2.2.5 生物圏環境科学科

概要

研究業績と活動　生物圏環境科学科

2.2.5 生物圏環境科学科
■教員・研究分野
教授
教授

青木 一真
石井 博

Kazuma Aoki
Hiroshi Ishii

教授

倉光 英樹

Hideki Kuramitz

教授
教授
教授
准教授
准教授
准教授
准教授
講師
助教
助教
特命助教
客員教授
客員教授
客員准教授

田中 大祐
張 勁
横畑 泰志
柏木 健司
蒲池 浩之
島田 亙
堀川 恵司
酒德 昭宏
太田 民久
佐澤 和人
鹿児島 渉悟
田口 茂
中村 省吾
波多 宣子

Daisuke Tanaka
Jing Zhang
Yasushi Yokohata
Kenji Kashiwagi
Hiroyuki Kamachi
Wataru Shimada
Keiji Horikawa
Akihiro Sakatoku
Tamihisa Ohta
Kazuto Sazawa
Kagoshima Takanori
Shigeru Taguchi
Shogo Nakamura
Noriko Hata

協力研究室：研究推進機構極東地域研究センター
教授
和田 直也
Naoya Wada

■研究員・研究分野
研究員 上田 晃
研究員 日下部 実

Akira Ueda
Minoru Kusakabe

大気物理学, 地球環境科学
送粉生態学, 繁殖生態学,
群集生態学, 行動生態学
水環境化学, 分析化学, 電気化学,
腐植化学
環境生物学, 環境微生物学
化学海洋学, 環境地球化学
哺乳類学, 寄生蠕虫学, 保全生物学
古生物学, 洞窟地質学
環境植物生理学
雪氷学, 結晶成長学, 表面物理学
同位体地球化学, 古気候学
環境生物学, 環境微生物学
同位体生態学, 森林環境学
土壌環境学, 環境化学
同位体地球化学
環境化学計測
環境生物学
環境化学, 分析化学
植物生態学, 極地高山生態学
地熱
地球化学

■研究概要
大気物理学, 地球環境科学(青木)
雲や大気中に浮遊する微粒子(エアロゾル)が地球の気候に与える影響について, 極域から熱帯, 海洋から山
岳域まで, 世界中で太陽放射観測などを行い, 地球温暖化などの気候問題の解明に取り組んでいます．富山
大学立山施設(浄土山)の管理人のひとり．
送粉生態学, 繁殖生態学, 群集生態学, 行動生態学(石井)
地球上に 20－40 万種存在していると言われる種子植物の, およそ 6 割から 8 割もが受粉を動物に頼ってい
ると言われている．そもそも, 生物の多様性を根底から支えている植物が多種多様に進化してきた背景には, 植
物の受粉のパートナーとして主に動物が利用されているという事実があると考えられる．このように極めて重
要な生物間の相互作用である「花と花粉媒介動物(ポリネーター)の関係」に焦点をあて, 多様な植物が進化して
きた背景や, 送粉動物の行動原理, 生物間相互作用が生態系の中で果たす役割について研究している．
分析化学, 環境化学, 電気化学, バイオセンサー, バイオアッセイ, 腐植化学(倉光)
環境汚染物質などの化学物質の濃度や毒性を定量するための新しい分析法やセンサー, バイオアッセイを開
発し, それらを利用した水環境汚染などの評価に取り組んでいる．例えば, 電極や光ファイバーを用いたケミカ
ル・バイオセンサー, 目視判定に基づく簡易分析手法, 細胞の酵素活性や生長, アポトーシスを光学, 電気化学
計測によって判定するアッセイである．さらに, 新規分析法を開発する過程で得られた知見を積極的に利用し,
有害物質を水環境から除去するための新技術の開発にも挑戦している．
環境微生物学, 環境生物学(田中)
大気や水環境中の微生物の動態と影響について, 分子生物学的手法や培養法を用いて研究している．特に, 大
気中微生物(バイオエアロゾル)の時空間的動態に関する研究に取り組み, 季節, 標高, エアロゾルの粒径, 気象
条件, 大気汚染状況による細菌や真菌の群集構造の差異について把握を目指している．現在, 国内外のいくつか

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のサイトでバイオエアロゾルのモニタリングを実施している．また, バイオレメディエーションに活用できる
微生物の探索とキャラクタリゼーションも進めている．
化学海洋学, 環境地球化学(張)
地球温暖化等に起因する環境変化, 縁辺海洋の物質循環とメカニズムを微量成分や同位体を指標として解明
する．具体的に,
(１)沿岸域海底湧水とその海洋環境への影響評価；
(２)陸起源物質(栄養塩等)の縁辺海・北太平洋への輸送と生態系への影響；
(３)極東アジア域における越境大気汚染物質(窒素, 硫黄, 鉛等)とその海洋環境影響評価；
(４)化学合成群集域(バクテリアマット等)における深海性冷湧水の形成機構とメタン湧出のモニタリング；
(５)炭素窒素安定同位体比を用いた食物網及び環境解析等
を研究している．
哺乳類学, 寄生蠕虫学, 保全生物学(横畑)
(１)食虫類を中心とする野生哺乳類の形態学, 生態学, 行動学：近年はモグラ類の空間利用様式や個体間関係な
どに関する生態学的研究, それを応用した農地における被害防除の研究およびイノシシの個体群生物学的研究
を行っている．
(２)野生動物に寄生する蠕虫類の形態分類学, 群集生態学：近年は, 哺乳類の寄生蠕虫類の研究を行っており,
外来リス類の寄生蠕虫感染状況の分析に力を入れている．
(３)上記に基づく自然環境, 野生動物の保護・保全のための研究・活動：近年は, 尖閣諸島魚釣島の野生化ヤギ
問題や寄生生物の保全に関する研究・活動, 立山連峰の自然保護問題に関する NPO 活動, 富山県内の野生哺乳
類の保護管理に力を入れている．
古生物学, 洞窟地質学(柏木)
(１)数億年前から数千万年前, そして最近の数十万年前から数千年前の時間スケールを対象に, 古生物の記録
である化石を用いて, 生命の進化史や古生態, 古環境などを総合的に解析する研究を進めている．海洋プラ
ンクトンの放散虫から, 数億年前の海洋古環境や海洋古生物地理を, 群集構成や進化史に基づき解明を進め
ている．
(２)洞窟の探索から測量図の作成に始まり, 石筍を用いた最近数万年間の古気候解析, 哺乳類化石を用いた古
生態の研究を進めている．とくに, ニホンザルの洞窟利用について, 現生個体の自動撮影カメラを活用した
観察も併用することで, 化石記録と現生個体の生態を総合した研究を進めている．
環境植物生理学(蒲池)
シダ植物は種子植物と異なり, 胞子体と配偶体がそれぞれ独立して存在している．したがってシダ植物は配
偶子(卵と精子)の形成から受精に至るまでを, 外環境に曝された状況下で行う必要がある．そのためシダ植物の
配偶体は, 過酷な外環境の中で, より確実に胞子体を形成するための様々な戦略や環境応答の機構を備えてい
る．このような観点から, シダ配偶体を研究材料に用いて, その環境適応能力やストレス耐性機構に関する研究
を行っている．
雪氷学, 結晶成長学, 表面物理学(島田)
雪や氷などの結晶成長に関する実験的研究を行っており, 特に過冷却水から成長する氷結晶の形態形成機
構, 地球大気中での氷晶の初期形状や光散乱特性, 人工雪結晶の三次元的形態形成機構, クラスレートハイド
レート結晶の核生成・成長・解離過程の研究を行っている．また, 積雪層内での雪質の変化や, 融解水の浸
透特性についても研究を行っている．また, 富山大学立山施設(浄土山)の管理も行っている．
同位体地球化学, 古気候学(堀川)
(１)地球環境の自然変動を理解するために, 海底堆積物などを使い過去の環境変動を復元する研究を行ってい
る．
(２)現在の海洋や陸水域における水や粒子の起源や移動などを希土類元素とその同位体をトレーサーとして用
い解析している．
環境生物学, 環境微生物学(酒德)
生物を用いた, 環境汚染評価(バイオアッセイ)方法と環境汚染修復(バイオレメディエーション)方法の開発を
目指した研究を行なっている．また, 国内の重要な水産資源 (アコヤ真珠やトラフグ) の保全も行っている.
具体的には,
(１) ムラサキイガイ, ムラサキインコガイ, ウニを用いた沿岸域海水系のバイオアッセイの開発,
(２) 重油分解菌やセルロース分解菌, 海藻分解菌の探索とキャラクタリゼーション,

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(３) 真珠形成母貝アコヤガイの細菌感染症に関する研究,
(４) 微生物が産生する遊離アミノ酸がトラフグの産卵回遊を促すのか,
(５) 雪上藻の単離とキャラクタリゼーション,
同位体生態学, 森林環境学(太田)
森林植生が生態系内の物質循環および河川や土壌の無脊椎動物に与える影響について研究している．また同
時に、安定同位体比を用いて生物の移動履歴を推定する研究も行なっている．
土壌環境化学(佐澤)
土壌・水環境中に存在する有機成分(主に生物の遺骸由来とする高分子有機化合物「腐植物質」)を定性・定
量することで環境を評価している．また, 森林火災が土壌環境に及ぼす影響評価として, 有機成分の不完全燃焼
によって生成する多環芳香族炭化水素の濃度・組成を分析し, その動態を調査している．さらに, 環境試料の色
彩を利用した, 簡便な分析法の開発を行っている．
同位体地球化学(鹿児島)
陸上・海底の火山・断層から放出されるガス・水・岩石などに含まれる揮発性成分を分析して得られた同位
体データを用いて、物質循環や火山噴火・地震発生メカニズムの解明に取り組んでいる．
植物生態学, 極地高山生態学(和田)
地球温暖化による影響を受けやすい脆弱な生態系として考えられている高緯度北極圏と中緯度高山帯を対象
に, 極地植物と高山植物の生長と繁殖について調べている．また, 気候変動に関連した高山植物の生長変化や高
山植生の長期的な変化を検出するため, 環境モニタリング事業にも参画している．
環境化学計測(田口)
化学物質の水相 / 固相間の分配現象に基づく環境水中の微量有害成分の新しい現場分析法の開発とその原理
に関する基礎研究を行っている．
環境微生物学(中村)
神通川河口から単離した単細胞緑藻イカダモを利用して, バイオ燃料の生産や二酸化炭素の削減に向けた研
究をしている.その一方で, イカダモが持つ機能性成分を探り, それを用いた栄養機能食品や養殖用餌料等を製
造するための大量培養方法の開発も目指している.
環境化学計測(波多)
人間活動に伴って水環境(河川, 湖, 用水, 海)に排出された化学物質の形態別の濃度を測定して, その動態を
調べている．さらに, その動態をコントロールしている, 物理化学的な要因を探り, 定量的な評価法の確立を目
指している．これまで, 陽イオン界面活性剤(リンス, 柔軟仕上げ剤の有効成分)やフタル酸エステル類(環境ホル
モン)について調査研究してきた．また, 排水に含まれる有害有機化学物質の紫外線分解による無害化について
研究している．
地熱(上田)
地中熱利用研究,地球化学的水理解析,地熱運転時のスケール問題の研究,CO2 の地熱地域への炭酸塩鉱物固定
化研究
地球化学(日下部)
岩石-水相互作用の軽元素安定同位体地球化学 および火口湖災害の地球化学的研究

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■論文
1.

Development of on-site self-calibration and retrieval methods for sky-radiometer observations of
precipitable water vapor (査読付),
Masahiro Momoi, Rei Kudo, Kazuma Aoki, Tatsuhiro Mori, Kazuhiko Miura, Hiroshi Okamoto,
Hitoshi Irie, Yoshinori Shoji, Akihiro Uchiyama, Osamu Ijima, Matsumi Takano, and Teruyuki
Nakajima,
Atmospheric Measurement Techniques, 13, 2635-2658 (2020)

2.

An overview and issues of the sky radiometer technology and SKYNET (査読付),
Nakajima, T., Campanelli, M., Che, H., Estellés, V., Irie, H., Kim, S. -W., Kim, J., Liu, D., Nishizawa,
T., Pandithurai, G., Soni, V. K., Thana, B., Tugjsurn, N. -U., Aoki, K., Hashimoto, M., Higurashi,
A., Kazadzis, S., Khatri, P., Kouremeti, N., Kudo, R., Marenco, F., Momoi, M., Ningombam, S. S.,
Ryder, C. L., and Uchiyama,
Atmospheric Measurement Techniques, 13, 4195-4218 (2020)

3.

Alpine snowpit profiles of polar organic compounds from Mt. Tateyama central Japan:
Atmospheric transport of organic pollutants with Asian dust (査読付),
Ambarish Pokhrel, Kawamura, K., Tachibana, E., Bhagawati Kunwar, and Aoki, K.,
Atmospheric Environment, 244, 117923 (2021)

4.

Chemical and isotopic (H, O, S, and Sr) analyses of groundwaters in a non-volcanic region,
Okayama Prefecture, Japan: implications for geothermal exploration (査読付),
Komatsu, S., Okano, O., and Ueda, A.,
Geothermics, 91, 102005 (2021)

5.

Flow characteristics of artesian groundwater in coastal area of Kurobe River Basin, Toyama
Prefecture, by long-term and spatial observation of water temperature and electric conductivity
(査読付),
Matsuura, T., Tebakari, T., Oda, A., and Ueda, A.,
Groundwater for Sustainable Development, 13, 100555 (2021)

6.

Geochemical evaluation of geothermal resources in Toyama Prefecture, Japan, with the chemical
and isotopic characteristics of hot spring waters (査読付),
Sasaki, A., Morita, J., Iwaki, C., and Ueda, A.,
Geothermics, 93, 102071 (2021)

7.

Geochemical study and fluid flow simulation of a groundwater system in Toyama and Joganji
alluvial fans, central Japan, and assessment of suitability for heat utilization (査読付),
Hirata, H., Yoo, S-Y., Iwatake, K., Tebakari, T., Okakita, N., Zhang, J., and Ueda, A.,
Geothermics, 93, 102073 (2021)

8.

Scale sensor: Rapid monitoring of scale deposition and inhibition using fiber optics in a geothermal
system and comparison with other monitoring devices (査読付),
Okazaki, T., Kuramitz, H., Watanabe, T., and Ueda, A.,
Geothermics, 93, 102069 (2021)

9.

Sr isotopic geochemical study of brines and rocks from a geothermal well No. 7 and surrounding
hot spring waters in Okuhida Hot spring area, Gifu Prefecture, Japan (査読付),
Isaji, R., Okano, O., Ohtani, T., Takagi, E., Sugihara, Y., and Ueda, A.,
Geothermics, 91, 102018 (2021)

10. Tamagawa hyper-acidic hot spring and phreatic eruptions at Mt. Akita-Yakeyama: Part 1. The

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isotopic and chemical characteristics of the hot spring water (査読付),
Furukawa, T., and Ueda, A.,
Journal of Volcanology and Geothermal Research, 412, 107179 (2021)
11. Comparisons of calcium sources between arboreal and ground-dwelling land snails: implication
from strontium isotope analyses (査読付),
Ohta, T., and Saeki, I.,
Journal of Zoology, 311 (2),137-144 (2020)
12. Water Adsorption to Leaves of Tall Cryptomeria japonica Tree Analyzed by Infrared Spectroscopy
under Relative Humidity Control (査読付),
Azuma, W., Nakashima, S., Yamakita, E., and Ohta, T.,
Plants, 9 (1107), (2020)
13. Structural-morphological and sedimentary features of forearc slope off Miyagi, NE Japan:
implications for development of forearc basins and plumbing systems (査読付),
Chang, JH., Park, J. O., Chen, T. T., Yamaguchi, A., Tsuru, T., Sano, Y., Hsu, H. H., Shirai, K.,
Kagoshima, T., Tanaka, K. and Tamura, C.,
Geo-Marine Letters , 40, 309-324 (2020)
14. Groundwater oxygen anomaly related to the 2016 Kumamoto earthquake in Southwest Japan (査
読付),
Sano, Y., Onda, S., Kagoshima, T., Miyajima, T., Takahata, N., Shibata, T., Nakagawa, C., Onoue,
T., Kim, N. K., Lee, H., Kusakabe, M. and Pinti, D. L.,
Proceedings of the Japan Academy, Series B , 96, 322-334 (2020)
15. Mantle-Derived Helium Emission near the Pohang EGS Site, South Korea: Implications for Active
Fault Distribution (査読付),
Kim, H., Lee, H., Lee, J., Lee, H. A., Woo, N. C., Lee, Y. S., Kagoshima, T., Takahata, N. and Sano,
Y.,
Geofluids, 2359740 (2020)
16. Mantle helium in Southern Quebec groundwater: A possible fossil record of the New England
hotspot (査読付),
Mejean, P., Pinti, D. L., Kagoshima, T., Roulleau, E., Demarets, L., Poirier, A., Takahata, N., Sano,
Y. and Larocque, M.,
Earth and Planetary Science Letters, 545, 116352 (2020)
17. Stalagmite evidence for East Asian winter monsoon variability and 18O-depleted surface water in
the Japan Sea during the last glacial period (査読付),
Amekawa, S., Kashiwagi, K., Hori. M., Sone, T., Kato, H., Okumura, T., Yu, TL, Shen, C. -C., and
Kano, A.,
Progress in Earth and Planetary Science, 8, 18 (2021)
18. ...