（別紙２）重点特別研究プロジェクトの研究の方向と到達目標（案）

重点特別研究プロジェクト研究の方向と到達目標
１．地球温暖化の影響評価と対策効果 　
１−１炭素循環と吸収源変動要因の解明 京都議定書では人為的な森林吸収増加活動などを二酸化炭素削減対策として認めることになり、人為活動による炭素蓄積を十分な科学的根拠を持って評価することが求められている。さらに長期的には、人為的な森林吸収増加活動だけではなく、森林保全や炭素の隔離などを含むあらゆる炭素固定を評価する方向に向かう可能性もある。したがって、森林規模からグローバルな規模まで様々なスケールでの研究を精力的に遂行し、炭素循環を総合的に理解することが必要である。このため、森林や海洋による二酸化炭素吸収量の評価や変動要因の解析を目的として、以下の研究を行う。
[1]京都議定書で評価される植林等の活動によるCO2吸収量のモニタリング・認証手法を確立し、わが国の二酸化炭素排出削減策に直接貢献する。そのために、二酸化炭素フラックス観測サイトにおいて、樹木の炭素吸収、土壌呼吸、樹冠上のフラックス測定、樹冠内の二酸化炭素貯留、森林上空の二酸化炭素濃度変動の観測、森林のバイオマス・光合成等を計測する高精度遠隔計測などを行う。その結果を用い、気象、土壌、管理条件を変数とする炭素ストック変化算定モデルを開発し、森林生態系の吸収を総合的に評価する。
[2]陸域生態系を中心とした温室効果気体の吸収・排出を地域規模で評価することにより、科学的根拠に基づいた温室効果気体の濃度安定化策の策定に貢献する。そのために、航空機やタワーにより二酸化炭素濃度分布変動を測定し、二酸化炭素などの吸収や放出量を推定する。さらにその季節変動、長期変動を測定し、変動要因を解析する。
[3]貨物船を含む様々な観測手段を活用して、太平洋の二酸化炭素吸収フラックスの分布・季節変動を求める。その支配要因の解析とともに、グローバルな炭素収支における太平洋の寄与を明らかにする。
[4]陸域と海洋の二酸化炭素吸収の評価を大陸・海洋・全球の規模で実施し、その変動要因を解明する。地上モニタリングステーションなどにおいて、同位体や酸素／窒素比等の長期観測を行い、温室効果ガス等のモニタリングデータを駆使して、グローバルな陸域／海洋吸収を評価する。

これらの観測研究を行うに当たっては、地球環境研究センターの地球環境モニタリング・データーベース事業との密接な協力下で、また、IGBP/IHDP/WCRPJointCarbonCycleプロジェクトなどの国際的な取組と連携して推進する。
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 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]わが国、アジア地域、及び世界を対象とする温室効果ガス・エアロゾル排出モデルを改良・開発する。
[2]大気海洋結合気候モデルの高精度化、並びに地域気候モデルの開発・高精度化を図る。
[3]水資源や農業等への影響モデルの開発・改良に取り組む。
[4]アジア全域及び主要国に適用できる環境−経済統合モデルを開発する。
[5]地球温暖化に関する排出・気候変動・影響、さらにはアジア地域の経済発展と環境の関係を一貫して分析するため、個々のモデルをつなぐインターフェースを開発して、モデルの統合化を図る。
[6]最新の社会経済的動向や技術評価をベースにして個々の対策技術や対策措置の効果を推計し、わが国、アジア、及び世界の温室効果ガスがどの程度削減可能かを推計する。
[7]このような対策措置を前提とした排出シナリオを基にして、全球的及び地域的に気候変動がどの程度緩和されるかを推計するとともに、これらの推計における不確実性の度合い及びその要因について評価する。
[8]気候変動の緩和を前提にして、このような緩和が社会的・環境的影響をどの程度軽減させるかについてアジア地域を中心に推計し、これらの影響に適応可能かどうかを検討する。さらに、推計の不確実性の度合い及びその要因について評価する。
[9]以上のシナリオ分析を基にアジア地域の総合的対策の在り方を明らかにするため、アジアの経済発展と温暖化対策、さらには温暖化対策と他の環境対策との関係を分析する。特に、温暖化対策を含む環境対策分野のイノベーションのポテンシャル及びその実現のための投資の緊急性を評価する。
[10]分析結果を各種背景データと有機的に関連づけて戦略的データ・ベースを構築し、研究の普及を図るとともに、アジア途上国への分析技術の移転を図る。
２．成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明 中期計画期間は、オゾン層保護対策の効果が現れ、成層圏ではオゾン層破壊物質濃度がピークに達し、緩やかな減少傾向に転ずる時期と考えられている。とりわけ極域（高緯度域）の成層圏オゾン層は、種々の要因の影響を最も顕著に受ける領域と考えられることから、高緯度域を対象にした人工衛星搭載センサー（衛星観測）、地上設置遠隔計測機器等によるオゾン層の観測、データ解析を行い、オゾン層変動の監視、オゾン層変動機構の解明に資するデータを国内外に提供するとともに、オゾン層変動機構に係る科学的知見の蓄積を図り、将来のオゾン層変動の予測、検証に貢献する。このため、以下の研究を行う。
[1]環境省が進める衛星観測（平成１３年度打ち上げ予定の改良型大気周縁赤外分光計II型：ILAS-II、平成１７年頃の打ち上げ予定の傾斜軌道衛星搭載太陽掩蔽法フーリエ変換赤外分光計：SOFIS）事業の地上部分として、データ処理運用システムの開発・改訂（ILAS-II及びSOFIS）、並びに運用（ILAS-IIセンサー運用、データ処理、検証解析、利用実証、提供）を行う。ILAS-II運用開始後１年以内に国内外の登録研究者に対してデータ提供を開始するとともに、検証解析、利用実証研究を開始する。検証解析の結果を踏まえて、ILAS-II運用開始後３年程度以内を目途に、一般研究者に対するデータ提供を開始する。SOFISデータ処理運用システムについては本中期計画期間終了までに開発を終え、衛星打ち上げに備える。
[2]オゾン層に係る地上設置遠隔計測機器（つくばにおけるミリ波オゾン分光計等、陸別成層圏総合観測室におけるミリ波オゾン分光計）による観測を継続して行い、校正・検証、データ再解析、データ質評価の他、科学的な解析を利用実証研究として行い、データの有効性を実証した上で、データ取得後３年程度以内を目途に順次、データセットとして国内外に提供する。
[3]これらの観測データ、あるいはその他の種々の観測データを活用した解析的研究、数値モデルを活用したシミュレーション研究を進め、極域オゾン層変動に係る物理・化学的な主要な要素プロセスについて、変動機構及びオゾン変動に対する寄与の解明を行う。シミュレーション研究においては、成層圏化学プロセスを含む化学−放射結合３次元モデル（水平グリッド間隔2.8度）を開発し、特に温室効果ガス等の増加に対する成層圏オゾン層の応答に対する化学及び輸送過程の寄与の解明を行う。また、オゾン層保護対策の根拠となったオゾン層変動予測、最新のオゾン層変動予測の検証を行う。

衛星及び地上設置遠隔計測機器によるオゾン層観測については、地球環境研究センターの地球環境モニタリング・データベース事業との連携のもとに実施する。また、これらの研究を進めるに当たっては、環境省が米国航空宇宙局（NASA）、仏国立宇宙センター（CNES）、宇宙開発事業団（NASDA）との共同研究公募で採択した国内外の研究者の参加を得るとともに、成層圏変化の早期検出のためのネットワーク（NDSC）参加機関・研究者との連携、東京大学等の大学の研究者との共同研究を進める。
これらの成果は、学術論文等として発表、普及を図る他、観測データはインターネット等を通じて一般に提供を行う。
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 　
３−１内分泌かく乱化学物質の総合的対策に関する研究 内分泌かく乱化学物質についての分析・モニタリング手法、地域環境における環境動態、野生生物および高等動物への影響、分解処理技術、また環境リスク評価と管理のための情報システムに関する検討・開発を下記のテーマによって行い、これら物質群の影響評価と対策・管理手法を総合的に提示する。
[1]内分泌かく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および液体クロマトグラフ核磁気共鳴分析法(NMR)の適用による高感度分析手法を開発する。また、受容体結合性や培養細胞等を用いた未知内分泌かく乱化学物質の検出系、これを用いた常時モニタリング用分析装置の開発を行う。
[2]工業出荷量の多い約10種類の内分泌かく乱化学物質について、霞ヶ浦及び東京湾において存在量、存在形態、生物蓄積、分解速度、代謝産物と活性をそれぞれ明らかにする。海洋、土壌圏、大気圏においても、媒体の特性に応じて同様の方法論での検討を行い、各媒体における内分泌かく乱化学物質の環境動態を明らかにする。
[3]巻貝、スズキ、カモ等の野生生物の繁殖に対して、個体数、性比、繁殖障害などの影響を検討するとともに、生態影響の試験法を検討する。
[4]内分泌かく乱化学物質のヒトや実験動物の脳神経機能や生殖系に及ぼす影響を、核磁気共鳴イメージ技術(MRI)、行動科学的、生化学的及び組織学的手法を用いて明らかにする。
[5]内分泌かく乱化学物質の分解処理技術について、植物分解のプロセスに関する基礎的開発を行い、汚染土壌に対する有効性を実地試験によって確認する。
[6]内分泌かく乱化学物質等の環境リスクの評価と管理を統合的に行うための情報システムを開発する。内分泌かく乱作用のデータ解析および、マテリアルフロー解析、環境動態モデルを用いた曝露評価と将来予測、統合データベースの開発と政策決定プロセスの検討を行い、統合的な情報管理手法を確立する。
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 ダイオキシン類に関する新たな計測手法、人への生体影響指標と内分泌かく乱作用の検討、地球規模汚染の調査と予測及び評価、さらに新規類似物質に関する検討を下記の一連のテーマによって行い、この物質群に対する評価技術と総合的対策手法を提示する。
[1]新たな計測手法に関わる研究として、ダイオキシン類の超高感度分離・分析を迅速に行う簡易GC/MS測定法の開発、分析法の標準化に関する検討、Ah受容体遺伝子レポーターアッセイを用いた迅速分析手法の開発、及び排ガスのリアルタイムモニタリング手法の開発を行う。
[2]ダイオキシン類の曝露量および生体影響評価に関する研究として、ヒトにおける曝露量・体内負荷量を評価するため血液、組織、胎盤等のダイオキシン類濃度の測定と体内動態・体内負荷量の推定、ダイオキシン類の曝露を鋭敏に検出する生体影響指標の検索と評価、ならびにこれら影響指標と曝露の関係の検討から生態影響指標の適用可能性を示し、さらに動物種による感受性の差異を決定する要因の遺伝子レベルでの検討結果を明らかにする。
[3]ダイオキシン類の内分泌かく乱作用の解明のため、雄性生殖器の発達阻害、脳の形態形成過程への影響、胸腺T細胞分化への影響の検討を行い、これによって初期胚から新生仔期におけるダイオキシン類の内分泌撹乱作用について体内負荷量と影響指標との関係を明らかにする。
[4]臭素化ダイオキシン類の分析手法の開発、分析手法の標準化とヒトへの曝露評価を行う。臭素化ダイオキシン類および関連化合物に関する第一次的なリスク評価を行う。
[5]地球規模のダイオキシン類汚染と生態影響に関する研究として、北太平洋海域での指標生物中のダイオキシン類の分析を行い、長距離移送と分布の状況を明らかにする。また、環境運命予測に関する研究として、ダイオキシン類を含むPOPsの長距離輸送特性および残留性の評価系を確立するため、モデル構造に関する理論的開発を行う。
[6]ダイオキシン対策の一環として、土壌・底質に蓄積されたダイオキシンを、超音波分解、熱水抽出技術、生物利用による分解により処理する要素処理技術の開発を実験室規模において行う。
４．生物多様性の減少機構の解明と保全 生物多様性減少の多くの原因のなかで、特に、生息地の破壊・分断化と侵入生物・遺伝子組換え生物に着目し、生物多様性減少機構を解明し、その防止策並びに適切な生態系管理方策を講じるための定性的、定量的な科学的知見を得る。このため、以下の研究を行う。
[1]人為的な環境改変の影響が大きいと思われる野生生物（動物及び植物計１００種程度）の地理的分布の文献・フィールド調査を行い、地図情報化するとともに、分布を規定する要因を解析する。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し、これをもとにアジア地域スケールでの生物多様性の変動を予測する二次元空間モデルの開発を行う。
[2]人間と野生生物が共存する流域は、さまざまな単位（ほぼ均一な局所生態系）によってモザイク状に構成される。それぞれの単位の成立要因や種多様性との関係を解明し、水生生物の種多様性や生息状況を予測する手法を開発する。
[3]森林生態系をイメージした個体ベースモデルを用いて、多種生物競争系の解析を行う。生息地の分断縮小の影響や遺伝子伝搬を解析して、生物多様性の動態に影響する要因とプロセスを評価する。
[4]侵入生物の侵入経路、現在の分布、在来生物へのインパクトなどの情報のデータベース化と地図情報化を行い、分布拡大の原因を分析する。また、遺伝的撹乱の実態調査を行う。
[5]遺伝子組換え生物の生態系影響評価手法を開発するため、分子生物学的手法による安全性検査手法の開発、モデル実験生態系の設計、並びに育種作物などの自然界への侵入拡大の調査を行う。
これらの研究を進めるに当たっては、森林総合研究所、大学（東京大学農学生命科学研究科、京都大学生態学研究センター、神戸大学理学部など）と連携・協力して実施する。また、在来種や侵入種、地域個体群の分布情報、繁殖特性情報は、できるかぎりホームページなどで公開し，地方自治体やNGOによる利用に供する。
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 日本及び東アジア、特に中国における均衡ある発展をささえるための環境の基本ユニットは流域圏である。この流域圏が持つ生態系機能を科学的に観測・把握し、モデル化を行うことにより生態系機能の劣化・修復の予測手法を開発するとともに、環境負荷の削減、開発計画の見直し、環境修復技術の適用等持続可能な環境管理計画を提言するために以下を目標として研究を行う。
[1]東アジアにおける生態系機能を科学的に解明し、環境の時系列変化を継続的に追跡・把握するために国環研と中国科学院が共同で衛星MODISの受信局を北京とウルムチに設置し、東アジアの観測ネットワークを構築する。
衛星データ及び地上観測により、陸域における水・物質循環にとって重要なパラメーター(植生分布、地表面温度、積雪量、降雨分布、土壌水分量、等)の計測手法を開発するとともに、水動態フラックス及び陸域の生物生産量の推定手法を開発する。
[2]中国における人為的な水循環変動が水資源保全能力、農業生産能力等の生態系機能に与える影響を予測するための陸域環境統合モデルの確立を行う。
陸域における、a)降雨・土砂流出量及び洪水氾濫分布、土壌乾燥化・塩類集積の予測手法モデル、b)陸域からの点源・非点源汚濁負荷発生量の推定手法の開発、c)河川、ダム、湖沼生態系を対象とした物質循環予測手法、の構築とその統合化による流域環境管理モデルを開発する。
[3]陸域からの汚濁負荷や開発等人為的改変にともなう底生生態系を含む沿岸海域生態系の変動予測手法と海域環境管理モデルを開発する。
[4]ダム建設、長江・黄河流域間水輸送等の電力・水資源開発や、植林、節水型農業、工場・生活排水処理等の環境保全対策オプションが流域圏の生態系機能に与える影響評価を行い、流域圏の持続発展のための環境管理計画を提示する。
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 都市大気中におけるPM2.5を中心とした粒子状物質(PM;ParticulateMatter)による大気汚染を改善するためには、発生源動態の把握、環境濃度との関連性の解析、並びに疫学・曝露評価、毒性・影響評価を行う必要がある。このため、以下の研究を行う。
[1]トンネル調査や沿道調査の手法を用いて、実走行状態での発生源特性を明らかにする。これとともにシャーシダイナモ実験を実施し、デイーゼル排気成分の排出特性を明らかにする。また、固定発生源からの粒子状物質発生量を調査し、固定・移動発生源からの都市・沿道PM/DEP発生量を明らかにする。さらにPM/DEP対策の視点からの交通・物流システムの改善策とその効果を大都市圏を対象に検討する。
[2]風洞実験、航空機観測、モデル解析、データ解析手法を確立し、沿道スケールから地域スケールの環境大気中における二次生成粒子状物質を含む粒子状物質の動態を立体的に把握する。具体的には広域PM/DEPモデル、及び都市・沿道PM/DEPモデルを検証し、都市・沿道大気汚染予測システムを構築する。このモデルを用いて発生源と環境濃度の関連性を定量的に明らかにする。
[3]ガス状成分、粒子状物質計測のための各種測定手法を比較評価し、発生源と環境における粒径別粒子状物質やガス状物質の組成や濃度を把握する。また空間的な分布をリアルタイムで把握するための多点計測システムを検討する。具体的には、モバイル型装置を開発し広域・都市・沿道PM/DEP把握のためのモニタリングシステムを提案する。
[4]曝露量・健康影響評価のために地理情報システムを運用し、PM/DEPの地域分布の予測を行う。この結果を統計解析し、それぞれの地域における曝露量を予測する。さらに、GISを利用した全国・地域PM/DEP暴露量予測結果と疫学データとの関連性を解析し、健康リスク評価に資する資料を提供する。
[5]実験的研究を実施して、PM特にDEPの健康影響に関する知見を集積する。ディーゼル排気全体の呼吸-循環系への影響を明らかにし、次にディーゼル排気中成分の曝露実験を行い、排気中の粒子あるいはガス成分の呼吸器系への影響並びに循環器系への影響を順次解明する。これらの結果をもとに、ディーゼル排気曝露の動物への濃度-影響関係から閾値の算定を行う。
研究を進めるに当たっては、環境省との密接な連携を図るとともに、現場での実態把握が必要なため、地方自治体の研究機関との研究協力を図る。また学会等の場を積極的に利用し、関連業界や他省庁、大学、諸外国の研究者との情報交換を行う。これらの研究成果を踏まえて大気中粒子状物質低減化対策の方向性を示す。