Research Projects -
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Optimal soil environment based on the structural evolution of soil, the largest carbon store on the earth's land
Grant number：24H00057 2024.04 - 2029.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
森 也寸志, 松本 真悟, 前田 守弘, 登尾 浩助, 齊藤 忠臣, 井手 淳一郎, 宗村 広昭
Authorship：Coinvestigator(s)
Grant amount：\151320000 （ Direct expense: \116400000 、 Indirect expense：\34920000 ）
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微小・低重力環境下における高効率保水・有機質土壌の生成と展開
Grant number：23K17386 2023.06 - 2027.03
日本学術振興会 科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
森 也寸志, 前田 守弘, 登尾 浩助, 齊藤 忠臣, 珠玖 隆行, 宗村 広昭
Grant amount：\25740000 （ Direct expense: \19800000 、 Indirect expense：\5940000 ）
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Evaluation of carbon runoff from a coffee farming dominant protected forest watersheds and proposal of the forest conservation scenarios
Grant number：22KK0093 2022.10 - 2026.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B)) Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
宗村 広昭, 中野 知佑, 嶋 一徹
Grant amount：\20150000 （ Direct expense: \15500000 、 Indirect expense：\4650000 ）
社会林業政策による熱帯保護林内の開発・プランテーション化が，流域内の炭素流亡量に与える影響については研究例が少ない．この政策は“地元農民の生活基盤の安定化と環境保全との両立”を目標に東南アジアで拡大している．しかし実際は保護林内での不適切な営農が圃場斜面からの土壌流亡を加速させ，炭素の域内貯留能を低下させることで，水環境悪化やCO2放出を引き起こし，生態系に負の影響を与えていると考えられる．本研究は，現地観測によってその実態を解明すると共に，現地農民の斜面保全対策評価と未利用農業廃棄物の活用を通した保全対策の提案を行うことを目標にしている．これにより熱帯林流域の水環境保全と営農利用とを両立させる持続的な流域管理の実質化を進めたいと考えている．
令和4年度はインドネシア・ランプン大学の研究者とのオンラインミーティングを通して研究計画のすり合わせを進めるとともに，主として，流域水環境を把握するため，流域内にある2つの河川（セカンプン川，サンハルス川）末端において河川水のサンプリングを開始した．なお，日本人研究者が頻繁に現地に赴くことは難しいため，定期的な河川水のサンプリングとそれらの保存はランプン大学の研究者に依頼し，共同で研究を実施している． -
Understanding the Mechanism of Soil Particle Aggregation Enhancement by Natural Latex and its Application to Soil Erosion Control Technology
Grant number：22K19224 2022.06 - 2025.03
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory) Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
宗村 広昭, 狩野 旬, 森 也寸志
Grant amount：\6370000 （ Direct expense: \4900000 、 Indirect expense：\1470000 ）
圃場から水域への土壌流亡（炭素流亡）は世界的環境問題であり過去60年以上の研究蓄積にも拘わらず未解決である．本研究は天然ゴムラテックス（以下，天然ラテックス）の特性・利点（高い凝集能，カーボンニュートラルなど）を生かし問題解決に挑戦する．現状では天然ラテックスによる土壌流出特性や土壌環境変化とそれらの制御に関する研究は殆どない．研究チームは，水文学，土壌物理学，固体化学を専門とし，天然ラテックスによる土壌物理化学特性変化や土壌流亡抑制（炭素貯留）効果を評価する．
令和4年度はタイ2圃場から採取された土壌（Sandy loam，Red clay）とタイ産の天然ラテックスを用いて実験を実施した．輸入した土壌量が限られるため小型の実験装置を構築した．構築した実験装置を用いて，降雨強度20㎜/hと50mm/hの条件下において，表面流出量と浸透量を計測し，天然ラテックス混和の有無および土壌種類の違いによる影響を評価した．その際，時間経過による影響も評価するため，24時間経過後に同一実験を繰り返した．
その結果，降雨強度20mm/hの場合，天然ラテックスを土壌に混和することで，表面流出量が減少し，浸透量が増加する傾向が伺えた．特に，Sandy loamでその傾向が顕著に観測された．また24時間経過後に実施した実験においても同様の傾向であった．一方，降雨強度50mm/hの場合では，表面流出量の方が浸透量よりも顕著に大きく，天然ラテックス混和の有無による差異は小さいことが分かった． -
植物根成孔隙マクロポアを活用した有機物蓄積と温室効果ガスの排出削減
Grant number：21H04747 2021.04 - 2025.03
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 基盤研究(A)
森 也寸志, 松本 真悟, 前田 守弘, 金子 信博, 宗村 広昭
Grant amount：\41860000 （ Direct expense: \32200000 、 Indirect expense：\9660000 ）
土壌カラムの管理の違いに，肥料，排水，マクロポア（粗大間隙）の有無の違いを設け，8管理3反復，24カラムで温室効果ガスの発生の違い設けると，肥料を投入しメタンが発生しやすい状況でも，排水が有り，マクロポアがあるときにメタンガスが有意に減少する成果を得た．同様に，牛ふん堆肥および3畜種混合堆肥を施用した土壌からのCO2, N2O発生を調べたところ，土壌NH4-N含量が高い場合には発生抑制が生じることがわかった．また，生ゴミ堆肥を施用した土壌からのCO2, N2O, CH4発生は堆肥化期間が長い方が少なくなることがわかった．
一方，自然環境下で耕起と不耕起草生栽培１年目の農地で土壌の比較を行い，不耕起草生栽培では土壌表層の炭素隔離が進行し，可給態の栄養塩，特に有効態リン酸が耕起栽培の３倍程度の濃度に増加することが明らになった．イネは，カリウムとケイ酸が不足した条件下でも，他の作物に比べてカリウムとケイ酸を効率的に吸収した．そして，高活性なアルミニウムは根圏にとどまり，有機物と結合して，難分解性の土壌炭素を生成した．ケイ酸を強力に吸収する植物は，鉱物風化によって活性アルミニウムを増加させる役割を担っており，土壌中の炭素蓄積に寄与していると考えられた．
土壌環境における水利用効率を最大にするため，流域（広域）レベルで水資源量の空間分布およびその季節変動を評価した．その中で土壌内への炭素貯留に大きな影響を持つ畑地，水田，プランテーションにおけるバイオマスの変動を中心に解析を進めた．また人為的な土地利用の変更が広域でのバイオマス量に与える影響について考察を進めた． -
流域内の土地利用や土地管理が瀬戸内に流入する微量元素の挙動に与える影響
2021
公益財団法人 八雲環境科学振興財団 環境研究助成事業 特定研究
Somura Hiroaki
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灌漑用水配分のための人工知能に基づく対話型意思決定支援システムの開発と実地試験
2018 - 2021
JSPS 基盤研究B
加藤亮
Grant type：Competitive
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インドネシア・スカンプン川流域における生態系サービスの持続性と最適解に関する研究
2017 - 2020
JSPS 基盤研究B
嘉田良平
Grant type：Competitive
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フィリピン棚田群の劣化プロセスの解明と水文学的将来予測による最適環境管理
2017 - 2020
JSPS 基盤研究B
森 也寸志
Grant type：Competitive
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渡鳥コハクチョウのもつ営農コスト削減ポテンシャルの検証と湖沼流域への負荷削減効果
2015 - 2018
JSPS 基盤研究C
宗村広昭
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
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東南アジアにおける農林業と環境の両立にむけた生態系サービス支払いの制度設計
2014 - 2017
JSPS 基盤研究B
嘉田良平
Grant type：Competitive
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DPSIRモデルによる宍道湖における突発的な水草の分布拡大の評価と対策
2013 - 2017
JSPS 基盤研究B
國井秀伸
Grant type：Competitive
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遺伝的アルゴリズムによる環境直接支払の最適化と農業政策への適用
2013 - 2016
JSPS 挑戦的萌芽研究
田中勝也
Grant type：Competitive
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伊勢湾流域圏を対象とした水系総合モデルの開発と感度解析
2013 - 2016
JSPS 基盤研究C
大西健夫
Grant type：Competitive
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熱帯地域における可給態ケイ酸動態調査と稲作のための自然供給システム構築
2012 - 2015
JSPS 基盤研究B
増永二之
Grant type：Competitive
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汽水湖水環境の修復に向けた周辺河川流域の影響解析
2012 - 2015
JSPS 若手研究B
宗村広昭
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
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Development of environmental policy evaluation model by integrated sustainability index
Grant number：21510027 2009 - 2011
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
KATO Tasuku, NAKAZATO Ryoji
Grant type：Competitive
To develop Sustainability Index for environmental assessment in rural area, scenario development and environmental assessment by model simulation were conducted. At first, water and nitrogen balance model was developed, and then material circulation by biomass utilization scenario was considered for scenario development system. Finally, development scenarios were classified in each clusters based on the city/village database in Kasumigaura basin in Ibaraki analyzed by cluster analysis and principal component analysis.
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Recycling system of phosphorus resources using iron-oxidizing bacteria and woody biomass
Grant number：20380179 2008 - 2012
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
TAKEDA Ikuo, NISHINO Yoshihiko, FUKADA Koutaro, SATO Hirokazu, SOMURA Hiroaki, MORI Yasushi
Grant type：Competitive
The biogenic iron oxides produced by iron oxidizing bacteria in the sediments of natural water bodies contains a large amount of iron-oxidized compounds that can adsorb phosphorus content. Therefore, this accumulation can play a significant role in the recycling of phosphorus resources. However, this sediment of phosphorus-rich accumulation cannot be efficiently utilized because it can be easily flushed by flowing water and because it is difficult to collect the accumulation from the sediments that usually contain anaerobic and malodorous mud. In this study, an effective method has been developed, in which a wood material carrier collecting the iron oxides can directly be used as phosphorus fertilizer and/or a phosphorus adsorption.
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Influence of change in river basin water environment against habitat environment of aquatic animals in downstream brackish lakes under global warming
Grant number：20780174 2008 - 2009
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
SOMURA Hiroaki
Authorship：Principal investigator Grant type：Competitive
It was revealed that effluent loads of nitrogen and phosphorus originated from agriculture were larger than those from precipitation, sewages, and livestock in both basins of Hii and Abashiri Rivers. From the results of climate change scenarios by SWAT model, it was estimated that influences of climate change in Abashiri River basin would appear stronger than Hii River basin. Moreover, the magnitudes of salinity dilutions and concentrations predicted under the climate change scenarios would not be lethal for adult clams. However, the egg-laying season of the clam would coincide with periods of strong salinity dilution in the lake. Since juveniles are less tolerant to changes in salinity, future generations of the clam may be affected and reproduction of the clam may be reduced by increasing precipitation in the future.
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Sustainable use and agricultural production in watershed ecosystems in Tropical Asia (Indonesia)
Grant number：18405043 2006 - 2008
Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
MASUNAGA Tsugiyuki, TAKEDA Ikurou, MATSUMOTO Shingo, SOMURA Hiroaki, HUSNAIN,, DARMAWAN,, CHEN XIN,
Grant type：Competitive
インドネシアにおいて、過去30年間行われてきた近代的農法による集約的稲作は、水田土壌中の炭素や窒素および施肥由来の窒素・リンなどの増加をもたらし、逆に可給態ケイ酸の減少をもたらした。また、集水域内の土地利用管理形態の違いは土壌および河川・灌漑水質に影響を及ぼし、上流域での土地利用の変化が下流域の農業生産に影響を及ぼしていることを示した。例えばケイ酸については、環境水中への窒素・リンの負荷がケイ藻などの繁茂による環境水からのケイ酸の消費を促進し、下流域の水田へのケイ酸の供給を減少させていた。