 掲載誌，巻，ページ：Soil Science and Plant Nutrition誌，53巻，pp.551-561，2007年 論文名：Variations in Δ14C of humic substances in the Lake Biwa waters. 著者名：S. Nagao, H. Kodama, T. Aramaki, N. Fujitake and K. Yonebayashi 掲載誌，巻，ページ：Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B誌，259巻，pp.552-557，2007年 論文名：Characterization of major and trace elements in sclerotium grains. 著者名：M. Watanabe, Y. Inoue, N. Sakagami, O. Bolorma, K. Kawasaki, S. Hiradate, N. Fujitake and H. Ohta 掲載誌，巻，ページ：European Journal of Soil Science誌，58巻，pp.786-793，2007年 論文名：14C ages and δ13C of sclerotium grains found in forest soils. 著者名：M. Watanabe, H. Sato, H. Matsuzaki, T. Kobayashi, N. Sakagami, Y. Maejima, H. Ohta, N. Fujitake and S. Hiradate 掲載誌，巻，ページ：Soil Science and Plant Nutrition誌，53巻，pp.125-131，2007年 論文名：腐植物質研究の基礎講座 その１．腐植物質試料を得るために〜IHSS法 著者名：藤嶽暢英 掲載誌，巻，ページ：Humic Substances Research誌，3巻，pp.1-9，2007年 [著書] 著 書：Kawabata,T, Uchida,K., Kitano,T., Watanabe,K. and Mohri,Y.（共著） 著者名：Shaking table test for lightweight spillway with geogrid, New Horizon in Earth Reinforcement 巻，ページ：pp.837-841 発行所，発行年：Taylor & Francis /Balkema，2007年 著 書：腐植物質分析ハンドブック− 標準試料を例にして− （共著） 著者名：渡辺彰，藤嶽暢英，長尾誠也（他７名） 巻，ページ：１巻，pp.1-142 発行所，発行年：三恵社（日本腐植物質学会監修），2007年 ５．関 連 活 動 及 び 特 記 事 項 (1) 学 位 （博士）２名 （修士）７名 (2) 受 賞 農 業 気 象 学 会 奨 励 賞 受 賞 （ 2007.10） 壇 浦 正 子 （ 金 澤 洋 一 ）
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