オゾン層破壊と紫外線影響評価総論 (過去帳)
Ozone Depletion and the Effects of UV Radiation
2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 参考文献 (リンク)
授業の目標等
オゾン層破壊のメカニズム、およびそれに伴う紫外線(ultraviolet)増加が生態系に及ぼす影響、それらの評価手法について、生物・物理・化学の基本的な部分から説明する。
生物進化や地球生態系成立の歴史を学びし、生物と物理化学的環境の相互作用によって現在の地球環境が成立したこと、地球環境問題はこの相互作用系に対する人為的撹乱に起因することを理解する。
授業の内容・計画等
第1部: 大気オゾンの物理と化学
- 大気圏の構造
- 成層圏オゾンの物理
- 成層圏オゾンの光化学
- 南極オゾンホールとオゾン層の将来
- 対流圏オゾン
第2部: 紫外線影響評価
- 紫外線による光合成阻害
- 紫外線が物質循環に及ぼす影響
- 紫外線影響の化学的側面
- 紫外線と陸上植物
- オーストラリアにおける紫外線影響の現状
- オゾン層破壊と温暖化の相互作用
この講義での目標
オゾン層減少は、南極大陸周辺の上空において顕著に認められるが、それ以外の地域においても報告がある。オゾン層は、紫外線B (UV-B)量を吸収するため、オゾンホールを始めとするオゾン層減少はUV-Bを増加に直結する。UV-Bは、生態系に影響を及ぼすことが危惧されるが、生態系そのものの構造と機能が良く理解されていない現状では、紫外線が生態系に与える影響に至っては、殆ど不明というのが現状であろう。特に、紫外線増加に伴う生態系変化機構については、長期的な変動予測が必要となるため、その元となる基礎データの蓄積が始まったばかりといっても過言ではない。本講義では、空間的・時間的特性の観点から調べられた例を示すことにより、今後の応用への基礎となる部分を紹介する。また、オーストラリアでは、北半球と比べて紫外線の影響が顕著であり、紫外線が種々の環境に与える影響の測定および、その軽減手法についての研究が盛んである。その一部を紹介したい。
授業内容
20210
2010年7月5日
紫外線に対する植物個体の応答
Effects of UV on terrestrial plants and ecosystems
春紅葉 Leaf colors in spring with reference to UV
フラボン類 - 春に葉が赤い理由 [豊羽鉱山にて2002年5月15日撮影]
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(Ex. ニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
防御産物生産植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla)
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復 [鈴木さんの講義参照]
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線: 光分解と微生物分解
食物網と栄養段階 food web and trophic levels
北極 arctic: 極地生態系が着目される理由
南極 antarctic: 陸上-海洋生態系相互作用
メタ解析 meta-analysis
2010年9月6日 (試験)
問. 紫外線に対する陸上植物の応答についてまとめ、今後の課題について知れることを記せ。
2009
2009年6月22日
Effects of UV on terrestrial plants and ecosystems
植物群集 plant community
植物相 flora
駒ケ岳Mount Komaを例にして
駒ケ岳フローラリストflora list on Mount Koma
相観 physiognomy
春紅葉 Leaf colors in spring with reference to UV
生活型 life-form
高木植物・低木植物・多年生草本・一年生草本 (ラウンケアの生活型 Raunkiaer's life-form spectra)
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
詳しくは 露崎(2004)を参照
地形的連続 toposequence
光合成 photosynthesis
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature / 降水量 precipitation
規模依存性環境要因 scale-dependent environmental factor
食物網と栄養段階 food web and trophic levels
北極 arctic: 極地生態系が着目される理由
南極 antarctic: 陸上-海洋生態系相互作用
2009年7月13日 (決行)
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(Ex. ニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
防御産物生産植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla)
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復 [鈴木さんの講義参照]
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線: 光分解と微生物分解
2009年9月14日 (試験)
問. 陸上植物への紫外線影響は、単一種で生育しているときよりも、複数種が同所的に生育していることで、より強くなったり弱くなったりする。その事例をあげて、理由を簡潔に説明せよ。
The effects of ultraviolet on the growth of terrestrial plants are often enhanced or lessened more by multi-culture than by mono-culture. Show the case(s), and explain the reason(s) briefly.
2008
2008年7月14日 (決行)
Effects of UV on terrestrial plants and ecosystems
植物群集 plant community
植物相 flora
駒ケ岳Mount Komaを例にして
駒ケ岳フローラリストflora list on Mount Koma
相観 physiognomy
春紅葉 Leaf colors in spring with reference to UV
生活型 life-form
高木植物・低木植物・多年生草本・一年生草本 (ラウンケアの生活型 Raunkiaer's life-form spectra)
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
詳しくは 露崎(2004)を参照
地形的連続 toposequence
光合成 photosynthesis
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature / 降水量 precipitation
規模依存性環境要因 scale-dependent environmental factor
食物網と栄養段階 food web and trophic levels
北極 arctic: 極地の生態系が着目される理由
南極 antarctic: 陸上生態系と海洋生態系のリンク
フラボン類 - 春に葉が赤い理由
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
2008年9月1日
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(例としてニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
防御産物生産植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla)
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復 [鈴木さんの講義参照]
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線: 光分解と微生物分解
メタ解析 meta-analysis
オーストラリアにおける紫外線影響の現状
Slip! Slop! Slap!
No hat, No play
しかし ... 実際は 西オーストラリアで見た一コマ
2007
2007年7月9日
Effects of UV on terrestrial plants and ecosystems
植物群集 plant community
植物相 flora
駒ケ岳Mount Komaを例にして
駒ケ岳フローラリストflora list on Mount Koma
相観 physiognomy
春紅葉 Leaf colors in spring with reference to UV
生活型 life-form
高木植物・低木植物・多年生草本・一年生草本 (ラウンケアの生活型 Raunkiaer's life-form spectra)
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature
降水量 precipitation
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
食物網あるいは栄養段階 food web or trophic levels
北極 arctic: 極地の生態系が着目される理由
南極 antarctic: 陸上生態系と海洋生態系のリンク
フラボン類 - 春に葉が赤い理由 [豊羽鉱山にて2002年5月15日撮影]
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
2007年9月3日
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(例としてニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
防御産物生産植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla)
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線
メタ解析 meta-analysis
メタ解析の基本的な考え方
紫外線量変化に伴う植物応答変化のメタ解析
北極周辺地域における紫外線への植物応答のメタ解析
オーストラリアにおける紫外線影響の現状
海洋と陸上の違いを認識
オーストラリアにおける紫外線量変化予測
南オーストラリア州での環境監視体制
紫外線予報
TV commercial (皮膚がん skin cancer)
Slip! Slop! Slap!
No hat, No play
しかし ... 実際は 西オーストラリアで見た一コマ
2006
2006年6月19日
植物群集 plant community
植物相 flora
相観 physiognomy
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature
降水量 precipitation
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
食物網あるいは栄養段階 food web or trophic levels
北極 arctic: 極地の生態系が着目される理由
南極 antarctic: 陸上生態系と海洋生態系のリンク
紫外線と陸上植物
... の前に 温暖化: 「地球温暖化総論」(特に参考文献)
生活型 life-form
高木植物・低木植物・多年生草本・一年生草本 (ラウンケアの生活型 Raunkiaer's life-form spectra)
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(例としてニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
実習にむけて: 防御産物生産植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla)
[Topic] 活性酸素と遺伝子
修復
2006年7月3日
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線
メタ解析 meta-analysis
メタ解析の基本的な考え方
紫外線量変化に伴う植物応答変化のメタ解析
北極周辺地域における紫外線への植物応答のメタ解析
紫外線量変化を含む気候変化に伴う生態系変化のシェマ
オーストラリアにおける紫外線影響の現状
海洋と陸上の違いを認識
オーストラリアにおける紫外線量変化予測
南オーストラリア州での環境監視体制
紫外線予報
TV commercial (皮膚がん skin cancer)
Slip! Slop! Slap!
No hat, No play
しかし ... 実際は 西オーストラリアで見た一コマ
科学者-行政-マスメディア-市民 の三角錐関係
2005
2005年6月20日
はじめに
植物群集 plant community
植物相 flora
相観 physiognomy
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature
降水量 precipitation
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
食物網あるいは栄養段階 food web or trophic levels
北極 arctic
南極 antarctic
紫外線と陸上植物
... の前に 温暖化 「地球温暖化総論」 (特に参考文献)
生活型 life-form
ラウンケアの生活型とまとめ Raunkiaer's life-form spectra
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(例としてニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
北海道における化学的回避を行う植物3種 (エゾトリカブトAconitum yesoense・ツタウルシRhus ambigua・エゾイラクサUrtica platyphylla) - 知っていて損はない
2005年6月27日
フラボン類 - 春に葉が赤い理由
修復
室内実験: 長所と短所 - 全ての実験に言えること
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation - 危険
可視光による修復
野外実験 field experiment
紫外線に対する生態系としての応答
ナンキョクギボウシゴケ(Grimmia antarctici Card)の紫外線応答
光合成に利用される波長
菌根 mycorrhiza と植物
菌根菌に対する紫外線の影響
菌根菌-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
リター分解と紫外線
メタ解析 meta-analysis
メタ解析の基本的な考え方
紫外線量変化に伴う植物応答変化のメタ解析
北極周辺地域における紫外線への植物応答のメタ解析
紫外線量変化を含む気候変化に伴う生態系変化のシェマ
オーストラリアにおける紫外線影響の現状
海洋と陸上の違いを認識
オーストラリアにおける紫外線量変化予測
南オーストラリア州での環境監視体制
紫外線予報
TV commercial (皮膚がん skin cancer)
Slip! Slop! Slap!
No hat, No play
しかし ... 実際は 西オーストラリアで見た一コマ
科学者-行政-マスメディア-市民 の三角錐関係
2004
2005年1月14日
植物群集 plant community
植物相 flora
相観 physiognomy
環境との対応した分布 distribution correlated with environment
生態系 ecosystem
バイオーム biome
環境 environment
温度 temperature
降水量 precipitation
生態系の空間軸・時間軸に沿った変化 spatial and temporal changes in ecosystems
図. 空間軸・時間軸に沿った変化。詳しくは 露崎(2004)を参照
食物網あるいは栄養段階 food web or trophic levels
北極 arctic
南極 antarctic
紫外線と陸上植物
... の前に 温暖化 「地球温暖化総論」をも参照 (特に参考文献)
野外温暖化実験 experimental warming
温室 field greenhouse
受動的オープントップチャンバー passive open-top chamber
能動的オープントップチャンバー active open-top chamber
土壌温暖化 active soil warming
赤外線照射 electric infrared heat
植え替え実験 reciprocal or one-way transplantation
生活型 life-form
ラウンケアの生活型とまとめ Raunkiaer's life-form spectra
温暖化実験による生態系変化の測定
多年生草本 perennial plants
一年生草本 annual plants
分かっていることは何か。分かっていないことは何か
2005年1月18日
紫外線に対する植物個体の応答
回避 avoidance: 陸上植物では難しい
防御 protection: 形態的防御・物理的防御
修復 repair
二次代謝産物 secondary metabolites
二次代謝産物とは何か(例としてニコチン)
植物の捕食回避: 物理的回避・化学的回避
北海道における化学的回避を行う植物3種(エゾトリカブト・ツタウルシ・エゾイラクサ) - 知っていて損はない
フラボン類 - 春に葉が赤い理由
修復
野外実験 field experiment
室内実験 - その長所と短所
紫外線耐性は相対的に評価
外挿 extrapolation
可視光による修復
紫外線に対する生態系の応答への道
菌根
菌根-植物間相互作用
紫外線量変化に伴う相互作用の変化
メタ解析 meta-analysis
メタ解析の基本的な考え方
紫外線量変化に伴う植物応答変化のメタ解析
紫外線量変化を含む気候変化に伴う生態系変化のシェマ - 数字が入らない
簡易紫外線測定装置: Solar Light Co. Inc.
オーストラリアにおける紫外線影響の現状
南極に近いほど、危機意識は強い。国・地域としては、オーストラリア、南アフリカ、そして南米諸国において、紫外線が生態系あるいは生物に与える研究を室内および野外実験によって精力的な研究がなされている。
TV commercial (皮膚がん skin cancer) Slip! Slop! Slap!
しかし ... 実際は
科学者-行政-マスメディア-市民 の三角錐関係
参考
| 1976 | オゾン層に関する世界行動計画 採択 | UNEP (国連環境計画) |
| 1985.3 | ウィーン条約 Vienna Convention 採択 | UNEP |
| 1987.9 | モントリオール議定書 Montreal Protocol 採択 | UNEP |
| 1988 | 特定物質の規制等によるオゾン層の保護に関する法律(フロン等規制法またはオゾン層保護法) 公布 | 日本 |
| 1989 | 特定フロンの排出抑制・使用合理化指針 公布 | 日本(環境庁/通産省) |
| 1992.11 | モントリオール議定書第4回締約国会議 (於 コぺンハーゲン) 議定書改訂 - 特定フロン全廃決議 | UNEP |
| 1995 | モントリオール議定書第7回締約国会合 (於 ウィーン) 議定書改訂 - HCFC全廃時期前倒し | UNEP |
| 1996.1 | フロンガス製造規制法 発効 | 日本 |
試験・レポート
2006
平成18年9月11日
オゾン層破壊・紫外線影響評価総論 試験問題
以下の6問から3問を選んで答えなさい(各問ごとに解答用紙を1枚ずつ使用)。自分の設問のみ示す｡
問5. 植物群集の紫外線応答は、植物だけを調べても解明できない。その理由を、具体的事例をもとにして簡潔に説明せよ。(出題者；露崎)
オゾン層破壊・紫外線影響評価総論 レポート
次の3つの課題全てについてレポートを作成し、9月25日までに東(A棟5階)もしくは露崎(A棟7階)に提出しなさい(各課題ごとにレポートを作成し、それぞれに氏名・学生番号を記入しておくこと)。尚、9月11日の試験を受けた者は提出する必要はない(成績に自信がない者は提出してもよい)。自分の設問のみ示す｡
課題2 生態系の紫外線応答について、海洋生態系と陸上生態系とを比較し、それぞれの特徴を整理し、両者の違いが分かるようにまとめよ。
欧文