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拠点大学交流事業（バイオシステム学）における事後
拠点大学交流事業（バイオシステム学）における事後評価資料 平成 19 年 9 月 筑波大学 北京大学 評価資料の要約 1. 事業の課題・目標 1)交流分野・課題：バイオシステム学， 地域資源の利・活用による持続的発展のためのバイオシステムの確立と評価 2)事業の目標：食料生産システムにおける未利用資源の活用と環境保全に関する新技術開発 を基盤とする複合的、環境保全的生物生産最適システムの構築を図る 2. 事業の実施状況：研究期間を３区分し，段階的に総括評価を行って，最終期において３ 分野の研究大課題を，第１分野：バイオテクノロジー・農業生産およびポストハーベスト 技術の開発，第２分野：水源地修復および水再利用・水質改善技術の応用，第３分野：生 物生産環境の評価と改善，に設定して共同研究を遂行した。 日本側は筑波大学を拠点大学とし，弘前大学，岩手大学，東北大学，茨城大学，千葉大 学，日本大学，新潟大学，神戸大学および島根大学を協力大学として，登録研究者 93 名（ベ トナム国の協力研究者 2 名を含む），中国側は北京大学を拠点大学とし，清華大学，中国農 業大学，南開大学，南京大学，中国海洋大学，復旦大学，西北農林科技大学，吉林大学， 上海交通大学を協力大学として，登録研究者 214 名で活動した。10 年間における派遣者総 数 357 名（3,172 人日），招へい者総数 460 名（4,108 人日），長期招聘研究者 7 名（1,311 人日）であった。セミナーを 10 回実施し，研究者交流を行うと共に，中間成果報告と評価 を重ねながら共同研究の総括を実施した。 3. 事業を通じての成果 1) 交流による学術的な影響：日本と中国では，歴史・文化・政治に基づく社会基盤が異な るが故に，食・農産業に関する研究・教育・技術的視点・発想やレベルが異なる点が多く 存在することを相互に認識することができ，今後の共同研究の進捗に寄与するところが大 であった。 2) 共同研究の成果等：環境浄化能力を強化した植物開発，省エネルギー日光温室の熱環境 形成機構の解明，最適灌漑システムの開発，穀物乾燥技術開発，農産物・食品の加工貯蔵・ 流通システムの要素技術開発，未利用資源利用，食料経済システム解析，富栄養化湖沼の 水質環境解析・モニタリングシステム開発，物理的・生物的水処理システムの開発と実証， 乾燥地の農業生産基盤分析と土壌塩類集積対策法，大都市周辺の土壌植生への大気汚染解 析などの研究課題において多くの論文を発表し，また国際シンポジウムで発表を行った。 学術誌掲載論文および国際シンポジウム総発表件数は 305 編であり，また分担課題による 学会賞の受賞は 7 件であった。 日本側では，積極的に若手大学院生を共同研究に加え，現地調査・実験の成果は日本側 大学院生の博士論文作成に大きく寄与した。中国側から拠点枠国費留学生 18 名を我が国の 博士課程大学院に迎え入れ，内 14 名がすでに博士号を取得して帰国し，各大学の副教授， 講師に就任し，研究教育に活躍している。 成果の社会的還元として，開発した水源地水環境浄化技術の応用により，①上海空港生 活廃水処理システム，②江蘇省農村地域生活廃水個別処理装置，③天津市農村地域村の廃 水処理システム，④雲南省昆明市大型観光施設汚水浄化施設、雲南省高速道路公団インタ ーエリア廃水処理施設などのモデル事業および実用化事業などが特筆される。 i Summary of assessment 1. Project theme and goal 1) Research filed/theme ： Biosystem studies, Establishment and Evaluation of biosystem with regional resource utilization / application for sustainable development. 2) Goal of the project ： To establish the environment and resource preservative bio-production system on a basis of new technological development including utilization of unused resources in food production and environmental protection. 2. Practice of the project The research period was divided into three part, and they were performed comprehensive evaluation gradually. Research subjects of three fields were set to 1) “development of biotechnology, agricultural production and post harvest technology”, 2) “application of service water resources restoration, water recycling and water quality improvement technology”, and 3) “evaluation and improvement of bio-production environment” at the final stage and the collaborative researches were accomplished in three large subjects. Japanese side was based on University of Tsukuba as the core-university, and Hirosaki University, Iwate University, Tohoku University, Ibaraki University, Chiba University, Nihon University, Niigata University, Kobe University, and Shimane University were made cooperative universities. The registered researchers were 93 people. Chinese side was based on Beijing University as the core-university, and Tsinghua University, Chinese Agricultural University, Nankai University, Nanjing University, Ocean University of China, Fudan University, Northwest A & F University, Jilin University, and Shanghai Jiao Tong University were made a cooperative universities. The registered researchers were 214 people. The total detachment was 357 people form Japan (3,172 people days) and total invited researchers were 460 people (4,108 people days) and long-term invited researchers being 7 people (1,311 people days) for ten years. The mutual researcher exchanges were performed with holding the seminar ten times, and the comprehensive collaboration researches were executed with an intermediate evaluation by JSPS and two-times self-evaluations. 3. Result of the project 1) Influence by the exchange: Both-side researchers could recognize mutually that there are a lot of different points, that are, a research, an education, a technical aspect, a conception, and a living-level concerning food and the farming system between Japan and China, because the social infrastructure based on the history, the culture, and politics was different each other. This recognition will be a large contribution to the progress of a collaborative research in future. 2) Result of the collaborative researches ： A lot of papers were published and ii presentations were made in the international symposiums. Main research themes were “development of plant that strengthens environmental clean-up ability”, “analysis of thermal environment in the energy-saving sunlight greenhouse”, “development of the best irrigation system”, “development of grain drying technology”, “technological development on processing, storing and distribution system of food and agricultural products”, “use of untapped natural resources”, “analysis of food economic system”, “development of monitoring system and analysis of water quality environment of eutrophic lakes”, “development and demonstration of physical and biological water treatment system”, “analysis of agricultural production basis in dry religion and counter measures to salt accumulation in soil”, “analysis of air pollution to soil vegetation around large cities” and so on. Total number of the article in academic journals and the presentation in international symposiums were 305, and the academic awards wined by the researchers were seven. The graduate students from Japan were positively joined to the collaborative researches. And, the result of the field investigations and experiments greatly contributed to prepare the doctoral thesis of Japanese graduate students. Eighteen (18) government-financed foreign students from China were embraced in the graduate schools of doctoral program in Japan, of which 14 people had already acquired the doctor's degree, returned to China and got the positions of the associate professor and the lecturer at each university. They takes an active part in the research and education. As social reduction by the collaborative researches, it makes a special mention of the model and practical use business such as “wastewater treatment system of Shanghai airport”, “wastewater individual processor in Chiangsu province farm village region”, “wastewater treatment system of Tienchin City farm village region”, “sewage treatment facility in Yunnan Kunming city large-scale sightseeing facility” and “wastewater treatment facility in Yunnan expressway public corporation inter area” by applying the development of a water environmental clean-up technology. iii iv １．事業の目標 １）交流分野・研究課題 バイオシステム学 地域資源の利・活用による持続的発展のためのバイオシステムの確立と評価 ２）研究目的と背景 持続的発展と環境保全的調和の観点で人類生存に不可欠な食料生産システムの秩序ある 構築のため、我が国及び中国の先端技術と地域に実在する技術との融合、学術研究を中国 を対象として実施する。 中国の 21 世紀計画管理委員会によると、21 世紀の前半に 12 億人から 15 億人に人口増 加することから食料生産が追いつかなくなる可能性が大きく、まさに持続的発展のために、 秩序ある食料生産システムの構築が要求されている。他方、急激な経済活動のために自然 環境がいたるところで破壊され、環境保全または修復を必要としている。中国にはその歴 史の中に開発された地域固有の技術や資源が温存されている。食料の量的質的確保のため に学術上の先進的知見の適用を図る技術移転の方法論だけでは食料生産システムの秩序化 は困難であり、多様な学問を束ね、融合させた学際性のある学術の適用が重要であり、そ の上で地域技術や資源の効率的な利・活用を図る方策の確立が緊急の課題といえる。 食料生産システムの構築は単なる生産基盤の充実だけではなく、食品加工・流通・貯蔵 などポストハーベスト技術、適正資源配分や生産システムを取り巻く水圏・地圏・気圏環 境の保全など広範囲の問題を含んでいる。さらに、ここでは、これらの技術体系と生命科 学やコンピュータ技術などの先端的技術・専門分野を束ねた新しいカテゴリーとする学際 的研究がなされなければならない。特に、地域に偏在する資源やこれを基礎にした技術は 食料生産技術の中に多様に備わっており、これらの地域的な技術を先端的学術研究の成果 と融合させ、新しく地域に根ざした学術として育成する必要がある。本拠点大学交流計画 は、歴史の中に多様な食文化を地域的に抱える中国の食料の生産性と流通の効率の向上を 図るために、農学と生物学の領域で築き上げられる専門的学術情報を地域固有技術と融合 させる学際的領域であるバイオシステム学に立脚して共同研究を実施し、成果を得ること を目的としたものである。 ３）事業の目標 食料生産システムにおける未利用資源の活用と環境保全に関する新技術開発を基盤とす る複合的、環境保全的生物生産最適システムの構築を図る。具体的目標は以下の通り： （1）持続的、資源保全的食料システムの開発 ①微生物・植物バイオテクノロジーによる新規な食品の開発と食料生産の向上 ②低エネルギー投入型食料生産システムの構築 ③未利用資源・地域資源の利活用による資源保全的食料生産システムの構築 ④地域経済発展のための先端的技術と地域固有技術の融合とその評価手法の開発 （2）エコリージョンシステムの開発 ①土壌劣化防止法、自然植生の回復促進技術の開発と応用 ②節水型かんがいシステムの開発と水資源の再利用システムの構築 1 ③微生物機能強化による水環境の修復手法の開発 ④地表水・地下水を含む水資源の量的・質的評価手法の開発 研究期間区分と目標を下表に示す。 ［研究の期間区分と目標］ 第一期 （4ヵ年:情報収集・基礎研究期 平成9～12年） 情報収集・基礎研究 ① ② ③ ④ 食料生産・加工・流通及び消費過程におけるシステムの生産性・エネルギー投入調査 地域資源及び未利用資源の所在、発生量に関する基礎調査 食料生産に関わる水資源及び土地利用に関する基礎調査と研究 上記基礎調査に基づく研究展開戦略の策定 第二期 （４ヵ年:研究展開期 平成13～16年） 持続的、資源保全的食料生産システムの開発 ① 食料生産向上のための微生物・植物細胞遺伝 子組換え資源の探索 ② 未利用資源の活用・処理技術の開発 ③ 地域経済発展のための先端的技術と地域固有 技術の融合ケーススタディ エコシステムの構築と保全 ① 農地における塩類集積と土壌劣化特性の把 握 ② 適正水処理・再利用技術の開発と灌漑シス テムへの適用 ③微生物機能強化による水環境修復の試行 第三期 （２ヵ年:研究応用並びに研究総括期 平成17～18年） 持続的、資源保全的食料生産システムの開発 ① バイオテクノロジー技術の新規食品開発への 応用 ② 未利用資源の活用による資源保全的食料生産 システムの構築と地域資源並びに食料資源の保 管管理技術の確立 エコリージョンシステムの構築と保全 ① 自然植生の回復促進技術の開発と応用 ② 地表水・地下水を含む水資源の量的・質的 評価手法の開発とその応用 ③ 生物農薬の利用、異種生物間競合を利用し た耕種生産システムの開発 総 括 食料生産システムにおける未利用資源の活用と環境保全に関する新技術開発を基盤とする複合 的、環境保全的生物生産最適システムの構築及びその適用、実施に関する戦略構築提言 2 ２．事業の実施状況 ２－１．事業の全体的な体制 日中双方のコーディネーター，拠点・協力大学の参加組織は以下の通り。 なお，日本側代表者は，筑波大学における大研究科組織体制への移行に伴い，学長から 生命環境科学研究科長に変更し，コーディネーターについては，当初よりの前川孝昭教授 の定年に伴い，平成 18 年度は山口智治教授に変更した。中国側コーディネーターについて は一貫して北京大学・唐孝炎教授が務めた。 拠点大学交流事業全般にわたる運営基本方針については，双方の拠点大学運営委員会に おいて，また大多数の研究者が参画するセミナー開催時にコーディネーター・協力大学責 任者連絡協議会を開催し，必要事項の検討・論議を行い策定してきた。 日本側拠点大学（筑波大学）には，日常的な事務遂行体制として、バイオシステム研究 科およびその後の生命環境科学研究科生命産業科学専攻内に拠点大学交流室を設け，教員 ３名，職員１名で作業を行い，全学的には生命環境科学等支援室研究支援担当の強力なバ ックアップを受けた。 日本側体制 1)拠点大学 研究代表者： 平成 9～15 年度 北原保雄 筑波大学・学長 平成 16 年度 田中秀夫 筑波大学大学院生命環境科学研究科・研究科長 平成 17～18 年度 井上 勲 同上 コーディネーター： 平成 9～17 年度 前川孝昭 筑波大学大学院生命環境科学研究科・教授 平成 18 年度 山口智治 筑波大学大学院生命環境科学研究科・教授 参加組織：バイオシステム研究科，生命環境科学研究科，農林工学系，農林学系，応用 生物科学系，生物科学系，電子・情報工学系，社会工学系，機能工学系 拠点大学交流計画運営委員会（筑波大学） 委員長 前川孝昭・山口智治 委 山口智治，久島繁，関文威，佐竹隆顕，張振亜，安部征雄，内海真生 員 拠点大学交流室（筑波大学） 室 員 山口智治，久島繁，張振亜，赤沢うた（職員） コーディネーター・協力大学責任者連絡協議会 前川孝昭（コーディネーター，筑波大学）， 佐々木長市（弘前大学） ，藤井克己（岩手大学） ，西村修（東北大学），中曽根英雄（茨 城大学），宮崎龍雄（千葉大学），川西啓文（日本大学），中野和弘（新潟大学），豊田 淨彦（神戸大学），竹山光一（島根大学） 2)協力大学 弘前大学 農学生命科学部，理工学部 岩手大学 農学部農林環境学科，農業生命科学科，寒冷バイオシステム研究センター 東北大学 工学研究科，環境科学研究科 新潟大学 自然科学研究科，農学部 3 茨城大学 農学部 千葉大学 自然科学研究科，理学部，園芸学部，海洋バイオシステム研究センター 日本大学 生物資源科学部 神戸大学 農学部 島根大学 生物資源科学部 中国側体制 1)拠点大学 コーディネーター： 唐孝炎 北京大学環境学院・教授 参加組織：環境科学センター，環境学院，電子工学院，生命科学院，地球物理学系， 科学研究部，国際合作部 拠点大学交流計画運営委員会（北京大学） 委員長 唐孝炎（環境学院） 委 温東輝（環境学院），李毅（生命科学学院）， 員 安成才（生命科学学院） コーディネーター・協力大学責任者連絡協議会 唐孝炎（コーディネーター，北京大学） 余剛（清華大学） ，李里特（中国農業大学），朱坦（南開大学），金洪鈞（南京大学） ，張 志南（中国海洋大学），陳立民（復旦大学），郭康権（西北農林科技大学），于海業（吉 林大学），孔海南（上海交通大学） 2)協力大学 清華大学 環境科学与工程系 中国農業大学 食品科学与栄養工程学院，水利与土木工程学院，資源与環境学院，農学 与生物技術学院，工学院，車両工程学院，経済管理学院 南開大学 生命科学学院，環境科学与工程学院 南京大学 環境学院 中国海洋大学 復旦大学 海洋生命学院，地球科学院 環境科学与工程系 西北農林科技大学 機械与電子工程学院，水利与建築工程学院，園芸学院，資源与環境 林学院，農学院，信息工程学院 吉林大学 生物与農業工程学院 上海交通大学 環境科学与工程学院 4 ２－２．共同研究の体制 １）研究期間区分と研究課題設定 持続的発展と環境保全的調和の観点で人類生存に不可欠な食料生産システムの秩序ある 構築のため，日本および中国の先端技術と地域に実在する技術との融合，学術研究を中国 を対象として実施した。 10 カ年の研究期間を３期に区分して段階的に総括・評価と集約化を図った。各研究期間 の共同研究課題（大課題，サブ課題）は下記の通りに設定した。 なお，第１期活動においては各課題（サブ課題）に日本川中国側双方の研究責任者を配 し，また第２・３期活動においては，日本側中国側双方の研究分野責任者および日本側連 絡責任者を配して共同研究の遂行をリードし，また拠点大学コーディネーターおよび拠点 大学交流室との連携を密にすることを図った。 第1期 平成 9～12 年度 以下の７課題（10 サブ課題）の下に遂行された。 ａ 機能化植物の作出による農業生産性の向上 ｂ 劣化土壌修復と持続的生産性の確保 b1：農林耕地・草地における劣化土壌修復 b2：持続的な省エネルギー施設作物生産システムの構築 ｃ 海洋沿岸域水産養殖システムにおける都市廃水再利用 ｄ 淮河流域の水質改善による農業生産システムへの水の再利用 ｅ 農産物の流通・加工技術の適正化 e1：農産物の乾燥・調製・貯蔵技術の適正化 e2：農産物流通・食品加工技術の適正化 ｆ 水源地修復及び水質改善生物技術の応用 f1：水源地修復と持続的利用 f2：水質改善生物技術の応用 ｇ 大気汚染の農林生産性に対する影響 第2期 平成 13～16 年度 第２期総合課題に即した共同研究課題として以下の５つの分野課題の下に共同研究を実 施した。 第１分野 環境修復と食料増産のためのバイオテクノロジー 第２分野 持続的・資源保全的な食料生産，加工，流通システムの開発 第３分野 乾燥地の生物生産システムにおける土壌環境の評価と改善 第４分野 水源地修復及び水質改善技術の応用 第５分野 農林業および生態系に及ぼす大気汚染の影響評価と改善 第3期 平成 17～18 年度 前期までの総括に立ち共同研究体制の集約化を図り，以下の３分野で最終期共同研究の 実施と総括を行った。 5 第１分野 バイオテクノロジー・農業生産およびポストハーベスト技術の開発 日本側分野責任者：山口智治（筑波大学） 参加大学：筑波大学，弘前大学，岩手大学，千葉大学，日本大学，新潟大学， 神戸大学，島根大学 中国側分野責任者：李 里特（中国農業大学） 参加大学：北京大学，南開大学，中国農業大学，吉林大学，西北農林科技大学， 中国海洋大学 第２分野 水源地修復及び水再利用・水質改善技術の応用 日本側分野責任者：前川孝昭，杉浦則夫（筑波大学） 参加大学：筑波大学，東北大学，茨城大学，千葉大学，日本大学 中国側分野責任者：唐 孝炎（北京大学） 参加大学：北京大学，清華大学，南開大学，復旦大学，南京大学，中国海洋大 学，上海交通大学， 第３分野 生物生産環境の評価と改善 日本側分野責任者：東 照雄（筑波大学） 参加大学：筑波大学，弘前大学，岩手大学，新潟大学，島根大学 中国側分野責任者：陳 立民（復旦大学） 参加大学：北京大学，復旦大学，中国農業大学，中国海洋大学，南開大学 ２）研究活動内容 研究期間毎に総括評価し課題を集約化した第３期活動に即した研究内容は以下の通り。 第１分野 バイオテクノロジー・農業生産およびポストハーベスト技術の開発 ①環境浄化能力を強化した植物の開発とその実用化に関する研究 ②悪環境耐性能力を強化した新規な植物の開発とその実用化に関する研究 ③海洋環境の浄化を目指した微細藻類の大量培養と増殖制御法の確立 ④中国における農業機械化システムの現状解析と方向性 ⑤省エネルギー日光温室の熱環境形成機構に関する研究 ⑥生物生産施設における環境制御とパッドアンドファン冷房システム ⑦温室内最適灌漑システムの開発研究 ⑧畜産施設の生産環境要因解析と悪臭対策 ⑨穀物乾燥・調製・貯蔵施設に関する研究 ⑩農産物・食品の加工貯蔵・流通システムに関する研究 ⑪未利用資源の利活用システムに関する研究 ⑫食料経済システム分析 第２分野 水源地修復及び水再利用・水質改善技術の応用 ①淮河流域の水質改善による農業生産システムへの水の利用 ②富栄養化湖沼の水環境解析・モニタリング ③富栄養化湖沼における物理的水環境改善システムの効果 ④富栄養化湖沼における生物技術水処理システムの開発と実証 ⑤極寒冷地域の効率的生活雑排水処理としてのトレンチ工法開発 6 ⑥海洋沿岸域における水質解析と改善 第３分野 生物生産環境の評価と改善 ①乾燥地における塩類集積の実態調査と塩類除去法 ②乾燥地土壌（黄土）の間隙測定に基づく物理性解析 ③未利用有機資源による土質改善，有用無機質資源ゼオライトによる流域塩害軽減効果 ④高付加価値農産物生産活動と農業用水資源・水利施設 ⑤大都市周辺の土壌・植生調査による大気汚染要因の解析 ３）研究者交流および共同研究に携わった人員構成 （「平成 18 年度実施報告」による） 交流人員構成 拠点大学（筑波大学） 日本側 協力大学（９大学） 教授 助教授 講師･助手 大学院生 教授 助教授 講師･助手 大学院生 11 7 2 17 32 13 5 6 ※ 拠点大学（北京大学） 中国側 協力大学（９大学） 教授 助教授 講師･助手 大学院生 教授 助教授 講師･助手 大学院生 23 24 9 0 98 44 16 0 ベトナム国の協力研究者 2 名を含む ※ また，10 カ年間における，研究者派遣および受入れ数は下表の通りである。 研究者派遣・受入数の推移 年度 人 派遣者数 派遣者中の 人・日 大学院生数 受入者数 人 人・日 平成 9 13 97 11 143 平成 10 34 286 43 564 平成 11 33 350 51 508 平成 12 41 400 61 540 平成 13 36 318 47 370 平成 14 32 295 2 59 472 平成 15 23 233 4 39 320 平成 16 49 433 11 53 423 平成 17 54 413 14 48 384 平成 18 42 347 16 48 384 357 3,172 47 460 4,108 合計 なお，ベトナム国研究者を平成 17 年度に中国へ派遣，平成 18 年度に日本へ招へいした。 平成 17 年度 中国へ派遣 2 人/8 人日， 7 平成 18 年度 日本へ招聘 2 人/12 人日 ２－３. セミナーの実施状況 年月 平成 10 年 開催場所 中国、上海 主催大学 復旦大学 7 月 19 日 ～ セミナー課題 実施概要 ２１世紀における中国の 21 世紀に向けて 食料生産体制に関連する の 中国 の食料 生 産 環境問題 体 制， 水資源 の 枯 7 月 23 日 渇，土壌劣化，ポス ト ハー ベスト 損 失 な ど食 料生産 シ ス テ ムの 現状と 近 未 来 の食 料生産 体 制 及 び環 境問題 に 関 し て研 究発表 と 討 議 を通 じて前 進 的 解決策を探った。 平成 10 年 日本、下田 筑波大学 10 月 31 日 人口増加に対応した資源 現時点での農業・食 保全型農業生産システム 料 生産 システ ム の ～ 評価を行い，近未来 11 月 2 日 において低投入・資 源 保全 型とな り 得 る 農業 生産シ ス テ ム の構 築する こ と を 目的 として 発 表 と討論を実施した。 平成 11 年 日本、神戸 神戸大学 6 月 28 日 ～ 日本と中国における環境 環 境を 保全し つ つ 保全・食料生産の先端的研 適 切な 食料生 産 を 究 行 う持 続的シ ス テ 7月 1日 ム をキ ーワー ド と して，理工学，農学， 経 済学 など諸 分 野 に おけ る先端 的 研 究 方法 論と成 果 を 提示し，総括的論議 により，新たな環境 保 全型 食料生 産 シ ス テム 構築の 可 能 性を検討した。 平成 11 年 9 月 26 日 中国、西安 西北農林科 食料生産に関わる水、土地 持 続的 な食料 生 産 技大学 及び遺伝資源の管理 の 媒介 パラメ ー タ ～ としての水資源，土 8 9 月 29 日 地 資源 ならび に 遺 伝 資源 の現存 量 の 適切な評価，相互依 存性，資源管理およ び 利活 用法な ど に ついて検討した。 平成 12 年 中国、青島 7 月 15 日 青島海洋大 食料生産・環境および資源 食 料生 産なら び に 学 保全における適正技術の 環境・資源保全に関 開発 わ る研 究成果 の 提 ～ 7 月 17 日 示 と総 合論議 を 通 じて，適正技術の評 価，相互依存性，発 展的展望を行った。 平成 12 年 日本、つくば 筑波大学 11 月 21 日 ～ 21 世紀の日本と中国にお 第 １期 におけ る 情 ける環境保全･食料生産シ 報収集・基礎研究の ステムの総括的展望 総括を行い，これに 11 月 22 日 基づく第２期の「持 続的，保全的食料生 産 シス テムの 開 発 及 びエ コシス テ ム の 構築 と保全 に 関 わる研究」の展開戦 略を策定した。 平成 16 年 中国、北京 7 月 17 日 中国農業大 食品及び環境安全のため 日 中の 食料生 産 に 学 の先端的バイオシステム お ける 未利用 資 源 学 の活用、環境保全に ～ 7 月 18 日 関 する 新技術 開 発 を 基盤 とする 循 環 型 社会 形成を 目 指 し た複 合的環 境 保 全・最適生物生産シ ス テム の構築 を 目 指 し研 究発表 と 討 論を行った。 平成 16 年 8月3日 ～ 日本、つくば 筑波大学 持続的・環境保全的食料生 産システムの維持とエコ システム科学技術の役割 8月4日 9 第 2 期の研究活動 の総括評価を行い， 第 3 期の共同研究 体制を，1) バイオ テクノロジー・農 業生産およびポス トハーベスト技術 の開発，2)水源地 修復及び水再利 用・水質改善技術 の応用，3)生物生 産環境の評価と改 善の 3 分野に集約 構築した。 平成 17 年 JSPS 拠点大学交流事業に 過去 8 年間の共同 6 月 17 日 おいて「日中の共同研究テ 研 究の 総括お よ び ～ ーマはこれからどのよう 今 後の 研究の 展 望 6 月 18 日 なものが期待されるのか を まと めた。 併 せ ‐過去の経験からこれか て，アジアでの経済 らの研究の発展は?」 発 展が 著しい ベ ト 中国、上海 復旦大学 ナ ムの 食料生 産 と 環 境保 全の両 立 研 究 に関 して講 演 を 受け，技術移転の可 能性を探った。 平成 18 年 JSPS 拠点大学交流事業に 10 年間の共同研究 8月6日 おける「地域資源の利活用 の総括を行った。具 ～ による持続的発展のため 体的には，1)食料生 8月7日 のバイオシステムの確立 産・流通に関わる技 ‐10 年間活動評価とその 術 開発 の経過 と 問 発展方向への展望‐」 題点および展望，2) 日本、新潟 新潟大学 中 国及 び日本 の 水 環境汚染・修復に対 処 する 生態工 学 を 基 調と した水 質 浄 化 技術 システ ム の 技 術開 発経過 と 将 来展望，3)生物生産 環境，とくに乾燥地 に おけ る土壌 ， 水 文，水質，有用・未 利 用資 源の現 況 に 適 した 持続的 生 物 生 産環 境の評 価 と 将 来展 望につ い て の 発表 と討議 を 行 った。 10 ２－４．研究者交流など，その他の交流状況 本拠点大学交流事業では，これまでの拠点大学交流の主目的である「人的交流」を軸と した活動は平成 9 および 10 年度において体勢を確立でき，平成 11 年度以降においては「共 同研究」を柱とした交流に主目的を置くことで計画を進めてきた。当初の人的交流，その 後の実質的共同研究を遂行する中で，日本側 10 大学，中国側 10 大学の研究者・大学院生 を含む研究者相互の交流は極めて旺盛に確実に進展してきた。 「食料生産システム分野」では，中国側の中国農業大学，西北農林科技大学，吉林大学 から毎年 10～20 名程度の研究者を招へいした。日本側からは，筑波大学，弘前大学，岩手 大学，新潟大学，日本大学，神戸大学などの研究者・大学院生を派遣し，交流を実施した。 本拠点大学交流事業以外の科学研究費による中国現地実験を北京市，長春市，瀋陽市など において実施したが，相手国側協力大学の強い支援を受けることが出来，拠点大学交流事 業の波及効果が発揮された。 「水分野」では中国側の北京大学，清華大学，南開大学，復旦大学，南京大学，上海交 通大学などから毎年 25～35 名程度の研究者を日本に招へいした。招へい者のおよそ 80％は 助教授等若手研究者で構成された。また筑波大学，茨城大学など日本側が中国に派遣した 研究者は毎年 10 名前後で中国側の研究者と水分野研究で有効なネットワークを形成した。 現在，中国側の北京大学などの若手研究者が参加した国家重点プロジェクトに拠点大学交 流事業で得られた成果を取り込み日本側研究者も国際共同研究者として参加することがで きた。日本側ではこれまでに形成されたネットワークを利活用して中国での水環境浄化， 環境ビジネスなどの事前調査を円滑に行うことができた。 「生物生産環境評価分野」では，毎年（SARS が蔓延した平成 15 年度を除く），約 1 週間 に及ぶ研究者交流を中国と日本で行った。研究交流は，ミニセミナー（筑波大学で開催） や本研究課題に関係した研究機関・大気汚染監視施設の視察などを中心に，今後の研究・ 環境行政のあり方について論議し，充実した研究交流を行った。毎年，来日した中国側研 究者約 10 名ほどを対象に，日本の研究課題に関する現状把握をしてもらうため，関東を中 心として，充実した視察・研修を行い大きな成果を上げた。なお，中国においても同様な 企画があり，日本側研究者の中国の現状把握に努めることができた。 本拠点大学交流計画を契機として，日本側拠点大学の筑波大学は相手国側協力大学との 国際交流協定を締結（次項 2-5 に記載）し，これに基づき日本学生支援機構(JASSO)の奨学 金を受けて，相手国側の中国農業大学，中国海洋大学，吉林大学などから短期留学生を計 9 名迎え入れ学生の交流を促進することができた。 11 ２－５．事業に対する相手国拠点大学，対応機関との協力の状況 本拠点大学交流計画の前段階において，当時の筑波大学教授・前川孝昭が中国側コーデ ィネーターとなる北京大学環境学院・唐孝炎教授と密に折衝を行ない，事業実施後におい ては両コーディネーターは毎年の相互訪問，日常的な電子メール交換により意思の疎通を 極めて良好にしてきた。また，前川コーディネーター，その後の山口智治コーディネータ ーともに，相手国側の全協力大学を訪問し，各大学代表者および協力研究者との意思疎通 を強力に図ってきた。 計画実施の初年度および２年目までは，主に相手国側のバックアップ体制の不備，中国 国内の連絡網の不整備などから，双方の拠点大学運営体制間では若干の連絡齟齬が生じた が，コーディネーター間の強力なつながりと指示により，３年目以降は双方の拠点大学運 営体制（筑波大学では拠点大学交流室，北京大学では環境学院長秘書室）間の連絡も円滑 に取れるようになり，共同研究やセミナー実施に当たっての研究者派遣・受入作業なども 良好に遂行できるようになった。 本拠点大学交流計画の実施を端緒として，事業参加の各大学はそれぞれ相手国側の大学 と国際交流協定を締結し，人的交流・共同研究を一層推進してきた。 日本側拠点大学の筑波大学は，本事業を通じて，北京大学環境学院，中国海洋大学海洋 生命学院，中国農業大学研究生院，西北農林科技大学研究生院，吉林大学生物与農業工程 学院，上海交通大学環境科学与工程学院などと国際協力協定を締結し，大学間交流を継続 して行ってきている。 また，岩手大学は中国農業大学，西北農林科技大学と国際交流協定を提携し，新潟大学， 神戸大学，島根大学は中国農業大学，西北農林科技大学，吉林大学との大学間交流を継続 している。 これら国際交流協定の締結に当たって，本拠点大学計画が及ぼした影響は多大であり， とくに相手国側からは，毎年の研究者受入と派遣が確保される非常に良好な事業であると の評価を得ている。 12 ３．事業を通じての成果 ３－１．交流による学術的な影響 １分野 バイオテクノロジー・農業生産およびポストハーベスト技術の開発 a.日本と中国では，歴史・文化・政治に基づく社会基盤が異なるが故に，食・農産業に関す る研究・教育・技術的視点・発想やレベルが異なる点が多々存在することを相互に認識す ることができ，今後の共同研究の進捗に寄与するところが大であった。 b.農産物・食品の製造加工プロセスに関する研究において，腐乳をはじめとする中国固有の 伝統食品は日本国内には存在しないため，その製造技術の科学的な合理性を明らかにする 点で，新たな発酵技術の開発に繋がる学術的潜在的価値を持つと考えられた。 c.中国の資源利用や環境汚染に関する研究課題の取り組みは，交流以前に比べて確実に増加 するとともに，それらの問題解決に対するアカデミックな姿勢が確立され，今後より一層 の日中共同研究の立ち上げが期待される。 d.本分野の研究者は中国各地の広い範囲を訪問したが，相手国側研究者とたとえば農業の機 械化の現状について現地聞き取り共同調査等から把握し，あるいは生産現場を直接調査で きたことで農業生産や食品加工・流通の実態，在来的特徴性，長所や短所が事実として認 識され，問題の所在を体感でき，研究展開の大きな力となった。 e.中国側研究者にとって，日本側協力大学，試験研究機関，民間研究所，生産現場などの視 察を通じて，科学技術水準の実情を体感でき，また先進的研究手法，緻密な研究遂行計画 性を十分に見聞きできたことは非常に有意義であったと言われている。本計画開始時には， 研究に対する考え方，行動基準にかなりのギャップを正直に感じさせられたが，実質的な 共同研究の進展に伴い多くの分野での齟齬は解消されて行き，相互に影響を及ぼしあえる 関係を構築できたと考えられる。 f.日本ではすでに学術的課題ではなくなった研究テーマについて，相手研究機関が取り組ん でいる場合は，新規性が感じられない部分もあったが，応用科学の面からは研究対象の範 囲が拡張されたとも考えられた。 g.共著で国際誌に多数の論文を掲載することが出来た。英語環境において中国側は高い水準 にあると認識された。特に若手研究者，大学院生が英語でコミュニケートする能力が高い ことを感じ，日本側若手に大きな刺激を与えた。 ２分野 水源地修復及び水再利用・水質改善技術の応用 交流事業開始時点から比べると中国の水分野領域で最も強い清華大学，南京大学，復 旦大学などと綿密な学術情報の交換，高レベルの学術交流によって中日双方の研究者間 の学術のレベルアップが明確になった。中日間のネットワークばかりでなく今後，環太 平洋をはじめ世界各国へその影響力が拡大することが期待できる。すでに分散地域及び 高速道路に応用された水環境浄化モデル事業などによって，日本側の環境技術の影響力 が強められた。 ３分野 生物生産環境の評価と改善 本交流により，本分野に関連した多くの学術論文が Biosystem Studies 誌を中心に公表 され，各大学などの大学院生の研究課題としても取り上げられた。また，中国の土壌・大 気汚染の実態と今後の取り組みに関して，学術的な展望を持つ絶好の機会となった。また， 大学院生の教育において，関連した中国に関する情報提供に大きな学術的影響があった。 13 ３－２．共同研究を通じて発表された研究業績 １）共同研究の成果 １分野 バイオテクノロジー・農業生産およびポストハーベスト技術の開発 ①環境浄化能力を強化した植物の開発とその実用化に関する研究 カドミウムを高度に吸収蓄積するアブラナ科カラシナ，シダ科ビノネゴザから遺伝子 (cDNA)を抽出しカドミウム感受性酵母に導入した。これらを汚染地域で実際に栽培し具体 的な汚染浄化能力を評価した。 ②悪環境耐性能力を強化した新規な植物の開発とその実用化に関する研究 体細胞突然変異法を利用し，耐塩性を強化したソバ，クコ，イネなどの繁殖研究を進め た。 ③海洋環境の浄化を目指した微細藻類の大量培養と増殖制御法の確立 高バイオマス生産の達成にかかわる培養効率増大のため数種の微細藻類の最適培養条件 を検討し，海産性微細藻類としてのハブト藻を用いその増殖制御要因を明らかにした。 ④中国における農業機械化システムの現状解析と方向性 中国西北地域及び東北地域における農業機械の普及状況と研究動向調査から，地域固有 の問題点を摘出し，小型農業機械（小麦コンバイン）の普及は飽和状態にあり，機械自体 より，生産物の搬送により大きい問題が存することを指摘した。高度技術の導入として作 業機の自動装着，自律走行に関する共同研究を実施し，成果の一部は国費留学生の博士学 位論文として取りまとめられた。 ⑤省エネルギー日光温室の熱環境形成機構に関する研究 中国固有の省エネルギー型作物栽培施設である日光温室について，その熱環境形成機構 の解析を行い，シミュレーションモデルを構築して温室の保温材や壁体構造による室内環 境温度の予測を可能とし，温室構造の基本設計諸元を提示した。 ⑥生物生産施設における環境制御とパッドアンドファン冷房システム 暑熱季における大型温室の冷房方法として，省エネルギー低コストのパッドアンドファ ン冷房システムに関して，北京，上海，渥美における現場環境計測実験およびＣＦＤによ る温室内空気分布解析を行い，中国および我が国高温多湿地域における本システムの有効 性を明らかにし，設計基本データを提示した。また，成果の一部は，国費留学生の博士論 文として取りまとめられた。 ⑦温室内最適灌漑システムの開発研究 砂地メロン栽培施設におけるファジー制御インテリジェント節水灌漑システムを開発し， 篤農家レベルの栽培方式との対照実証試験から，開発した制御方式は節水を図りつつ高糖 度メロンの栽培を可能とした。さらに，本節水灌漑方式を中国新彊ウィグル自治区での農 業フィールドにおいて導入を図った。 ⑧畜産施設の生産環境要因解析と悪臭対策 畜産施設の環境設計データとして不可欠の家畜発生顕熱および潜熱量について中国各地の 気象データを援用し，乳牛，豚および鶏について解析，提示した。また畜舎における悪臭 対策として未利用炭化物による脱臭法を開発した。 ⑨穀物乾燥・調製・貯蔵施設に関する研究 省エネルギー・低コスト・高品質の穀物乾燥システムに関する研究を展開し，高静電圧 14 籾乾燥，小麦の間断乾燥特性解析を行い，実用機械システムの開発の端緒とした。研究成 果の一部は，国費留学生の博士論文として取りまとめられた。 ⑩農産物・食品の加工貯蔵・流通システムに関する研究 生鮮野菜の流通過程における予測微生物学的温湿度履歴の解析，食品製造時の微生物汚染 の検出とその防止方法に関する研究，砂糖製造過程における脱色および精製法の開発，食 肉品質の非破壊品質評価法に関する研究を展開した。また，画像処理による新彊ウィグル 自治区産の緑色干しぶどうの等級選別について国内メーカーとともにモデル試作機を開発 し品質評価法の検討を行ない 85％以上の選別性能を得た。さらに中国在来の米麺にについ て物理的特性評価，成分・加工条件などの関係を明示した。中国における収穫後の農産物 の選別・洗浄・流通・輸送・包装などポストハーベスト技術の解析を行い問題点の抽出を 行った。 ⑪未利用資源の利活用システムに関する研究 有機資源を有効活用する再資源化システムとして，三相式の回転ドラム型発酵システムを 構築し，操作条件やシステム構成がメタン発酵特性に与える影響を明らかにした。また， 食品排水の資源再利用や水環境浄化に関し有益な知見を得た。 ⑫食料経済システム分析 WTO 加盟など貿易自由化に伴う食料生産・流通システム変容の日中比較を中心に分析を 行った。 ２分野 水源地修復及び水再利用・水質改善技術の応用 ① 淮河流域の水質改善による農業生産システムへの水の利用 工業排水・生活雑排水・畜産排水の無秩序放出により汚染状況の著しい淮河流域で現地 研究機関と共同して調査を行い，現状分析と水質改善の方向を検討した。 ②富栄養化湖沼の水環境解析・モニタリング 陸水域における点源・面源汚染負荷モニタリング研究として，雲南省滇(Dian)池および霞 ヶ浦において赤外分光分析法による水質汚染モニタリング手法を比較検討し，その有効性 確認した。またＣＦＤ法により滇(Dian)池における富栄養化主要因子の分布特性を明らかに した。 ③富栄養化湖沼における物理的水環境改善システムの効果 昆明市公園内のトイレ廃水処理手法の提案・計画・施工について具体化した。土壌トレ ンチ法を運転してデータを採取し，Ｎ，Ｐ，ＣＯＤ全ての項目において 85％以上の除去率 を確保でき，循環型廃水処理システムとしての有効性を実証した。また，上海市紅橋空港 の排水処理技術として物理化学的処理と土壌トレンチ法を組み合わせたシステムを設置・ 処理状況を調査し，有機物，窒素，リン除去に極めて有効であることを示した。 ④富栄養化湖沼における生物技術水処理システムの開発と実証 陸水域における点源・面源汚染負荷削減研究として，滇(Dian)池において生物技術処理法 を開発導入し，Ｎ，ＣＯＤ，除去率 60％以上，Ｐ40 削減を達成し，本手法の有効性を明ら かにした。 ⑤寒冷地域の効率的生活雑排水処理としてのトレンチ工法開発 吉林省長春市における生活雑排水処理としての土壌トレンチ法の導入を図った。 ⑥海洋沿岸域における水質解析と改善 15 環境ホルモンによる魚類への影響評価法を検討し，海洋資源に影響する化学物質の効果 的モニタリング・評価法の開発を図った。 ３分野 生物生産環境の評価と改善 ① 乾燥地における農業生産基盤および塩類集積の実態調査と塩類除去法 特徴的な乾燥地農業形態を持つ西北区について土地，水，インフラストラクチャー，技 術及び生物生産システムの評価と改善策の検討を行い，生物生産と生産基盤の関係を明 確化し，対策を実施した場合の効果予測と将来展望を行った。乾燥地で極めて厳しい課 題である土壌塩類集積に関する実態調査を踏まえ，とくに蒸発力を利用した脱塩法・排 水法の開発を行った。成果の一部は学位論文として取りまとめられた。 ②乾燥地土壌（黄土）の間隙測定に基づく物理性解析 西安市藍田県において風成土が下層土となった場合の農地排水性に関与する間隙特性を Ｘ線画像解析により明らかにした。 ③未利用有機資源による土質改善，有用無機質資源ゼオライトによる流域塩害軽減効果 西北地域の農地塩害軽減策としてゼオライト投与による効果を検討した。 ④高付加価値農産物生産活動と農業用水資源・水利施設 吉林省長白山地域での高付加価値農産物である高麗人参の生産状況と水利環境の整備状 況について調査解析を行った。 ⑤大都市周辺の土壌・植生調査による大気汚染要因の解析 北京市・上海市・武漢市郊外の典型的な森林生態系で、土壌・植生調査・土壌試料の採 取（重金属測定）ならびにチャンバー法による現場での二酸化炭素・メタンフラックスの 測定を行ない，成果を公表した。大気汚染物質のモニタリングシステム開発として、メタ ン・PM10・その他の主要な有機化合物について長距離赤外分光分析を用いた装置を復旦大 学が中心となって開発し，多方面の研究に共用することが出来た。 ２）受賞学会賞 1)杉浦則夫，院多本華夫，前川孝昭（筑波大学）：1999 年度日本水処理生物学会論文賞 「Causative of offensive odor from eutrophicated lakes and its evaluation method」 2)張振亜，前川孝昭（筑波大学）：2003 年度日本食品工業学会ポスターセッション賞 「ヘチマ担体固定床を用いた高効率メタン発酵によりビタミン B12 の生産」 3)安部征雄（筑波大学） ：2003 年度日本沙漠学会賞 「乾燥地における土壌塩類集積対策に関する研究」 4)杉浦則夫，内海真生，前川孝昭（筑波大学） ：2003 年度生態工学会論文賞 「Spatial and temporal changes of microcystins concentration in eutrophicated lakes in Japan」 5)中野和弘，（新潟大学）：2004 年度農業情報学会学術奨励賞 「ハウスおよび水田の灌水における情報の高度利用に関する研究」 6)山口智治，畔柳武司（筑波大学） ，陳青雲（中国農業大学）：2004 年度農業施設学会論文 賞「Studies on ther4mal environment of the sunlight greenhouse」 7)趙淑梅，山口智治，星典宏（筑波大学） ：2004 年度農業施設学会大会ポスター発表最優秀 賞「ＣＦＤによる生物生産施設内空気分布の解析」 16 ３）論文リスト 日本側 1997 年 1. 任順栄, 院多本華夫, 張振亜, 前川孝昭 (1997) : 花粉管生物判定法によるコンポスト 腐熟度および品質評価に関する研究（Ⅰ）－花粉管培養における標準培地の組成およ び培養条件－, 農業施設, 28(3),21-26 2. 任順栄, 院多本華夫, 張振亜, 前川孝昭 (1997) : 花粉管生物判定法によるコンポスト 腐熟度および品質評価に関する研究（Ⅱ）－花粉管の成長に及ぼすコンポスト水抽出 液添加の影響－, 農業施設, 28(3),27-31 3. 前川孝昭, 張燕生, 張振亜 (1997) : 酢酸を基質とするメタン発酵への微量金属塩濃度 の影響. 農業施設, 28(2) 1998 年 1. LI, J. (1998) : Problems and Measuers of Sustainable Utilization of Water and Land Resources in Agriculture on the Loess Plateau in the People’s Republic of China, 2. Biosystem Studies, 1, 105-112 Higashi, Y., Ytow, N., Saida, H. and Seki, H. (1998) : In situ gradostat for the study of natural phytoplankton community with an experimental nutrient gradient, Environ. Pollut, 99, 395-404 3. Saida, H., Ytow, N. and Seki, H. (1998) : Photometric application of the Gram stain method to characterize natural bacterial population in aquatic environments, Appl. Environ. Microbiol, 64,742 ｰ 747 4. Utsumi, M., Nojiri, Y., Ytow, N. and Seki, H. (1998) : Dynamics of attached bacteria at the water-sediment interface in a mesotrophic swampy bog of Japan, J. Oceanogr, 54, 179-184 5. Inamori, Y., Sugiura, N., Iwami, N., Mutsumura, M., Watanabe, M. (1998) : Degradation of Toxic Cyanobacteria, Microcystis viridis Using Predaceous Function of Microanimals Combined with Bacteria, 6. Phycol. Res., 46, 37-44 Sugiura, N., Iwami, N., Inamori, Y., Nishimura, O., Sudo, R. (1998) : Significance of Attached Cyanobacteria Relevant to the Occurrence of Musty Odor in Lake Kasumigaura, 7. Wat. Res., 32(12), 3549-3554 Supot ROMCHATNGOEN, Yongsak KACHONPADUNGKITTI and Shigeru HISAJIMA (1998) : Micropropagation of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench.) plant in vitro, 8. J. JPN.Hightech Agric., 10, 231-23 T. Yamada, K. Hosaka, K. Nakagawa, N. Kaide, S. Misso and O. Kamijima (1998) : Nuclear genome constitution and other characteritics of soatic hybrids between dihaploid Solanum acaule and tetraploid S.tuberosum, Euphytica, 102, 239-246 9. T.Yamada, K. Hosaka, N. Kaide, K. Nakagawa, S. Misso and O.Kamijima (1998) : Cytological and molecular characterization of BC1 progeny from two somatic hybrids between dihaploid Solanum acaule and tetraploid S.tuerosum, Genome, 17 41, 743-750 10. Li lite (1998) : Studies on the Keeping Fresh of Fruits by Making Use of Native Cold Resource, Proceedings of ’98 International Food Machinery Exhibition Academic Plaza, 115-118 1999 年 1. W. Jiang, Y. Kitamura, J. Jia and K. Takeyama. (1999) : Development of the dry methane fermentation system for live stock manure - Experimental study on rotational drum fermentation -. Presented at Innovation of Agricultural Engineering Technologies for the 21st Century, Beijing, December 14-17, 51-55 2. ABE, Y. (1999) : Treatments of Salt and Excess Water in Soils by Evaporative Force in Arid Environments, Biosystem Studies, 1, 1-10 3. Higashi, Y. and Seki, H. (1999) : Application of an in situ gradostat for a natural phytoplankton community in a eutrophic environment, Environ. Pollut., 105, 101-109 4. Sugiura, N., Intabon, K., Maekawa, T. (1999) : Cause of Offensive Odor from Eutrophicated Lakes and Its Evaluation Method, Jpn. J. Wat. Treat. 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Yu (2004) : Friction and Wall of the Shell of Mollusc Lamprotula fiobrosa Heude in Drying Sliding under Low Load at Low Velocity, Biosystem Studies, 7(2), 136-144 5. Yang, Y., Chen, X., Yamaguchi, T. (2005) : The Dynamic Change of Environmental Efficiency of Variable-rate Fertilizer Based on Malmquist Index, Biosystem Studies, 8(2), 154-162 6. Tong, J., Chen, D., Yamaguchi, T., Zhang S., Ren, L. (2005) : Geometrical Features of Claws of House Mouse Mus musculus and Biomimetic Design method of Subsoiler Structures, Biosystem studies,8(1),53-63 7. Tong, J., Chen, D., Yamaguchi, T., Zhang S., Ren, L. (2006) : Geometrical Features of Claws of House Mouse Mus musculus and Biomimetic Design method 44 of Subsoiler Structures, Biosystem studies, 9(1),135-147 8. Tong, J., Zhang, F., Zhou, J., Ma, Y., Liu, C., Yamaguchi, T. (2006) : Microstructure Features of the Elytra of Beetle Protaetia orentalls and Biomimetic Design of Composites, Biosystem Studies, 9(1),83-90 9. Yang, Y., Liu, P., Li, N., Yamaguchi, T (2006) : Non-uniform Comprehensive Evaluation of Aricultiural Mechanization Development in Northeast of China, Biosystem Studies, 9(1),29-36 10. Shang, X., Yang, Y., Tong, J., T.Yamaguchi (2006) : Analysis of the Leading Status of the Agricuitural Products Processing Industries (APPI) in China, Biosystem Studies, 9(1),9-17 45 ３－３. セミナーの実施状況 年月 開催場所 セミナー課題 平成 10 年 中国、上海 ２１世紀における中国の食 日中合計 55 名の研究者の参 7 月 19 日 復旦大学 料生産体制に関連する環境 加を得て，水環境問題，遺伝子 問題 資源，廃棄物の有効利用および ～ 7 月 23 日 実施概要 その他の 14 件の研究発表があ り，それぞれは今後更に発展さ れる分野であると評価された。 環境問題の食料問題に及ぼす 研究が重要であり，かつ未発達 の分野として残され，今後展開 が必要な分野と指摘された。 平成 10 年 日本、下田 人口増加に対応した資源保 日中合計 63 名の参加者の下に 10 月 31 日 筑波大学 全型農業生産システム 実施され，水質・水処理，海洋 ～ 生産，植物遺伝資源，水および 11 月 2 日 土地資源，環境修復および食品 流通加工に関する 16 件の研究 報告があり，その内容は，本プ ロジェクトの総合テーマに焦 点が当てられ，現在進行中の質 の高い研究と評価され，討議も 活発で充実したものであった。 平成 11 年 日本、神戸 日本と中国における環境保 日中合計 62 名の参加を得て， 6 月 28 日 神戸大学 全・食料生産の先端的研究 1)水資源利用，水リサイクルお ～ よび環境計画，2)遺伝資源，育 7月 1日 種および分子生物学，3)農産物 加工・利用，4)環境化学物質， 5)生態システムに関する 17 件 の研究発表があり，総合討論で は，環境保全と食料生産のバラ ンスを探り，持続的システムの 構築過程において要素技術と してのバイオテクノロジー，ラ イフサイエンス，環境科学，食 品工学と，これらをインテグレ ートした先端的研究方法論と してのバイオシステム学の確 立とその実社会への適用につ いての検証・論議がなされた。 46 平成 11 年 中国、西安 食料生産に関わる水、土地及 日中合計 73 名の参加者の下 9 月 26 日 西北農林科 び遺伝資源の管理 に，1)微生物学・バイオテクノ ～ 技大学 ロジー分野からの食料資源開 9 月 29 日 発および水資源汚染対策，2) 水・土壌および植物資源保全と 有効利用への生物学・農学的ア プローチ，3)食料生産システム と環境保全・エネルギー資源の 相互性に係わる環境科学・経済 学的研究，4)食料資源のポスト ハーベストテクノロジー，未利 用資源開発などに関する 1７件 の研究報告があった。これら は，食料生産ならびに環境保全 に関わる大気，水，土壌および 遺伝資源の現状評価，開発，管 理，利活用法についての基本的 な問題提起と捉えられ，持続的 な発展のための生産基盤であ る各種資源の適正利活用・管理 法と，食料生産，環境保全のた めの要素技術を統合した新た な生産システム構築への端緒 となるものであった。 平成 12 年 中国、青島 食料生産・環境および資源保 日中合計 75 名の研究者の参加 7 月 15 日 青島海洋大 全における適正技術の開発 の下，主として本プロジェクト ～ 学 の第１期｢情報収集・基礎研究 7 月 17 日 期（平成 9～12 年）｣の共同研 究の予備的総括，および第２部 においては，植物遺伝資源の利 活用，食資源への未利用資源の 活用，土壌・水・大気圏環境保 全対策などに関する個別研究 成果が発表された。各分野にお いて当初の研究目的はほぼ達 成されており，数分野において は現時点においても多数の研 究成果が学会誌に掲載されて おり，あるいは学会で口頭発表 がなされていると報告された。 47 平成 12 年 日本、つく 21 世紀の日本と中国におけ 日中合計 91 名の参加者の下に 11 月 21 日 ば筑波大学 る環境保全･食料生産システ 実施された。本セミナーは，主 ムの総括的展望 として本拠点大学学術交流計 ～ 11 月 22 日 画における第１期研究活動の 総括論議と評価を踏まえて，研 究体制の再編整備について討 議され，第１期の共同研究の７ 大課題は，第２期においては発 展的に以下の５研究分野に統 合して実施することとし，各グ ループ別にその実施体制・方法 を策定した。 平成 16 年 中国、北京 食品及び環境安全のための 7 月 17 日 中国農業大 先端的バイオシステム学 ～ 学 日中の研究者 52 名の参加の 下，研究第 2 期過去４年間の研 究実績について，研究成果の報 7 月 18 日 告，内容の検討，日中共同研究の 実効性についての総合討議を行 い，研究分野毎の評価を行った。 引き続き次回筑波大学でのセミ ナーにおいて第２期総括と第３ 期活動方針の策定を行うことと した。 平成 16 年 第 2 期の研究活動の総括評価 を行った。２，４，５分野の共同 研究には十分な進展が見られた が，１，３分野では人的交流が少 なく，共同研究体制も不十分であ ると反省された。これから，第 3 期の共同研究体制を，1) バイオ テクノロジー・農業生産および ポストハーベスト技術の開発， 2)水源地修復及び水再利用・水 質改善技術の応用，3)生物生産 環境の評価と改善の 3 分野に集 約した。 日本、つく 持続的・環境保全的食料生産 ば システムの維持とエコシス 筑波大学 テム科学技術の役割 平成 17 年 中国、上海 JSPS 拠点大学交流事業にお 過去 8 年間の共同研究の総括 6 月 17 日 復旦大学 いて「日中の共同研究テーマ および今後の研究の展望をまと ～ はこれからどのようなもの めた。持続的食料生産，健全な環 6 月 18 日 が期待されるのか‐過去の 境保全に関わる要素技術につい 経験からこれからの研究の て，在来技術並びに先端的技術を 発展は?」 導入した多方面の成果が得られ， 8月3日 ～ 8月4日 48 日中共同研究体制が良好に作動 してきたと評価した。 平成 18 年 日本、新潟 JSPS 拠点大学交流事業にお 10 年間の共同研究の総括を行 新潟大学 ける「地域資源の利活用によ った。1)食料生産・流通に関わる ～ る持続的発展のためのバイ 技術開発の経過と問題点および 8月7日 オシステムの確立‐10 年間 展望，2) 中国及び日本の水環境 活動評価とその発展方向へ 汚染・修復に対処する生態工学を の展望‐」 基調とした水質浄化技術システ 8月6日 ムの技術開発経過と将来展望， 3)生物生産環境，とくに乾燥地に おける土壌，水文，水質，有用・ 未利用資源の現況に適した持続 的生物生産環境の評価と将来展 望について報告され，日中双方の 食料生産及び環境保全に対す る技術の特徴，制度設計の考え 方及び社会背景の差，留学生を 含む若手研究者養成などにつ いて活発な議論の展開と総括 が行われ，本拠点大学交流事業 の取りまとめおよびアジア地 域への研究成果の還元・技術移 転の方向性などの議論を深め ることが出来た。 49 ３－４．若手研究者の交流の成果 a.日本側では，研究開始の 6 年目以降から積極的に若手大学院生を共同研究に加え，指導教 授と共に現地を訪問させ，相手側研究者と交流させることを図った。これら博士課程大学 院生の帯同が認められて以降は，現地機関の若手研究者からの情報収集や種々計測が質・ 量ともに大きく充実でき，また大学院生へ大いなる研究刺激を付与した。現地調査・実験 の成果は，日本側大学院生の博士論文作成に大きく寄与した部分がある。 b.中国側からは次表に示される拠点枠国費留学生 18 名を我が国の博士課程大学院に迎え入 れ，内 14 名がすでに博士号を取得して帰国し，各大学の副教授，講師に就任し，研究教育 に活躍している。 c.日本側受入研究者から留学生について以下のコメントが寄せられている： 初年度の交流（島根大学在籍時）により往訪して懇意となった中国農業大学教授の研究 室より，島根大学の国費留学生枠を用いて大学院奨学生を受け入れた。当該学生は博士号 学位を取得・帰国後，母校に職を得て研究者として活躍しており，日本人研究者との交流 をはじめ日中共同研究の実施など今後の緊密なる連携が大いに期待される。 本プロジェクトに係わる国費研究留学生（博士課程学生）として４名の中国側若手大学 教員を受け入れ，いずれも博士の学位取得または取得見込みである。帰国後直ちに副教授 に昇任した者や昇任が見込まれる者たちであり，将来の研究交流に大きな役割が期待でき る。さらに複数の私費留学生をプロジェクトの調査研究に引率し，自国の食・農産業の実 情を改めてかいま見る機会を与えることができたことは，学位を取得し帰国後に専門と関 連した産業において高度専門技術者として自立する際に大いに役立つものと思われる。 中国農業大学の教授のもとで学んでいた同大学講師を岩手大学大学院連合農学研究科に 迎え入れることが出来た。彼女は，岩手大学大学院連合農学研究科にて博士（農学）を修 得後，中国に帰国し現在，母校の副助教授として活躍している。以上のことは，以下の３ ‐５の交流を通じての相手国からの貢献にも該当，また，３－６の交流を通じての相手国 への貢献にも該当する。 d.計画開始当初の２年間に６名の長期滞在研究員を日本へ迎えているが，全員が現在，相手 国側大学の教授として教育研究に活躍している。このことは本拠点大学交流計画における 特記事項とも言え，極めて有効な交流であったと考える。 e.水分野において，中国側の交流研究者は 80％以上が若手研究者であり，彼らは中国各大 学の中核管理職及び活発な研究者活動を行っており，国家重点プロジェクトで活躍してい る。今後日中環境分野の学術交流や学術レベル向上の指針となる。両国が共有できる知的 財産として今後のアジア太平洋，更には世界各国との先端的な学術交流のモデルとして 21 世紀中葉まで有効に活用されることが期待できる。 50 拠点大学特別枠国費留学生および長期（半年）留学生リスト 留学生氏名 出身大学 指導教員 現 在 平成 9 【長期】 年度 魏 斌 北京大学 前川孝昭 信州大学 研究員 平成 10 魏 斌 北京大学 前川孝昭 信州大学 研究員 程永強 中国農業大学 木村俊範 中国農業大学 王 南開大学 堤 南海大学 胡景傑 中国海洋大学 藤村達人 中国海洋大学 崔益斌 南京大学 安部征雄 南京大学 汝少国 中国海洋大学 関 中国海洋大学 謝紹東 北京大学 前川孝昭 北京大学 竺建栄 清華大学 野池達也（東北大） 北京師範大学 鄭志堅 復旦大学 佐竹隆顕 復旦大学 江正強 中国農業大学 豊田浄彦（神戸大） 中国農業大学 教授 平成 11 趙淑梅 中国農業大学 山口智治 中国農業大学 副教授 清華大学 澤本正樹（東北大） 清華大学 西北農林科技大学 前川孝昭 西北農林科技大学 中国海洋大学 松村正利 産総研 中国農業大学 西山喜雄（岩手大） 中国農業大学 西北農林科技大学 安部征雄 西北農林科技大学 講師 西北農林科技大学 鳥巣 西北農林科技大学 副教授 平成 14 楊迪桂 中国農業大学 中野和弘（新潟大） 新潟大学大学院後期３年 朱忠祥 中国農業大学 鳥巣 中国農業大学 講師 平成 15 雷暁輝 中国農業大学 前川孝昭 中国地質大学 講師 西北農林科技大学 佐竹隆顕 西北農林科技大学 中国農業大学 北村 筑波大学大学院 3 年 蕊 吉林大学 山口智治 剛 中国海洋大学 内海真生（杉浦則夫） 筑波大学大学院後期 1 年 年度 頴 賢一（岩手大） 副教授 講師 講師 副教授 【長期】 年度 蘇保林 文威 教授 教授 教授 教授 講師 【長期】 何東建 平成 12 郎剛華 年度 曹 薇 祝国勇 平成 13 陳 軍 諒（岩手大） 教授 研究員 副教授 年度 年度 年度 胡耀華 平成 16 孫剣鉾 諒（岩手大） 豊 講師 年度 平成 17 王 筑波大学大学院後期 2 年 年度 平成 18 陳 年度 51 ３－５．交流を通じての相手国からの貢献 a.農作業の機械化に関する調査では，官公庁，農家などへの聞き取り調査の際，日程の設定 や宿泊の便宜を図ってもらうことができ，スムーズに調査を行うことが出来た。 b.相手側研究者より中国の畜産主要地における膨大な気象データなどを入手できた。中国の 気象データの入手はいまだ困難であるか，あるいは高額な資料代を必要とするが，相手側 研究者より入手できたことに感謝している。また，調査において不明な点を大学研究者や その場所の現場責任者から直接説明していただいたり，説明会議を開いてくれたりしたの で生産現場や流通の実態等が良く理解できた。 c.地球温暖化による農業用水不足や人口増加による食料不足など実態について，相手側研究 者の主導により中国内各地での現状調査が実施できたこと。 d.未だ英語の通じない地域の多い中国において，相手国側研究者の事前調整や同行などの協 力を得られたことから，現地調査や視察，資料収集あるいは滞在中の生活においては困難 や不便を感じることなく，円滑に業務を遂行することが出来た。 e.エネルギー多消費型の日本の食・農産業に対して中国の食・農産業においては伝統的な省 エネルギー技術や技術的発想があり，これら情報を受けたことと現在の日本の先端的技術 との融合により，食料・エネルギー・環境分野における次代の新技術開発の発想に資する ところが非常に大きい。 f.３－４にも記したが，有能な人材を岩手大学に迎え入れることが出来，また，共同で行っ た測定やそれによる貢献も論文等で発表されているように大きい。 g.日本側の水環境分野の研究者にとって産業経済の高度成長中の中国側により研究フィー ルドや現場の事情の提供によって水環境科学および生態工学的研究の発展に貢献できた。 さらに魅力的な大学院教育に対しても交流事業によって実験室レベルから現場レベルまで 国際的に多大な広がりができた。教員側だけでなく大学院生に至るまで国際感覚を持つ若 手研究者の醸成および養成に成功した。 g.本研究課題の推進で中核的な中国大都市周辺での研究フィールドの提供と研究課題に関 する中国におけるレビューに対する貢献が大きかった。中国側の大学の紹介により，土壌 試料の採取ができ研究は大きく進展した。このことに対し感謝している。 52 ３－６．交流を通じての相手国への貢献 a.テーマは農業機械化であったが，中国にとっては先進的な農用トラクタ・作業機系の自律 走行などを技術移転できたと考える。 b.多数の先端的環境計測機器を紹介し，相手側に実際に持ち込んで使用操作法を教えたが， 相手側にとっては新鮮な刺激であったと聞いている。確実に当方の科学技術の相手側への 伝達が実感できた。 c.地球温暖化による農業用水不足や人口増加による食料不足などについて，日本の関連技術 をコラボレイトできる可能性を学術的に実感できたこと。 d.セミナーの発表等を通じて，日本における食の安全への関心の高さを中国側が知ることに なり，中国研究者の食の安全に対する意識に変化が見られ，間接的に，中国国内の食品安 全の啓蒙に貢献することになった。 e.相手国研究者の日本滞在中，研究施設や生産現場への現地調査に同行し，その最新情報を 紹介した。また大学院への留学生を積極的に受入れ，その育成に努力した。さらにセミナ ーでの発表を通じて最新研究情報の提供に努めた。 f.食・農産業における日本の先端的技術ならびに同分野に関する先進的研究を共同研究を通 じて紹介することができ，中国側の研究・教育水準の向上ならびに中国社会での新技術開 発に資するところが非常に大きい。 g.これまでに集積した知見，資料，調査結果などの成果から水環境汚染とくに有毒アオコが 産生するミクロキスチンに対し，分子生物学的手法を含めたモニターリング法を導入して 中国の富栄養化湖沼の代表的な河北省秦皇島市にある洋口湖，雲南省の昆明市にあるデン チ湖などと日本の霞ヶ浦におけるミクロキスチンの比較，解析，評価を実施し，水利用上 の対策に資する大きな成果を挙げることができた。 h.双方のメリットとして先端的処理技術と伝統的処理技術の適正融合化を踏まえ，省エネル ギー，省コストな汚濁水質改善法の一つである生態工学的処理技術としての土壌トレンチ 法，植栽浄化法及びそれらのハイブリッド法により，雲南省，昆明市の大型観光施設であ る昆明市博物館及び宿泊施設に合計 3 ヶ所，本研究で北京大学と筑波大学を中心に共同開 発した生態工学的浄化システムを海梗公園に設置した後の稼働状況に関し，廃水処理の極 めて効果的な成果が得られ，水処理技術開発のシナリオが形成された。 i.先進国日本における本研究分野に関する学術的研究と環境行政の現状と今後の見通しに ついて，適切な理解を促進できた。 j.相手国の学生を連合大学院へ招聘する橋渡しの一端が担えた。 53 ３－７．成果の社会への還元 a.論文を公表し，お互いに訪問した大学にて主に大学院生を対象として研究紹介，およびゼ ミを開催するなど，研究・教育面での貢献が出来た。 b.すぐに中国において利用できる畜舎建設の際に重要な換気量基準を示せたと考える。また, 未利用炭化物の臭気への利用価値等も提示できたと考える。 c.次項３－８で記す「共同研究協定書」の締結が関連機関の新聞で報告された。 d.生物生産施設内環境の研究において，３次元ＣＦＤ(Computaional Fluid Dynamics)を中 国側研究者に紹介し，これを契機として中国の農業工学分野，畜産・園芸工学分野におい てもＣＦＤ法を援用した研究が開始された。 e.これまでに構築した大学間の研究者交流は，その人的広がりが発展して，各種研究機関や 企業にまで及びつつある。したがって急速な経済発展に伴う資源の浪費や環境破壊の解決 に向けた日本の研究成果や科学技術の移転が，今後は円滑に進められる基盤が整いつつあ る。 e.共同研究を通じて得た中国側産業技術のニーズを日本のメーカーに紹介し将来の技術や 商品の輸出につながる実用試験機の共同開発を検討した。また中国における市場調査の結 果に基づき，伝統的な食素材の発想を日本に導入し，超高齢化社会における健康志向に貢 献が期待できる高機能な新規食材の開発を進めている。一方，中国社会に対しても，新規 な食材開発に向けて技術の伝承を進めている。 f.中日で共同開発した水源地水環境浄化技術の応用として①上海空港生活廃水処理システ ム②江蘇省農村地域生活廃水個別処理装置 ③天津市農村地域村の廃水処理システム④雲 南省昆明市の大型観光施設汚水浄化施設，雲南省高速道路公団インターエリア廃水処理施 設などのモデル事業および実用化事業の付与の実績が得られた。 g.現地での調査活動からの成果が大学における講義などで極めて有効に利用し得た。 54 ３－８．予期しなかった成果 a.拠点大学交流事業に参画している中国の大学教授を通じて，中国気象局の２つの研究機関 と「共同研究協定書」を締結し，その結果，中国国内での外部研究資金を調達できたこと。 さらに当該研究テーマ継続の社会的意義が明確になったこと。 b.日本の博士課程大学院生や助教の研究テーマが中国において，援用可能であることを認識 できたことは，今後の学習研究活動に大きな効果を及ぼすものであるといえる。 c.学部レベルで開始された交流が大学の首脳部にも及び，拠点校と協力校すべてに大学トッ プを巻き込んだ強靭な交流システムが構築され，またバイオシステム学分野の研究への取 り組みが全ての機関で大きな盛り上がりを見せるに至った。 d.中国は７億人が農民であり農村部の生活廃水処理はほとんど行われていなかった。交流事 業が開始された当初は問題視されなかった。しかしながら高度経済成長を継続してきた中 国は現在，水域の汚濁に直面して農村の汚水処理，環境改善は 2006 年末に開催された人民 大会で最優先の課題として取り上げられ新しい農村建設を国策として実施することになっ た。廃水処理法として欧米諸国の下水道システムは中国では適正でなく拠点大学事業で開 発した適正技術が今後 10 年以内に大きく普及される見通しが出てきた 55 ３－９．課題・反省 a.本交流計事業では，持続的食料生産と環境保全の大課題の中に多数のサブ研究課題を設け， 従って，登録した研究者総数は非常に多く，日本側 93 名（ベトナム国の協力研究者 2 名を 含む），中国側 214 名であった。予算的裏付けづけは限られており，実際に交流でき相互訪 問し得たメンバー数は当然限定せざるを得ず，この意味では当初計画時の配慮が必要では なかったかと考える。特に相手国側では「とにかくエントリー」しておこうというメンバ ーも存在したことは事実であり，適正規模のメンバー構成を心がける必要があったと反省 する。 b.予算配分内で出来るだけ多数の研究者の派遣，受入を考えた結果，セミナー開催時に併せ て派遣あるいは受入を実施した。セミナーにおいては多数の参加者が得られ幅広い討論が 出来たものの，同時に共同研究実施のためのフィールド調査も同時期に計画せざるを得ず， 例えば本来は寒冷季に調査研究を行う方が有効であるにもかかわらずそれが出来ず，この 場合には科研費などによる調査研究を組み合わせて実施するなど，実際的な問題もあった。 c.農業形態，農業機械の所有形態や農作業形態が日本と異なるので，アンケート調査等を行 いにくく，聞き取り調査のみになってしまった点もあった。 d.本予算で研究設備や備品の購入が可能であれば，共同研究が飛躍的に進展するものと期待 される。 e.新鮮果物の貯蔵技術，生分解性資材の開発，堆肥製造技術，バイオマスに含まれるフィチ ン酸分解の研究の各々において相手国研究者の参加があり，相当の相互貢献はあったと見 ているが，課題間の相互連関性については問題解決が難しい点があった f.交流開始当初は中国国内の交通インフラの整備が十分で無かったため，移動に多く時間を 費やし，不確定な要素が多々あり，計画通りの進捗を得るには困難があった。 g.水環境修復に関し，さらにきめ細かな現場のデータ集積・解析が一層必要とされるが交流 事業の終了にむけ，予算の制限により現実的に不可能となった。さらに未来に向けた中日 研究者構想の目標としていた先端技術開発の進展が制約された。 h. 第 3 研究分野では自身の海外長期研修や所属の変更あるいは SARS 防疫などにより，10 年間の期間で中国に往訪できたのは 5 回程度であったのが残念であった。また人的ネット ワークが確保されたものの，研究交流が特定の大学に偏ってしまったことなどは今後の課 題である。 56 ３－１０．交流事業終了後の展望 a.この事業をきっかけに中国側の研究者との強いつながりが出来たので，共同研究や若手研 究者の育成等の面で進展が更に期待される。 b.確固たる人的ネットワークが構築されたので，競争的研究資金を得て，バイオシステム学 の発展と中国の抱える諸問題の解決そして日本の国際貢献を同時に達成できるような日中 研究プロジェクトを実施したい。同時に，本プロジェクトで培われた研究者間の交流や成 果に基づいて，今後とも継続的に研究交流や大学院生の受入れなどに貢献したい。 c. これまでに構築された研究者および学生間の交流ネットワークの利活用によって日中間 はもとよりアジア地域の学術交流や科学技術の活発な進展が期待できる。 d.特定の共同研究テーマについては，外部研究資金の獲得によりその継続と進展が社会的に 要請されていることが明確になった。現在は日本での外部資金の獲得に努力し，今後も継続 して共同研究を継続する計画である。 e.相手側の研究対象や研究手法を熟知した上で，共同研究の計画，実施が可能になり，科学 研究費研究課題実施において協力を得る体制が得られている。 57 58