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Wide-area assessment of desertification of using bioaerosols: A novel method

Research Project

Project/Area Number 23KK0014
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 4:Geography, cultural anthropology, folklore, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

篠田 雅人  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (30211957)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 牧 輝弥  近畿大学, 理工学部, 教授 (70345601)
江 嘉敏  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 特別研究員 (00948078)
Project Period (FY) 2023-09-08 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥20,930,000 (Direct Cost: ¥16,100,000、Indirect Cost: ¥4,830,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Keywords砂漠化 / バイオエアロゾル / 風食 / モンゴル
Outline of Research at the Start

世界で唯一遊牧が基幹産業として残っているモンゴル国では、近年の急激な温暖化と乾燥化のなかで、計画経済から市場経済への移行により家畜数が急増、草原の収容力を超え、危機的状況にある。
当地の砂漠化の主要プロセスである風食とダスト・バイオエアロゾル(生物由来微小粒子)発生は表裏一体の現象であり、土地生産性を支える土壌微生物由来のバイオエアロゾルを調べれば、風食量を評価できる。この新しい発想から、本研究は、①風食により舞い上がったバイオエアロゾルの菌叢解析による土地生産性と風食砂漠化の広域的評価手法を開発する、②遊牧生態系-風食モデルを開発し、これを用いて、表層土壌の風食量を再現、将来予測する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、2023年10月より開始したため、バイオエアロゾルが多量に発生する春における現地での試料採取・調査は、2024年5月に予定している。このため、本格的な調査研究はそれ以降となるが、2023年度には、本研究開始以前に収集した既存データの整理と再解析を行った。具体的な研究実績は以下の3点である。
1土壌断面・植生調査:代表的な植生地域(Bayan Unjuul、Tsogt-Ovooなど)において、これまでに取得した土壌断面・植生調査データを整理した。これをもとに、2024年5月にTsogt-Ovooにおける試料採取地点・方法などについて計画を立てた。
2表層土壌採取:先行研究において、2013年にモンゴルの各植生帯で採取した試料のデータを整理した。それを補完する試料を2024年5月にTsogt-Ovooにおいて採取する計画を立てた。
3土壌菌叢構造解析:2で採取した土壌試料から微生物由来のゲノムDNAを直接抽出し、そのDNAに含まれる分類指標になる遺伝子核酸塩基配列を、超並列シーケンサーを用いて解読したデータについて、バイオインフォマティクス解析(QIIME2)の様々な手法を用いて、菌叢構造を再解析した。
4バイオエアロゾル採取:先行研究において、2014~2019年にTsogt-Ovooにおいて採取した試料のデータを整理した。それを補完する試料を2024年5月にTsogt-Ovooにおいて採取する計画を立てた。
5バイオエアロゾル菌叢構造解析:4で採取した大気粒子試料についても、3と同様に菌叢構造の再解析を行った。ここで、大気中における菌叢の割合に着目し、砂漠化マーカーとなる門の候補を特定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、2023年10月より開始したため、バイオエアロゾルが多量に発生する春における現地での試料採取・調査は、2024年5月に予定している。このため、本格的な調査研究はそれ以降となるが、2023年度には、本研究開始以前に収集した既存データの整理や再解析を順調に行った。このように、これまでの研究による問題点の洗い出しが終了しているため、2024年度の本格的な調査に向けて準備は整っている。

Strategy for Future Research Activity

バイオエアロゾルが多量に発生する春における現地での試料採取・調査は、2024年5月に予定している。これに先立って、今までに取得した既存データの整理や再解析は終了し、問題点の洗い出しが終了しているため、今年度の試料採取・調査は順調に行われ、そのデータを解析することによって、砂漠化マーカーとなる門の発見や特定につながるものと考える。
2024年5月に調査予定しているTsogt-Ovoo点については、牧が複数回の調査経験があり、熟知しているため、現地調査はスムーズに進むものと考えられ、さらに、同行するモンゴル人共同研究者、ポスドク、日本人学生などの協力を得ながら、効率的・集中的に調査を実施する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] モンゴル生命科学大学/モンゴル緊急事態庁(モンゴル)

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  • [Int'l Joint Research] イスタンブ ール工科大学(トルコ)

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  • [Journal Article] Bioaerosols in the atmosphere: A comprehensive review on detection methods, concentration and influencing factors2024

    • Author(s)
      Huang Zhongwei、Yu Xinrong、Liu Qiantao、Maki Teruya、Alam Khan、Wang Yongkai、Xue Fanli、Tang Shihan、Du Pengyue、Dong Qing、Wang Danfeng、Huang Jianping
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 912 Pages: 168818-168818

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.168818

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  • [Journal Article] Aridification alters the diversity of airborne bacteria in drylands of China2023

    • Author(s)
      Qi Jing、Huang Zhongwei、Xue Fanli、Gao Zhaokui、Maki Teruya、Zhang Zhihao、Liu Keshao、Ji Mukan、Liu Yongqin
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 315 Pages: 120135-120135

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2023.120135

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  • [Journal Article] Association between Asian Dust and adverse health effects in Japan2023

    • Author(s)
      Onishi Kazunari、Nojima Masanori、Maki Teruya、Kurosaki Yasunori
    • Journal Title

      ISEE Conference Abstracts

      Volume: 2023 Issue: 1

    • DOI

      10.1289/isee.2023.op-216

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    • Author(s)
      Kai Kenji、Kawai Kei、Ohara Kazuma、Minamoto Yuki、Jin Yoshitaka、Maki Teruya、Noda Jun、Shiina Tatsuo、Davaanyam Enkhbaatar
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 19 Issue: 0 Pages: 269-273

    • DOI

      10.2151/sola.2023-035

    • ISSN
      1349-6476
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  • [Journal Article] Dust and Microorganisms: Their Interactions and Health Effects.2023

    • Author(s)
      Noda, J., Morimoto, K., Mitarai, S., Maki, T.
    • Journal Title

      Dust and Health

      Volume: - Pages: 137-156

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    • Author(s)
      篠田雅人
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      篠田雅人
    • Organizer
      Project Seminar "Environmental, Social and Economic Vulnerability to Climate Change and Adaptation Measures"
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    • Author(s)
      Kong, K., Kurosaki, Y., Rurevjav, G., Ishizuka, M., Shinoda, M., Kono, A., Nandintsetseg, B.
    • Organizer
      2023 Joint Research Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-09-12   Modified: 2024-12-25  

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