2022/11/29 更新

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ナガノ ヒロヒコ
永野 博彦
NAGANO Hirohiko
所属
教育研究院 自然科学系 農学系列 助教
自然科学研究科 環境科学専攻 助教
農学部 農学科 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(農学) ( 2013年3月 )

  • 修士(農学) ( 2009年3月 )

研究キーワード

  • 陸域生態系

  • 温室効果ガス

  • 生物地球科学

  • 森林

  • 微生物

  • 土壌

研究分野

  • ライフサイエンス / 森林科学

  • 自然科学一般 / 大気水圏科学

  • 環境・農学 / 環境動態解析

経歴(researchmap)

  • 新潟大学   農学部   助教

    2021年4月 - 現在

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  • 名古屋大学   宇宙地球環境研究所   特任助教

    2020年4月 - 2021年3月

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  • 日本原子力研究開発機構   原子力科学研究所   博士研究員

    2017年4月 - 2020年3月

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  • University of Alaska Fairbanks   International Arctic Research Center

    2012年4月 - 2015年3月

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    国名:アメリカ合衆国

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  • Unversity of Alaska Fairbanks   International Arctic Research Center   Visiting Research Scholar

    2016年5月 - 2016年10月

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    国名:アメリカ合衆国

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  • 千葉大学   大学院 園芸学研究科   育児休暇取得教員の代理教員

    2015年4月 - 2016年3月

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    国名:日本国

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経歴

  • 新潟大学   教育研究院 自然科学系 農学系列   助教

    2021年4月 - 現在

  • 新潟大学   農学部 農学科   助教

    2021年4月 - 現在

  • 新潟大学   自然科学研究科 環境科学専攻   助教

    2021年4月 - 現在

学歴

  • 千葉大学   大学院 園芸学研究科

    2009年4月 - 2013年3月

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  • 東京農工大学   大学院農学府   物質循環環境科学専攻

    2007年4月 - 2009年3月

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  • 東京農工大学   農学部   環境資源科学科

    2003年4月 - 2007年3月

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所属学協会

  • 日本地球惑星科学連合 (JpGU)

    2019年2月 - 現在

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  • American Geophysical Union

    2013年12月 - 現在

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  • 日本森林学会

    2018年3月 - 現在

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  • 日本農業気象学会

    2014年3月 - 現在

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  • 日本土壌肥料学会

    2009年4月 - 現在

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委員歴

  • Topic Editor in Remote Sensing (ISSN 2072-4292)  

    2020年8月 - 現在   

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    団体区分:その他

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論文

  • Contrasting 20-year trends in NDVI at two Siberian larch forests with and without multiyear waterlogging-induced disturbances 査読

    Hirohiko Nagano, Ayumi Kotani, Hiroki Mizuochi, Kazuhito Ichii, Hironari Kanamori, Tetsuya Hiyama

    Environmental Research Letters   2022年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1748-9326/ac4884

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  • Soil microbial community responding to moderately elevated nitrogen deposition in a Japanese cool temperate forest surrounded by fertilized grasslands 査読

    Hirohiko Nagano, Masataka Nakayama, Genki Katata, Keitaro Fukushima, Takashi Yamaguchi, Makoto Watanabe, Toshiaki Kondo, Mariko Atarashi-Andoh, Tomohiro Kubota, Ryunosuke Tateno, Jun Koarashi

    Soil Science and Plant Nutrition   67 ( 5 )   606 - 616   2021年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    To examine the hypothesis that the soil microbial community in a nitrogen (N) limited forest responds to moderately elevated N deposition (< 10 kg ha(-1) yr(-1)), correlations between N deposition and soil microbial properties were analyzed in a cool temperate forest surrounded by normally fertilized pasture grasslands in northern Japan. Three experimental plots were established in forest edges adjacent to the grasslands, and the other three plots were in forest interiors at least 700 m away from the grasslands. N deposition in each plot was measured from May to November 2018. In August 2018, we collected litter and surface soil samples from all plots to measure net N mineralization and nitrification rates as indicators of microbial activity, and microbial biomass and various gene abundances (i.e., bacterial 16S rRNA gene, fungal ITS region, and bacterial and archaeal amoA genes) as indicators of microbial abundance. N deposition in forest edges was 1.4-fold greater than that in forest interiors, whereas maximum N deposition was 3.7 kg ha(-1). N deposition was significantly correlated with net N mineralization and nitrification rates and 16S rRNA and bacterial amoA gene abundances. Microbial community structures analyzed for bacterial 16S rRNA gene and fungal ITS region amplicons were different between litter and soil samples but were similar between the forest edge and interior, although this analysis was made only for single pair of the two plots in the forest edge and interior. N deposition was also correlated with the soil C/N ratio and nitrate and ammonium contents. Thus, it was suggested that some soil microbial activities and abundances in an N limited forest likely responded to moderately elevated N deposition. These findings provide primary information on soil microbial response to moderately elevated N deposition.

    DOI: 10.1080/00380768.2021.1974799

    Web of Science

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  • Effect of dry-wet cycles on carbon dioxide release from two different volcanic ash soils in a Japanese temperate forest 査読

    Hirohiko Nagano, Mariko Atarashi-Andoh, Jun Koarashi

    Soil Science and Plant Nutrition   65 ( 5 )   525 - 533   2019年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    DOI: 10.1080/00380768.2019.1649976

    Web of Science

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  • Laboratory examination of greenhouse gaseous and microbial dynamics during thawing of frozen soil core collected from a black spruce forest in Interior Alaska 査読

    Hirohiko Nagano, Yongwon Kim, Bang-Yong Lee, Haruka Shigeta, Kazuyuki Inubushi

    Soil Science and Plant Nutrition   64 ( 6 )   793 - 802   2018年11月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Informa UK Limited  

    DOI: 10.1080/00380768.2018.1525267

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  • Extremely dry environment down-regulates nighttime respiration of a black spruce forest in Interior Alaska 査読

    Hirohiko Nagano, Hiroki Ikawa, Taro Nakai, Miwa Matsushima-Yashima, Hideki Kobayashi, Yongwon Kim, Rikie Suzuki

    Agricultural and Forest Meteorology   249   297 - 309   2018年2月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier B.V.  

    In the face of increasing temperature at high latitudes, ecosystem respiration (RE) is a key to determining sink and source dynamics of a boreal forest. In this paper, we analyzed four-year RE data obtained in an open black spruce forest—a typical boreal forest ecosystem with permafrost in Interior Alaska. RE measured as nighttime CO2 effluxes for both the ecosystem and the forest floor were clearly situated along the exponential temperature-dependent curve, except for the data obtained in extremely dry conditions in mid-summer. More than 93 % of RE data measured at nighttime with high vapor pressure deficit (VPD &gt
    400 Pa) were lower than the values predicted from the temperature-dependent curve. Consequently, the year 2013 (with an unusually dry summer) had a 15 % lower amount of annual RE than that could be expected from the temperature-dependent curve without considering the effect of high VPD. The suppression of RE under dry conditions was also related to decreases in soil moisture and net ecosystem productivity. Finally, assuming daytime RE could be extrapolated from the temperature-dependent curves, annual daytime RE estimated with the effect of high VPD was decreased by up to 62% from RE estimated without the VPD effect. The down-regulation of RE presented in this study postulates a possible negative feedback for the carbon budget of boreal forests in response to climate warming.

    DOI: 10.1016/j.agrformet.2017.11.001

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  • Expansion of Agriculture in Northern Cold-Climate Regions: A Cross-Sectoral Perspective on Opportunities and Challenges 査読

    Adrian Unc, Daniel Altdorff, Evgeny Abakumov, Sina Adl, Snorri Baldursson, Michel Bechtold, Douglas J. Cattani, Les G. Firbank, Stéphanie Grand, María Guðjónsdóttir, Cynthia Kallenbach, Amana J. Kedir, Pengfei Li, David B. McKenzie, Debasmita Misra, Hirohiko Nagano, Deborah A. Neher, Jyrki Niemi, Maren Oelbermann, Jesper Overgård Lehmann, David Parsons, Sylvie Quideau, Anarmaa Sharkhuu, Bożena Smreczak, Jaana Sorvali, Jeremiah D. Vallotton, Joann K. Whalen, Erika H. Young, Mingchu Zhang, Nils Borchard

    Frontiers in Sustainable Food Systems   5   2021年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    Agriculture in the boreal and Arctic regions is perceived as marginal, low intensity and inadequate to satisfy the needs of local communities, but another perspective is that northern agriculture has untapped potential to increase the local supply of food and even contribute to the global food system. Policies across northern jurisdictions target the expansion and intensification of agriculture, contextualized for the diverse social settings and market foci in the north. However, the rapid pace of climate change means that traditional methods of adapting cropping systems and developing infrastructure and regulations for this region cannot keep up with climate change impacts. Moreover, the anticipated conversion of northern cold-climate natural lands to agriculture risks a loss of up to 76% of the carbon stored in vegetation and soils, leading to further environmental impacts. The sustainable development of northern agriculture requires local solutions supported by locally relevant policies. There is an obvious need for the rapid development of a transdisciplinary, cross-jurisdictional, long-term knowledge development, and dissemination program to best serve food needs and an agricultural economy in the boreal and Arctic regions while minimizing the risks to global climate, northern ecosystems and communities.

    DOI: 10.3389/fsufs.2021.663448

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  • Dynamic Mapping of Subarctic Surface Water by Fusion of Microwave and Optical Satellite Data Using Conditional Adversarial Networks 査読

    Hiroki Mizuochi, Yoshihiro Iijima, Hirohiko Nagano, Ayumi Kotani, Tetsuya Hiyama

    Remote Sensing   13 ( 2 )   175 - 175   2021年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:{MDPI} {AG}  

    Surface water monitoring with fine spatiotemporal resolution in the subarctic is important for understanding the impact of climate change upon hydrological cycles in the region. This study provides dynamic water mapping with daily frequency and a moderate (500 m) resolution over a heterogeneous thermokarst landscape in eastern Siberia. A combination of random forest and conditional generative adversarial networks (pix2pix) machine learning (ML) methods were applied to data fusion between the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) and the Advanced Microwave Scanning Radiometer 2, with the addition of ancillary hydrometeorological information. The results show that our algorithm successfully filled in observational gaps in the MODIS data caused by cloud interference, thereby improving MODIS data availability from 30.3% to almost 100%. The water fraction estimated by our algorithm was consistent with that derived from the reference MODIS data (relative mean bias: -2.43%; relative root mean squared error: 14.7%), and effectively rendered the seasonality and heterogeneous distribution of the Lena River and the thermokarst lakes. Practical knowledge of the application of ML to surface water monitoring also resulted from the preliminary experiments involving the random forest method, including timing of the water-index thresholding and selection of the input features for ML training.

    DOI: 10.3390/rs13020175

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  • 炭素循環研究のための土壌採取, 処理, 炭素同位体分析の実践ガイド 査読

    小嵐淳, 安藤麻里子, 永野博彦, SUGIHARTO,U., SAENGKORAKOT,C., 鈴木崇史, 國分陽子, 藤田奈津子, 木下尚喜, 永井晴康, LIANG,N., 松崎浩之, 堅田元喜

    日本原子力研究開発機構JAEA-Technology(Web)   2020-12 ( 2020-012 )   1 - 53   2020年10月

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    記述言語:英語  

    J-GLOBAL

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  • Carbon dioxide balance in early-successional forests after forest fires in interior Alaska 査読

    Masahito Ueyama, Hiroki Iwata, Hirohiko Nagano, Narumi Tahara, Chie Iwama, Yoshinobu Harazono

    Agricultural and Forest Meteorology   275   196 - 207   2019年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.agrformet.2019.05.020

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  • Spectral reflectance and associated photograph of boreal forest understory formation in interior Alaska 査読

    Hideki Kobayashi, Rikie Suzuki, W Yang, Hiroki Ikawa, Tomoharu Inoue, Hirohiko Nagano, Y Kim

    2018年11月

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  • Links between annual surface temperature variation and land cover heterogeneity for a boreal forest as characterized by continuous, fibre-optic DTS monitoring 査読

    Kazuyuki Saito, Go Iwahana, Hiroki Ikawa, Hirohiko Nagano, Robert C. Busey

    Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems   7 ( 3 )   223 - 234   2018年7月

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    出版者・発行元:Copernicus {GmbH}  

    DOI: 10.5194/gi-7-223-2018

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  • In Situ Observations Reveal How Spectral Reflectance Responds to Growing Season Phenology of an Open Evergreen Forest in Alaska 査読

    Kobayashi H, Nagai S, Kim Y, Yang W, Ikeda K, Ikawa H, Nagano H, Suzuki R

    Remote Sensing   10 ( 7 )   2018年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/rs10071071

    Web of Science

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  • 8 million phenological and sky images from 29 ecosystems from the Arctic to the tropics: the Phenological Eyes Network 査読

    Shin Nagai, Tomoko Akitsu, Taku M. Saitoh, Robert C. Busey, Karibu Fukuzawa, Yoshiaki Honda, Tomoaki Ichie, Reiko Ide, Hiroki Ikawa, Akira Iwasaki, Koki Iwao, Koji Kajiwara, Sinkyu Kang, Yongwon Kim, Kho Lip Khoon, Alexander V. Kononov, Yoshiko Kosugi, Takahisa Maeda, Wataru Mamiya, Masayuki Matsuoka, Trofim C. Maximov, Annette Menzel, Tomoaki Miura, Toshie Mizunuma, Tomoki Morozumi, Takeshi Motohka, Hiroyuki Muraoka, Hirohiko Nagano, Taro Nakai, Tatsuro Nakaji, Hiroyuki Oguma, Takeshi Ohta, Keisuke Ono, Runi Anak Sylvester Pungga, Roman E. Petrov, Rei Sakai, Christian Schunk, Seikoh Sekikawa, Ruslan Shakhmatov, Yowhan Son, Atsuko Sugimoto, Rikie Suzuki, Kentaro Takagi, Satoru Takanashi, Shunsuke Tei, Satoshi Tsuchida, Hirokazu Yamamoto, Eri Yamasaki, Megumi Yamashita, Tae Kyung Yoon, Toshiya Yoshida, Mitsunori Yoshimura, Shinpei Yoshitake, Matthew Wilkinson, Lisa Wingate, Kenlo Nishida Nasahara

    Ecological Research   33 ( 6 )   1 - 2   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Tokyo  

    We report long-term continuous phenological and sky images taken by time-lapse cameras through the Phenological Eyes Network (http://www.pheno-eye.org. Accessed 29 May 2018) in various ecosystems from the Arctic to the tropics. Phenological images are useful in recording the year-to-year variability in the timing of flowering, leaf-flush, leaf-coloring, and leaf-fall and detecting the characteristics of phenological patterns and timing sensitivity among species and ecosystems. They can also help interpret variations in carbon, water, and heat cycling in terrestrial ecosystems, and be used to obtain ground-truth data for the validation of satellite-observed products. Sky images are useful in continuously recording atmospheric conditions and obtaining ground-truth data for the validation of cloud contamination and atmospheric noise present in satellite remote-sensing data. We have taken sky, forest canopy, forest floor, and shoot images of a range of tree species and landscapes, using time-lapse cameras installed on forest floors, towers, and rooftops. In total, 84 time-lapse cameras at 29 sites have taken 8 million images since 1999. Our images provide (1) long-term, continuous detailed records of plant phenology that are more quantitative than in situ visual phenological observations of index trees
    (2) basic information to explain the responsiveness, vulnerability, and resilience of ecosystem canopies and their functions and services to changes in climate
    and (3) ground-truthing for the validation of satellite remote-sensing observations.

    DOI: 10.1007/s11284-018-1633-x

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    その他リンク: http://orcid.org/0000-0002-3090-7709

  • アラスカのトウヒ林における晴天·曇天時の森林ギャップ確率の測定と葉面積指数推定値の比較 査読

    小林 秀樹, 永野 博彦, 金 龍元, 鈴木 力英

    日本リモートセンシング学会誌   38 ( 1 )   44 - 50   2018年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 日本リモートセンシング学会  

    DOI: 10.11440/rssj.38.44

    CiNii Article

    CiNii Books

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    その他リンク: http://id.ndl.go.jp/bib/028841656

  • Leaf- and ecosystem-scale photosynthetic parameters for the overstory and understory of boreal forests in interior Alaska 査読

    Masahito UEYAMA, Narumi TAHARA, Hirohiko NAGANO, Naoki MAKITA, Hiroki IWATA, Yoshinobu HARAZONO

    Journal of Agricultural Meteorology   74 ( 2 )   79 - 86   2018年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Society of Agricultural Meteorology of Japan  

    DOI: 10.2480/agrmet.d-17-00031

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  • Evaluating the relationship between wildfire extent and nitrogen dry deposition in a boreal forest in interior Alaska 査読

    Hirohiko Nagano, Hiroki Iwata

    POLAR SCIENCE   11   96 - 104   2017年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Alaska wildfires may play an important role in nitrogen (N) dry deposition in Alaskan boreal forests. Here we used annual N dry deposition data measured by CASTNET at Denali National Park (DEN417) during 1999-2013, to evaluate the relationships between wildfire extent and N dry deposition in Alaska. We established six potential factors for multiple regression analysis, including burned area within 100 km of DEN417 (BA(100km)) and in other distant parts of Alaska (BA(AK)), the sum of indexes of North Atlantic Oscillation and Arctic Oscillation (OI), number of days with negative OI (OIday), precipitation (PRCP), and number of days with PRCP (PRCPday). Multiple regression analysis was conducted for both time scales, annual (using only annual values of factors) and six-month (using annual values of BA(AK) and BA(100km), and fire and non-fire seasons' values of other four factors) time scales. Together, BA(AK), BA(100km), and OIday, along with PRCPday in the case of the six-month scale, explained more than 92% of the interannual variation in N dry deposition. The influence of BA100km on N dry deposition was ten-fold greater than from BA(AK); the qualitative contribution was almost zero, however, due to the small BA(100km). BA(AK) was the leading explanatory factor, with a 15 +/- 14% contribution. We further calculated N dry deposition during 1950-2013 using the obtained regression equation and long-term records for the factors. The N dry deposition calculated for 1950-2013 revealed that an increased occurrence of wildfires during the 2000s led to the maximum N dry deposition exhibited during this decade. As a result, the effect of BA(AK) on N dry deposition remains sufficiently large, even when large possible uncertainties (&gt;40%) in the measurement of N dry deposition are taken into account for the multiple regression analysis. (C) 2016 Elsevier B.V. and NIPR. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.polar.2016.11.002

    Web of Science

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  • Latitudinal gradient of spruce forest understory and tundra phenology in Alaska as observed from satellite and ground-based data 査読

    Hideki Kobayashi, Ali P. Yunus, Shin Nagai, Konosuke Sugiura, Yongwon Kim, Brie Van Dam, Hirohiko Nagano, Donatella Zona, Yoshinobu Harazono, M. Syndonia Bret-Harte, Kazuhito Ichii, Hiroki Ikawa, Hiroki Iwata, Walter C. Oechel, Masahito Ueyama, Rikie Suzuki

    REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT   177   160 - 170   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE INC  

    The latitudinal gradient of the start of the growing season (SOS) and the end of the growing season (EOS) were quantified in Alaska (61 degrees N to 71 degrees N) using satellite-based and ground-based datasets. The Alaskan evergreen needleleaf forests are sparse and the understory vegetation has a substantial impact on the satellite signal. We evaluated SOS and EOS of understory and tundra vegetation using time-lapse camera images. From the comparison of three SOS algorithms for determining SOS from two satellite datasets (SPOT-VEGETATION and Terra-MODIS), we found that the satellite-based SOS timing was consistent with the leaf emergence of the forest under story and tundra vegetation. The ensemble average of SOS over all satellite algorithms can be used as a measure of spring leaf emergence for understory and tundra vegetation. In contrast, the relationship between the ground-based and satellite-based EOSs was not as strong as that of SOS both for boreal forest and tundra sites because of the large biases between those two EOSs (19 to 26 days). The satellite-based EOS was more relevant to snowfall events than the senescence of understory or tundra. The plant canopy radiative transfer simulation suggested that 84-86% of the NDVI seasonal amplitude could be a reasonable threshold for the EOS determination. The latitudinal gradients of SOS and EOS evaluated by the satellite and ground data were consistent and the satellite derived SOS and EOS were 3.5 to 5.7 days degree(-1) and -2.3 to -2.7 days degree(-1), which corresponded to the spring (May) temperature sensitivity of -2.5 to -3.9 days degrees C-1 in SOS and the autumn (August and September) temperature sensitivity of 3.0 to 4.6 days degrees C-1 in EOS. This demonstrates the possible impact of phenology in spruce forest understory and tundra ecosystems in response to climate change in the warming Artic and sub-Arctic regions. (C) 2016 The Authors. Published by Elsevier Inc.

    DOI: 10.1016/j.rse.2016.02.020

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  • Optimization of a biochemical model with eddy covariance measurements in black spruce forests of Alaska for estimating CO2 fertilization effects 査読

    Masahito Ueyama, Narumi Tahara, Hiroki Iwata, Eugenie S. Euskirchen, Hiroki Ikawa, Hideki Kobayashi, Hirohiko Nagano, Taro Nakai, Yoshinobu Harazono

    AGRICULTURAL AND FOREST METEOROLOGY   222   98 - 111   2016年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Understanding how high -latitude terrestrial productivity and evapotranspiration change in association with rising atmospheric CO2 concentration ([CO2]), also known as 'CO2 fertilization', is important for predicting future climate change. To quantify the magnitude of this fertilization effect, we have developed a big -leaf model that couples photosynthesis and stomatal conductance processes. This model was inverted by inputting eddy covariance CO2 and H2O fluxes from four black spruce forests in Alaska to infer spatially representative ecophysiological parameters using a global optimization technique. Inferred seasonal variations in a maximum carboxylation rate at 25 degrees C per unit leaf area and stomatal conductance suggest greater photosynthetic capacity per unit leaf area during the mid -growing season, compared to spring and autumn. The interannual variability of parameters suggest that warm summers stimulate photosynthetic capacity and dry summers force stomatal regulation. Based on the model with optimized parameters, small but clear increases in gross primary productivity (GPP) and decreases in latent heat flux (LE) were estimated to be associated with rising [CO2] from 2002 to 2014 (p &lt; 0.01). With a 23 ppm increase in summertime (June -August) [CO2] from 2002 to 2014, the rates of increase per unit [CO2] were approximately 0.16 +/- 0.04% ppm-1 for GPP and -0.06 +/- 0.03% ppm(-1) for LE from 2002 to 2014. However, considerable uncertainties (greater than 100%) were estimated in the magnitude of the fertilization effect associated with different parameterizations in the biochemical model, indicating the need for ecophysiological studies for boreal plants. A network of eddy covariance instrumentation installed across similar ecosystem types, such as the one used in this study, can be particularly useful for evaluating ecosystem -scale ecophysiological traits and their role under changing environmental conditions. (c) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.agrformet.2016.03.007

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  • Methane exchange in a poorly-drained black spruce forest over permafrost observed using the eddy covariance technique 査読

    Hiroki Iwata, Yoshinobu Harazono, Masahito Ueyama, Ayaka Sakabe, Hirohiko Nagano, Yoshiko Kosugi, Kenshi Takahashi, Yongwon Kim

    AGRICULTURAL AND FOREST METEOROLOGY   214   157 - 168   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Ecosystem-scale methane (CH4) exchange was observed in a poorly-drained black spruce forest over permafrost in interior Alaska during the snow-free seasons of 2011-2013, using the eddy covariance technique. The magnitude of average CH4 exchange differed depending on wind direction, reflecting spatial variation in soil moisture condition around the observation tower, due to elevation change within the small catchment. In the drier upper position, the seasonal variation in CH4 emission was explained by the variation in soil water content only. In the wetter bottom, however, in addition to soil temperature and soil water content, seasonal thaw depth of frozen soil was also an important variable explaining the seasonal variation in CH4 exchange for this ecosystem. Total snow-free season (day of year 134-280) CH4 exchanges were 12.0 +/- 1.0, 19.6 +/- 3.0, and 36.6 +/- 4.4 mmol m(-2) season(-1) for the drier upper position, moderately wet area, and wetter bottom of the catchment, respectively. Observed total season CH4 emission was nearly one order smaller than those reported in other northern wetlands, due probably to the relatively low ground water level and low soil temperature. The interannual variation of total snow-free season CH4 emission in the wetter bottom of the catchment was influenced by the amount of rainfall and thaw depth. On the other hand, in the drier upper position the amount of rainfall did not strongly affect the total season CH4 emission. Different responses of CH4 exchange to environmental conditions, depending on the position of a small catchment, should be considered when estimating the spatial variation in CH4 exchange accurately in ecosystems over permafrost. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.agrformet.2015.08.252

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  • Carbon and nitrogen compounds and emission of greenhouse gases in ancient and modern soils of the Arkaim Reserve in the Steppe Trans-Ural Region 査読

    K. Inubushi, V. E. Prikhodko, Kh. Nagano, D. V. Manakhov

    EURASIAN SOIL SCIENCE   48 ( 12 )   1306 - 1316   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MAIK NAUKA/INTERPERIODICA/SPRINGER  

    Carbon and nitrogen compounds and the emission of CO2, CH4, and N2O were studied in the ancient buried and modern background soils developed from different parent materials in the Arkaim Reserve of Chelyabinsk oblast. The studies were performed after an 18-year-long period of absence of anthropogenic loads on the local ecosystems. Element contents in the humus horizons of the chernozems of the former plowland and pastures and of the forest soil reach 28-45.6 g/kg for C-org, 2.5-4.5 g/kg for N-tot, 140-423 mg/kg for labile carbon (C-l), 32-73 mg/kg for labile nitrogen (N-l), 350-952 mg/kg for carbon of microbial biomass (C-mic), and 38-85 mg/kg for nitrogen of microbial biomass (N-mic). The contents of different forms of C and N depend on the soil type and texture and on the type of land use, including that before reservation of the territory. The emission of greenhouse gases was examined in this area for the first time. The production of CO2 by the soil buried about 4000 years ago is an order of magnitude lower than that by the modern soil. The emission and sink of N2O are small in both modern and ancient soils. The behavior of methane is clearly different in the automorphic and hydromorphic soils: the former serve as methane sinks, whereas the latter act as methane sources. The rate of the CO2 emission from the soils is controlled by many factors, including the soil type, texture, degree of hydromorphism, composition of parent materials, and type of land use.

    DOI: 10.1134/S1064229315120091

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  • Understory CO2, sensible heat, and latent heat fluxes in a black spruce forest in interior Alaska 査読

    Hiroki Ikawa, Taro Nakai, Robert C. Busey, Yongwon Kim, Hideki Kobayashi, Shin Nagai, Masahito Ueyama, Kazuyuki Saito, Hirohiko Nagano, Rikie Suzuki, Larry Hinzman

    AGRICULTURAL AND FOREST METEOROLOGY   214   80 - 90   2015年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    An open black spruce forest, the most common ecosystem in interior Alaska, is characterized by patchy canopy gaps where the forest understory is exposed. This study measured CO2, sensible heat, and latent heat fluxes with eddy covariance (EC) in one of those large canopy gaps, and estimated understory fluxes in a black spruce forest in 2011-2014. Then understory fluxes and ecosystem fluxes were compared. The understory fluxes during the snow-free seasons were determined by two approaches. The first approach determined understory fluxes as the fluxes from the canopy gap, assuming that fluxes under the canopy crown also had the same magnitude as the canopy gap fluxes. The second approach determined the understory fluxes by scaling canopy gap fluxes with a canopy gap fraction, assuming that only canopy gaps, which mostly constitutes the forest floor, contribute to fluxes. The true understory fluxes would be in between these two estimates. Overall, the understory accounted for 53% (39-66%), 61% (45-77%), 63% (45-80%), 73% (56-90%), and 79% (59-98%) of the total net ecosystem productivity (NEP), gross primary productivity (GPP), ecosystem respiration (RE), sensible heat flux (II), and latent heat flux (LE), respectively. The ratio of understory NEP (NEPU) to the ecosystem NEP (NEPE) and similarly calculated LEU/LEE during the daytime increased with vapor pressure deficit (VPD) at low VPD conditions (similar to 2000 Pa) at half-hourly temporal scale. At high VPD conditions, however, NEPU/NEPE decreased with VPD, whereas LEU/LEE was maintained at the high level even at high VPD conditions. Despite large ranges of the estimates for the understory contributions, we conclude that the understory plays an important role in the carbon and energy balances of the black spruce ecosystem, and their contribution highly depends on the level of VPD. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.agrformet.2015.08.247

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  • Effects of water vapor dilution on trace gas flux, and practical correction methods 査読

    Yoshinobu Harazono, Hiroki Iwata, Ayaka Sakabe, Masahito Ueyama, Kenshi Takahashi, Hirohiko Nagano, Taro Nakai, Yoshiko Kosugi

    JOURNAL OF AGRICULTURAL METEOROLOGY   71 ( 2 )   65 - 76   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC AGRICULTURAL METEOROLOGY JAPAN  

    The effect of water vapor dilution on CH4 flux was examined here using dynamic chamber measurements at the forest floor of a black spruce forest in interior Alaska. CH4 and CO2 concentrations were differently diluted by increased water vapor in each chamber. After correction for water vapor dilution was applied, source (positive) CH4 flux was enhanced, whereas sink (negative) flux was reduced, and magnitude changed depending on the condition of water vapor.
    Several methods were examined to practically correct water vapor dilution for fluxes previously measured. Numerical correction for all data sampled at high frequency intervals (DAE-method) is highly recommended. Water vapor dilution correction for ensemble-averaged data (SA-method) is also applicable, though not recommended in case of long-term average data for accurate flux determination, especially for data obtained at irregular source strength plots. When evapotranspiration is measured in parallel to CH4 flux, the removal of the water vapor increment due to evapotranspiration in the chamber is another option for correction (HCE-method). This method resulted in similar accuracy to the DAE-method, as long as continuously sampled data were applicable.
    The application of the correction for water vapor dilution to previous tower-based flux data (measured over a wet sedge tundra in Barrow throughout the month of August, 2000) also resulted in an increase in source (positive) flux of 6.6% on average.
    This study concludes that either accurate flux must be determined using mixing ratio, or a water vapor dilution correction must be applied using simultaneously measured water vapor and trace gases.

    DOI: 10.2480/agrmet.D-14-00003

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  • Does summer warming reduce black spruce productivity in interior Alaska? 査読

    Masahito Ueyama, Shinya Kudo, Chie Iwama, Hirohiko Nagano, Hideki Kobayashi, Yoshinobu Harazono, Kenji Yoshikawa

    JOURNAL OF FOREST RESEARCH   20 ( 1 )   52 - 59   2015年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER JAPAN KK  

    High-latitude warming has had a discernible effect on the productivity of boreal forests. Here, we report a change in the growth responses of a major biome of boreal North America, black spruce, to climatic warming, based on tree rings sampled at 11 sites in interior Alaska. Tree ring growth was negatively correlated with growing season air temperature, but positively correlated with annual precipitation. The magnitude of the negative correlation increased with increasing growing season temperature until the 1980s, suggesting that warming-induced drought restricted the productivity. However, after the mid-1990s, the negative correlation diminished, and tree ring growth responded positively to air temperature, suggesting that the productivity of the high-latitude forest, and potentially its carbon uptake, will increase under expected warming. The future trajectories of high-latitude forests in interior Alaska and associated carbon cycle feedback will depend on the duration and strength of this renewed response under future climatic warming.

    DOI: 10.1007/s10310-014-0448-z

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    その他リンク: http://orcid.org/0000-0002-3090-7709

  • Temperature regimes and turbulent heat fluxes across a heterogeneous canopy in an Alaskan boreal forest 査読

    Derek Starkenburg, Gilberto J. Fochesatto, Jordi Cristóbal, Anupma Prakash, Rudiger Gens, Joseph G. Alfieri, Hirohiko Nagano, Yoshinobu Harazono, Hiroki Iwata, Douglas L. Kane

    Journal of Geophysical Research   120 ( 4 )   1348 - 1360   2015年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley-Blackwell  

    We evaluate local differences in thermal regimes and turbulent heat fluxes across the heterogeneous canopy of a black spruce boreal forest on discontinuous permafrost in interior Alaska. The data were taken during an intensive observing period in the summer of 2013 from two micrometeorological towers 600m apart in a central section of boreal forest, one in a denser canopy (DC) and the other in a sparser canopy, but under approximately similar atmospheric boundary layer (ABL) flow conditions. Results suggest that on average 34% of the half-hourly periods in a day are nonstationary, primarily during night and during ABL transitions. Also, thermal regimes differ between the two towers
    specifically between midnight and 0500 Alaska Standard Time (AKST) it is about 3°C warmer at DC. On average, the sensible heat flux at DC was greater. For midday periods, the difference between those fluxes exceeded 30% of the measured flux and over 30 W m-2 in magnitude more than 60% of the time. These differences are due to higher mechanical mixing as a result of the increased density of roughness elements at DC. Finally, the vertical distribution of turbulent heat fluxes verifies a maximum atop the canopy crown (2.6 h) when compared with the subcanopy (0.6 h) and above canopy (5.1 h), where h is the mean canopy height. We argue that these spatial and vertical variations of sensible heat fluxes result from the complex scale aggregation of energy fluxes over a heterogeneous canopy.

    DOI: 10.1002/2014JD022338

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  • Effects of land-use type and nitrogen addition on nitrous oxide and carbon dioxide production potentials in Japanese Andosols 査読

    YuHua Kong, Mirai Watanabe, Hirohiko Nagano, Keiji Watanabe, Miwa Yashima, Kazuyuki Inubushi

    SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION   59 ( 5 )   790 - 799   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    Land-use type and nitrogen (N) addition strongly affect nitrous oxide (N2O) and carbon dioxide (CO2) production, but the impacts of their interaction and the controlling factors remain unclear. The aim of this study was to evaluate the effect of both factors simultaneously on N2O and CO2 production and associated soil chemical and biological properties. Surface soils (0-10 cm) from three adjacent lands (apple orchard, grassland and deciduous forest) in central Japan were selected and incubated aerobically for 12 weeks with addition of 0, 30 or 150 kg N ha(-1) yr(-1). Land-use type had a significant (p &lt; 0.001) impact on the cumulative N2O and CO2 production. Soils from the apple orchard had higher N2O and CO2 production potentials than those from the grassland and forest soils. Soil net N mineralization rate had a positive correlation with both soil N2O and CO2 production rates. Furthermore, the N2O production rate was positively correlated with the CO2 production rate. In the soils with no N addition, the dominant soil properties influencing N2O production were found to be the ammonium-N content and the ratio of soil microbial biomass carbon to nitrogen (MBC/MBN), while those for CO2 production were the content of nitrate-N and soluble organic carbon. N2O production increased with the increase in added N doses for the three land-use types and depended on the status of the initial soil available N. The effect of N addition on CO2 production varied with land use type; with the increase of N addition doses, it decreased for the apple orchard and forest soils but increased for the grassland soils. This difference might be due to the differences in microbial flora as indicated by the MBC/MBN ratio. Soil N mineralization was the major process controlling N2O and CO2 production in the examined soils under aerobic incubation conditions.

    DOI: 10.1080/00380768.2013.817938

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  • Soils, vegetation, and climate of the southern Transural region in the Middle Bronze Age (by the example of the Arkaim fortress) 査読

    V. E. Prikhod'ko, I. V. Ivanov, D. V. Manakhov, N. P. Gerasimenko, K. Inubushi, M. Kawahigashi, Kh Nagano, S. Sugihara

    Eurasian Soil Science   46 ( 9 )   925 - 934   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Paleosols of the unique fortress of Arkaim located in the steppe zone of the southern Transural region (Chelyabinsk oblast) were investigated. The dating of the buried soils was performed using the radiocarbon method. The time of building this archeological monument is the Middle Bronze Age (the Sintashta culture
    the calibrated dating with 1σ confidence is 3700-4000 years ago). Seven pits of paleosols and ten pits of background ordinary chernozems were studied. The soils are loamy and sandy-loamy. The morphological and chemical properties of the buried and background ordinary chernozems are similar
    they differ by the lower content of readily soluble salts in the paleosols as compared to the background ones. The sporepollen spectrum of the Arkaim paleosol is transitional from the steppe to the forest-steppe type. During the existence of this settlement, pine forests with fern ground cover grew, and hygrophytic species (alder and spruce) that nowadays are not recorded in the plant cover occurred. The main feature of the paleosols is the presence of pollen of xerophytic and halophytic herbaceous plants there. The few pollen grains of broad-leaved species testify to a higher heat supply as compared to the current one. Judging by the results of the spore-pollen and microbiomorphic analyses, the climate during the time of building the walls of the settlement was somewhat moister and warmer (or less continental) than the present-day climate. The duration of this period appeared to be short
    therefore, soil properties corresponding to the changed environment could not be formed. They reflect the situation of the preceding period with the climatic characteristics close to the present-day ones. © 2013 Pleiades Publishing, Ltd.

    DOI: 10.1134/S1064229313090032

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  • CO2, N2O and CH4 production/consumption potentials of soils under different land-use types in central Japan and eastern Hungary 査読

    YuHua Kong, Hirohiko Nagano, Janos Katai, Imre Vago, Agnes Zsuposne Olah, Miwa Yashima, Kazuyuki Inubushi

    SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION   59 ( 3 )   455 - 462   2013年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    The production/consumption of greenhouse gases (GHG) in soils are of great importance in global warming, but the involved soil physico-chemical and biological characteristics affecting GHG production and consumption potentials are poorly understood in different land-use types. Carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) production/consumption potentials from four land-use types and 10 soil types in central Japan and eastern Hungary, and their relationships with soil characteristics, were investigated. The average of CO2 production in Japanese soils was significantly higher than that of Hungarian soils due to the relatively higher microbial biomass carbon (MBC) content. N2O production from both countries' soils did not exhibit a significant difference. Most soils except Japanese paddy and soybean soils showed the potentials for CH4 consumption. Forest and grassland soils had relatively higher CO2 and N2O production than orchard and cropland soils for both countries. From regression analyses, it could be concluded that soil total nitrogen (TN) and ammonium-nitrogen (NH4 (+)-N) account for 40.8% and 25.5% variations of the soils' CO2 and N2O productions, respectively. The CH4 consumption was positively correlated with soil carbon/nitrogen (C/N) ratio, while soil MBC availability could account for 15% variation of CH4 consumption under aerobic conditions.

    DOI: 10.1080/00380768.2013.775005

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    その他リンク: http://orcid.org/0000-0002-3090-7709

  • 千葉大学森林環境園芸農場の土壌理化学性および微生物性の時間的および空間的変動−2002年,2003年および2011年の調査結果の比較− 査読

    永野博彦, 笠原敬弘, 高橋真亜沙, 吉岡 遼, 孔 玉華, 八島未和, 岡崎正規, 鈴木創三, 竹迫 紘, 田村憲司, 隅田裕明, 川東正幸, 小崎 隆, 伊ケ崎健大, 犬伏和之

    食と緑   67 ( 67 )   21 - 27   2013年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   出版者・発行元:千葉大学園芸学部  

    本報告では,千葉大学森林環境園芸農場(以下,沼田農場)において,2011年9月に実施された6大学による合同土壌調査の結果に基づき,特に土壌の基礎的理化学性および微生物性を報告した。さらに前回(2002年および2003年)と今回の調査結果を比較し,沼田農場における土壌の諸性質の時間的および空間的変動について議論した。沼田農場内にある林地2か所,果樹園1か所において,土壌断面調査および土壌理化学性・微生物性の分析を行った。理化学性および微生物性の分析には地表面に最も近い最も近い層(第1層位)および第1層位の直下の層位(第2層位)を供試した。調査項目のうち,2002年から2011年まで共通した傾向を示したものはほとんど無かった。土壌断面調査では,地表から深さ50から65cmにおける埋没腐植層の出現および果樹園における高い活性Al反応が2002年から2011年の調査で共通していた。また,pH(H2O)・全炭素・全窒素の以外の理化学性および微生物性は,植生の違い・層位の違いに関わらず2002年から2011年にかけて比較的大きな変動係数を示していた。その理由としては,沼田農場が傾斜地(傾斜10°程度)に位置しているために,土壌の移動や標高の変化が起こりやすく,狭い面積で環境の変化が起こることが影響していると考えられた。

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  • Emissions of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide from short- and long-term organic farming Andosols in central Japan 査読

    Hirohiko Nagano, Shigeru Kato, Shinji Ohkubo, Kazuyuki Inubushi

    SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION   58 ( 6 )   793 - 801   2012年

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    Here we have investigated the emission of carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O) from long- and short-term organic farming Andosols in Matsumoto city of Nagano, in central Japan. We focus on three upland plots in Matsumoto, distinguished by how long they had each experienced continuous organic farming (OF)in these three cases, since 1971, 2009, and 2010 (plots hereafter termed M39-OF, M1-OF, and M1F-OF, respectively). Since 2001, in M39-OF, mainly rye (Secale cereale L., as green manure) and soybeans [Glycine max (L.) Merril, as crop] were cultivated, in winter and summer respectively, without tillage, other fertilizers and agro-chemicals. In contrast, from 2001 to 2008 in M1-OF, and from 2001 to 2009 in M1F-OF, these plots underwent conventional farming of some vegetables with tillage, fertilizer and agro-chemicals. Soils sampled from M39-OF and M1-OF in August 2009 were incubated for 4 weeks in darkness at 25 degrees C. During these 4 weeks, M39-OF emitted 8.0 times more CO2 and 274 times more N2O than M1-OF. Less than 2?mu g carbon (C) kg1?dry soil of CH4 was emitted from both soils. From February 2010 until January 2011, CO2, CH4, and N2O emission rates of M39-OF and M1F-OF were measured almost monthly, using a closed-chamber method. Annual CO2, CH4, and N2O emissions were 317, 1.7, and 27?g CO2-C equivalent m2 in M39-OF, and 138, 0.2, and 21?g CO2-C equivalent m2 in M1F-OF, respectively. The rye yield in M39-OF was 334?g?C?m2. Soybeans in M39-OF and M1F-OF yielded 290 and 286?g?C?m2, and withdrew 230 and 224?g?C?m2, respectively. Greenhouse gas (GHG) balance was calculated at 52 and 97?g CO2-C equivalent m2 in M39-OF and M1F-OF, respectively. Negative GHG balance indicated that M39-OF was acting as a GHG sink, with higher CH4 absorption than M1F-OF. Further, this beneficial function for global warming was thought to be based on its cultivation system, which had included green manure application since 2001. The difference in gas exchange between incubation and field experiments was considered a reason for the difference in N2O emission between incubation and field experiments.

    DOI: 10.1080/00380768.2012.739550

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  • Carbon and nitrogen contents and greenhouse gas fluxes of the Eurasian steppe soils with different land-use histories located in the Arkaim museum reserve of South Ural, Russia 査読

    Hirohiko Nagano, Soh Sugihara, Miwa Matsushima, Susumu Okitsu, Valentina E. Prikhodko, Elena Manakhova, Gennady B. Zdanovich, Dmitry V. Manakhov, Igor V. Ivanov, Shinya Funakawa, Masayuki Kawahigashi, Kazuyuki Inubushi

    SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION   58 ( 2 )   238 - 244   2012年

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:TAYLOR & FRANCIS LTD  

    The effects of different land-use histories on contents of soil carbon (C) and nitrogen (N) and fluxes of greenhouse gases [carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O)] measured using the closed chamber method were investigated in the Arkaim museum reserve located in the South Ural of Russia. A natural forest site (NF) and two grassland sites that had different land-use histories (CL: cropland until 1991; PST: pasture until 1991; both sites have been fallow for 18 years) were selected for soil sampling and gas flux measurements. The vegetation in NF was mainly Betula pendula Roth. with steppe cherry and grassy cover. Perennial grasses (Stipa spp., Festuca spp. and others) have been planted in CL and PST since 1991 to establish reserve mode, and the projective cover of these plants were &gt; 90% in both sites in 2009. Soil samples were taken from the A horizon in the three sites, and additionally samples of the O horizon were taken from NF. The contents of soil C and N [total C, total N, soluble organic C, soluble N and microbial biomass C (MBC)] in the O horizon of NF were the largest among all investigated soils (p &lt; 0.05). Additionally, the total C, total N and MBC in PST were significantly larger than in CL (p &lt; 0.05). Positive CO2 fluxes (i.e., CO2 efflux) in all three investigated sites were observed. The CO2 efflux in NF was significantly larger than in CL and PST (129, 30 and 25 mg C m(-2) hour(-1), respectively, p &lt; 0.05), although there was no significant difference in values of CO2 efflux between CL and PST. There were no significant differences in the fluxes of CH4 and N2O among NF, CL and PST (p &gt; 0.05). Our current research indicated that, in soils of the Eurasian steppe zone of Russia, total C, total N and MBC were affected not only by current land-use (i.e., fallow grassland vs. natural forest) but also by past (until 18 years ago) land-use.

    DOI: 10.1080/00380768.2012.661354

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MISC

  • Microbial Biomass and Functions in Paddy Soil 査読

    Kazuyuki Inubushi, Hirohiko Nagano

    Microbial Biomass   103   2017年2月

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    出版者・発行元:{WORLD} {SCIENTIFIC} ({EUROPE})  

    DOI: 10.1142/9781786341310_0004

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  • Global nitrogen cycling and its availability from soils 査読

    Nitrogen Assimilation in Plants   2009年

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  • Does Soil Microbial Community Respond to Moderately Elevated Nitrogen Deposition? A Correlation Analysis in a Cool Temperate Forest Surrounded by Pasture Grasslands in Northern Japan

    Hirohiko Nagano, Masataka Nakayama, Genki Katata, Keitaro Fukushima, Takashi Yamaguchi, Makoto Watanabe, Toshiaki Kondo, Mariko Atarashi-Andoh, Tomohiro Kubota, Ryunosuke Tateno, Jun Koarashi

    Research Square (A preprint platform by Springer Nature)   2020年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:機関テクニカルレポート,技術報告書,プレプリント等   出版者・発行元:Research Square  

    <title>Abstract</title>
    We analyzed relationships between nitrogen deposition (deposition of nitrate and ammonium ions) and soil microbial properties, which were spatially varied in a cool temperate forest surrounded by normally fertilized pasture grasslands in northern Japan. The aim of the present study was to gain the primary information on soil microbial response to moderately elevated nitrogen deposition (&lt; 10 kg N ha<sup>−1</sup> y<sup>−1</sup>). We established three experimental plots in the forest edge adjacent to the grasslands and other three plots in the forest interior at least 700 m away from the grasslands. During May to November 2018, nitrogen deposition in each plot was measured. In August 2018, litter and soil (0−5 cm depth) samples were collected from all plots to measure net nitrogen mineralization and nitrification rates as indicators of microbial activity, and microbial biomass carbon and nitrogen and various gene abundances (i.e. bacterial 16S rRNA, fungal ITS, bacterial amoA, and archaeal amoA genes) as indicators of microbial abundance. Nitrogen deposition in the forest edge was 1.4-fold greater than that in the forest interior, even while the maximum deposition was 3.7 kg N ha<sup>−1</sup>. Nitrogen deposition was significantly correlated to the net nitrogen mineralization and nitrification rates and the 16S rRNA and bacterial amoA gene abundances. Microbial community structures in litter and soil samples were also analyzed using a high throughput DNA sequencer for the bacterial 16S rRNA and fungal ITS gene amplicons. Microbial community structures were different between litter and soil samples but were similar between the forest edge and interior. Significant correlations of nitrogen deposition to the soil carbon-to-nitrogen ratio, and the nitrate and ammonium contents were also observed. Thus, our results show that moderately elevated nitrogen deposition in nitrogen-limited forest edges likely stimulate microbial activities and abundances in soils.

    DOI: 10.21203/rs.3.rs-47616/v1

    DOI: 10.21203/rs.3.rs-47616/v2

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    その他リンク: https://www.researchsquare.com/article/rs-47616/v1.html

  • 森林炭素・窒素循環研究:学術分野を超えた連携は必要か?

    堅田元喜, 福島慶太郎, 小嵐淳, 山口高志, 渡辺誠, 永野博彦, 中山理智, 舘野隆之輔, 黄瀬佳之

    日本森林学会大会学術講演集   131st   2020年

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  • 野外型分光データを利用した永久凍土上のアラスカ・クロトウヒの季節変動の観測

    小林秀樹, 小林秀樹, 永井信, 永井信, Kim Yongwon, Yang Wei, 池田教子, 伊川浩樹, 永野博彦, 斉藤和之, 斉藤和之, 鈴木力英

    雪氷研究大会講演要旨集(Web)   2018   2018年

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  • アラスカのトウヒ林における晴天・曇天時の森林ギャップ確率の測定と葉面積指数推定値の比較

    小林秀樹, 永野博彦, 永野博彦, KIM Yongwon, 鈴木力英

    日本リモートセンシング学会誌   38 ( 1 )   2018年

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  • 23-11 ロシア、ウラル山脈南部のアルカイムにおける温室効果ガスの動態と土壌微生物性 : 耕作履歴や土壌年代の違いが及ぼす影響(23.地球環境,2010年度北海道大会)

    Nagano Hirohiko, Sugihara So, Matsushima Miwa, Prikhodko Valentina E., Manakhova Elena, Zdanovich Gennady B., Zdanovich Dmitry G., Funakawa Shinya, Kawahigashi Masayuki, Inubushi Kazuyuki

    日本土壌肥料学会講演要旨集   ( 56 )   179 - 179   2010年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本土壌肥料学会  

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  • 第19回世界土壌科学会議参加報告(国内外情報)

    ヴァーノ イムレ, 永野 博彦

    日本土壌肥料学雑誌   81 ( 5 )   530 - 531   2010年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本土壌肥料学会  

    DOI: 10.20710/dojo.81.5_530

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講演・口頭発表等

  • Laboratory incubation experiments to examine the effects of increased water fluctuation on CO2 release from volcanic ash soils in a Japanese temperate forest

    Hirohiko Nagano, Mariko Atarashi-Andoh, Jun Koarashi

    AGU Fall Meeting 2019  2019年12月 

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    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • 落葉広葉樹林における窒素沈着量と土壌微生物特性の関係

    永野 博彦, 小嵐 淳, 安藤 麻里子, 福島 慶太郎, 中山 理智, 堅田 元喜, 山口 高志, 渡辺 誠, 近藤 俊明, 舘野 隆之輔

    日本森林学会大会発表データベース  2019年  日本森林学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>窒素沈着量と土壌微生物特性の関係を明らかにするため、周囲を牧草地に囲まれ窒素沈着量が空間的に変動する落葉広葉樹林(北海道標茶町)において調査を行った。調査対象である森林の林縁部と林内部で、調査プロットを3か所ずつ選定し、8月にリター層と表層土壌(0-5cm)を採取した。各試料の微生物バイオマス炭素・窒素を測定するとともに、試料から抽出したDNAについて、全細菌と全真菌のそれぞれに特異的な遺伝子領域の存在量をリアルタイムPCR法によって測定し、細菌量と真菌量の指標とした。5月から6月までの2か月間での窒素沈着量は、200から300 mg m<sup>-2</sup> 程度で、林内部よりも林縁部で多い傾向を示した。調査した微生物特性のうち、表層土壌の細菌量は、窒素沈着量に対して正の相関を示し、変動の80%以上が窒素沈着量によって説明された。表層土壌の真菌量も窒素沈着量に対して正の相関を示したが、窒素沈着量によって説明された変動は全変動の30%程度であった。以上より、窒素沈着の増大は少なくとも表層土壌の細菌量を増加させる可能性があることが示唆された。今後、より詳細な解析を行うことで、窒素沈着量と細菌量の比例関係が成立したメカニズムを解明する。</p>

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  • Evaluation of the Relationship Between Ground Observed fPAR and Sentinel-2 Derived Vegetation Index in Four Japanese Temperate Forests

    Hirohiko Nagano, Rei Shibata, Yuzuha Izumi, Hiroki Akita

    AGU 2021 Fall Meeting  2021年12月  AGU

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:New Orleans, LA and virtual   国名:アメリカ合衆国  

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  • Soil organic carbon and its water-extractable fraction in volcanic ash soils in a Japanese temperate forest: relations to phosphate absorption coefficient and their implication

    Nagano, Hirohiko, Tanaka, Sota, Atarashi-Andoh, Mariko, Koarashi, Jun

    JpGU-AGU Joint Meeting 2020  2020年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 森林炭素・窒素循環研究:学術分野を超えた連携は必要か?

    堅田 元喜, 福島 慶太郎, 小嵐 淳, 山口 高志, 渡辺 誠, 永野 博彦, 中山 理智, 舘野 隆之輔, 黄瀬 佳之

    日本森林学会大会発表データベース  2020年  日本森林学会

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    開催年月日: 2020年

    記述言語:日本語  

    <p>地球温暖化をはじめとした地球環境問題の理解と解決には、複数の学術分野の研究者らが連携する研究(学際研究)が必要という考えが広まりつつある。このような認識は、森林物質循環に関する研究課題に対しても当てはまると思われ、学際研究を通じた新たな発見が個別研究を推進するなどの研究者へのメリットもある。一方で、研究者にとって学際研究を追求することにはリスクもある。例えば、助成金の確保、業績の評価、論文出版などに困難があるといわれている。また、専門性の違いによるコミュニケーションや手法の創意工夫は学際研究を進める上で最も重要かつ労力を要する部分であるが、それらが評価される機会は限られている。我々は、2017年に大気・水文・生態・微生物・地球化学などの専門家で構成されるプロジェクトチームを結成し、京都大学北海道研究林標茶区の天然林を対象に窒素沈着の影響評価を行ってきた。本発表では、このプロジェクトで行われた学術分野間の交流や挑戦を振り返りながら、学際研究のメリットとリスクについて考える。</p>

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  • 温暖化は土壌に貯留する有機炭素にどのような変化をもたらすか?

    小嵐 淳, 安藤 麻里子, 高木 健太郎, 近藤 俊明, 寺本 宗正, 永野 博彦, 國分 陽子, 高木 正博, 石田 祐宣, 平舘 俊太郎, 梁 乃申

    日本森林学会大会発表データベース  2019年5月  日本森林学会

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    開催年月日: 2019年5月

    記述言語:日本語  

    温暖化は、微生物による土壌有機炭素の分解を促進させ、土壌からの炭素放出量が増大することで、温暖化をさらに加速させる可能性が危惧されている。しかし、温暖化によって土壌炭素放出がどれだけ増加し、その増加がどのくらい持続するのかについては、土壌有機炭素の貯留・分解メカニズムに関する科学的知見が不足しており、不明のままである。本研究では、国立環境研究所が長期にわたって温暖化操作実験を展開し、土壌炭素放出の温暖化影響を評価している国内5つの森林サイトにおいて調査を実施した。各サイトの温暖化処理区と非処理区において、土壌有機炭素の貯留実態を、量、質(土壌鉱物との結合形態、有機炭素の化学構造、滞留時間など)、分解の温度応答の3つの観点で分析評価し、比較した。本講演では、これらの結果に基づいて、長期にわたる温暖化が土壌に貯留する有機炭素にどのような変化をもたらし、また、温暖化によって土壌炭素放出の増大がいかに持続しうるかについて議論する。

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  • 炭素・窒素同位体比で探る森林土壌有機物の蓄積状況

    安藤 麻里子, 小嵐 淳, 高木 健太郎, 近藤 俊明, 寺本 宗正, 永野 博彦, 國分 陽子, 高木 正博, 石田 祐宣, 梁 乃申

    日本森林学会大会発表データベース  2019年5月  日本森林学会

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    開催年月日: 2019年5月

    記述言語:日本語  

    森林の土壌有機物に含まれる炭素及び窒素の安定同位体比は深度とともに上昇することが数多く報告されている。安定同位体比の分布には様々な要因が関与するものの、その変動は有機物の生成・分解における同位体効果によって起きることから、異なる森林における安定同位体比の鉛直分布の違いは土壌有機物の蓄積・分解状況の違いを反映していると考えられる。本研究では、北海道から九州の気候や植生の異なる5つの森林を対象として、深度別に土壌を採取して比重分画を行い、炭素・窒素濃度及び安定同位体比を測定するとともに、放射性炭素を測定することで、各森林における土壌有機物の同位体比分布を調査した。土壌有機物の炭素及び窒素安定同位体比は、北海道の泥炭土壌サイト以外では全て深度とともに上昇したが、その変化量は平均気温及び放射性炭素で評価した有機炭素の滞留時間と関連を示した。泥炭土壌サイトでは、土壌層内で安定同位体比の明確な変化はなく、分解の進んでいない有機物が表層に長期間堆積していることが示された。さらに比重分画の結果も合わせて土壌有機物の蓄積・分解の地域特性を考察する。

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  • 空間的に不均一な窒素沈着は落葉広葉樹林の窒素・炭素動態に影響するか?

    堅田 元喜, 福島 慶太郎, 小嵐 淳, 山口 高志, 渡辺 誠, 永野 博彦, 中山 理智, 舘野 隆之輔

    日本森林学会大会発表データベース  2019年  日本森林学会

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語  

    <p>大気中の反応性窒素の生態系への過剰負荷による窒素飽和は、植物−土壌間での窒素動態だけでなく、森林の炭素蓄積機能にも影響を及ぼす。発表者らは、過去のデータからこのような影響は反応性窒素の乾性沈着の空間的不均一性に依存するという仮説を立て、大気・土壌・植物・陸水等の複数分野の専門家で構成される新しいプロジェクトを立ち上げた。研究対象地域として、源流域から窒素飽和が進行している可能性がある北海道標茶町の北海道研究林(落葉広葉樹林)の林内部と農畜産由来の大気アンモニアの沈着の影響を受けやすい林縁部に複数の調査区を設けた。2018年生育期の観測結果により、以下のことが明らかになった:林縁部では林内部に比べて、(1)大気アンモニアの地上濃度とその窒素沈着量は高く、(2)O層における有機物の炭素貯留量とC/N比は低かったがδ15Nは高く、(3)表層土壌(0–5 cm層)の細菌量が多く、(4)土壌中の硝酸態窒素の現存量と硝化活性がO層および表層土壌で高く、(5)立木の胸高断面積合計の増加量が高かった。発表では、これらの結果を紹介しながら本プロジェクトの仮説の妥当性を議論する。</p>

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  • 1-1-2 乾燥-湿潤サイクルが火山灰土壌の二酸化炭素放出に及ぼす影響(1-1 物質循環・動態,2018年度神奈川大会)

    永野 博彦, 安藤 麻里子, 小嵐 淳

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2018年8月  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2018年8月

    記述言語:日本語  

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  • 国内の森林土壌における団粒サイズと有機物特性の関係

    永野 博彦, 小嵐 淳, 安藤 麻里子

    日本森林学会大会発表データベース  2018年5月  日本森林学会

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    開催年月日: 2018年5月

    記述言語:日本語  

    土壌には様々な大きさの団粒が混在しており、団粒を構成する有機物の存在量や性質と団粒の大きさとの関係を明らかにすることは、土壌への炭素蓄積プロセスを理解するうえで重要である。本研究では、国内の森林から採取したリン酸吸収係数の異なる複数の土壌について団粒分画を行い、団粒サイズと団粒の炭素(C)・窒素(N)濃度およびC/N比との関係を調査することで、リン酸吸収係数をはじめとする土壌理化学性から団粒サイズと有機物特性との関係を推定できるかを検討した。一般的な黒ボク土と同程度のリン酸吸収係数(14g P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/kg)を有する森林土壌(宮崎県)では、団粒サイズに依らずC・N濃度は一様であった。広島県の森林で採取した土壌(リン酸吸収係数 4g P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>/kg)では、全団粒に占めるミクロ団粒(直径250μm未満)の重量割合は約15%であったが、C・N濃度はマクロ団粒(直径250μm以上)に比べ約2倍高く、ミクロ団粒のC含有量は全土壌C量の30%に達した。C/N比は、土壌の種類や団粒のサイズに依らず15前後を示した。より多地点での調査が必要であるものの、有機物濃度の団粒サイズに対する依存性をリン酸吸収係数から推定できる可能性が示唆された。

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  • 野外型分光データを利用した永久凍土上のアラスカ・クロトウヒの季節変動の観測

    小林 秀樹, 永井 信, 金 龍元, 楊 偉, 池田 教子, 伊川 浩樹, 永野 博彦, 斉藤 和之, 鈴木 力英

    雪氷研究大会講演要旨集  2018年  公益社団法人 日本雪氷学会/日本雪工学会

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    開催年月日: 2018年

    記述言語:日本語  

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  • P8-2-20 アラスカ内陸部の北方林土壌において凍結状態からの融解中に起こる温室効果ガス動態の変遷(ポスター,8-2 地球環境,2017年度仙台大会)

    永野 博彦, 重田 遥, 犬伏 和之

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2017年9月  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2017年9月

    記述言語:日本語  

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  • 森林生態系内の放射性セシウム移行における有機物および微生物の役割に関する実験的検討

    遠藤 雅貴, 小林 達明, 高橋 輝昌, 永野 博彦

    日本森林学会大会発表データベース  2017年  日本森林学会

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    開催年月日: 2017年

    記述言語:日本語  

    コナラとアカマツの放射性セシウム(RCs)移行・吸収における有機物と微生物の影響を比較するため、福島県川俣町で採取した鉱質土壌を充填したポットを用いて、コナラとアカマツの苗木の栽培試験を行った。有機物層の有無による植物のRCs吸収特性を比較するため、同地点から採取した有機物層をポット表面に敷いた有機物施用ポットと無施用ポットをそれぞれの樹種に設けた。葉内のRCs濃度は、コナラ・施用区が604Bq kg<sup>-1</sup>、コナラ・無施用区が364Bq kg<sup>-1</sup>となり、有機物層があるとRCs吸収量が高い傾向があった。アカマツ・施用区は64Bq kg<sup>-1</sup>、アカマツ・無施用区は101Bq kg<sup>-1</sup>であり、無施用区の方が若干高い傾向がみられた。野外での調査と同様に、コナラの方がRCs吸収量が大きく、コナラとアカマツではRCs吸収特性が異なることが示唆された。ポット全体の微生物RCs吸収量は、コナラ・施用区が2231Bq m<sup>-2</sup>、コナラ・無施用区が1001Bq m<sup>-2</sup>、アカマツ・施用区は514Bq m<sup>-2</sup>、アカマツ・無施用区は994Bq m<sup>-2</sup>であり、苗木のRCs吸収と同様の傾向がみられた。DGGEによる菌叢の予備解析では、有機物層においてナラとマツでバンドの発光の位置や輝度に相対的な違いがみられた。

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  • 6-1-9 開放系大気CO<sub>2</sub>増加実験による水田土壌窒素肥沃度の経年変化(6-1 水田土壌肥沃度,2016年度佐賀大会)

    小坂井 宏輔, 永野 博彦, 八島 未和, 和頴 朗太, 林 健太郎, 常田 岳志, 酒井 英光, 中村 浩史, 臼井 靖浩, 長谷川 利拡

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2016年  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

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  • 6-1-10 開放系大気CO<sub>2</sub>増加実験におけるタカナリの栽培が水田土壌アセチレン還元活性におよぼす影響(6-1 水田土壌肥沃度,2016年度佐賀大会)

    八島 未和, 中村 長流, 田場 秀卓, 永野 博彦, 林 健太郎, 常田 岳志, 荒井 見和, 大久保 卓, 中村 浩史, 臼井 靖浩, 長谷川 利拡

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2016年  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

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  • 6-1-11 開放系大気CO<sub>2</sub>増加実験におけるタカナリの栽培が水田土壌微生物バイオマスにおよぼす影響(6-1 水田土壌肥沃度,2016年度佐賀大会)

    宮入 大宗, 永野 博彦, 八島 未和, 和穎 朗太, 林 健太郎, 常田 岳志, 荒井 見和, 中村 浩史, 長谷川 利拡, 臼井 靖浩

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2016年  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2016年

    記述言語:日本語  

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  • 内陸アラスカのクロトウヒ林におけるメタン交換測定

    岩田拓記, 原薗芳信, 永野博彦, Yongwon Kim, 小杉緑子, 坂部綾香, 高橋けんし, 宮田明, 間野正美, 小野圭介, 植山雅仁

    森林水文ワークショップ2015  2015年3月 

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    開催年月日: 2015年3月

    記述言語:日本語  

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  • 6-1-10 水田土壌の無機態窒素測定法の従来法と簡易測定法の比較および検討(6-1 水田土壌肥沃度,2015年度京都大会)

    須藤 翔, 八島 未和, 永野 博彦, 小坂井 宏輔, 田場 秀卓, 宮入 大宗

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2015年  一般社団法人 日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2015年

    記述言語:日本語  

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  • Methane exchange in a lowland black spruce forest over permafrost measured with the eddy covariance technique

    Iwata, Hiroki, Y. Harazono, M. Ueyama, A. Sakabe, H. Nagano, Y. Kosugi, K. Takahashi, Y. Kim

    Arctic Change 2014  2014年12月 

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    開催年月日: 2014年12月

    記述言語:英語  

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  • 微気象学的手法を中心とした生態系スケールでのメタン交換の解明

    岩田拓記, 原薗芳信, 小杉緑子, 植山雅仁, 坂部綾香, 永野博彦, 奥見智佳, 間野正美, 小野圭介, 高橋けんし, 宮田 明

    日本農業気象学会 2014年全国大会  2014年3月 

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    開催年月日: 2014年3月

    記述言語:日本語  

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  • Eddy covariance observation of methane exchange in a boreal and a temperate forest ecosystem

    H. Iwata, Y. Harazono, Y. Kosugi, M. Ueyama, M. Mano, K. Ono, A. Sakabe, H. Nagano, K. Takahashi, A. Miyata

    Synthesis Workshop on the Carbon Budget and Forest Ecosystem in the Asian Monitoring Network (The 20th Anniversary of the Takayama Site) in Takayama, Gifu, Japan  2013年10月 

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    開催年月日: 2013年10月

    記述言語:英語  

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  • ロシア・ウラル山脈南部のアルカイム生態保護区のユーラシアステップ土壌―特に古土壌と湿地土壌―における温室効果ガスフラックスと土壌微生物性

    犬伏和之, 永野博彦, 八島(松島)未和, 杉原創, 舟川晋也, 川東正幸, ZDANOVICH Gennady B, PRIKHODKO Valentina E, MANAKHOVA Elena, MANAKHOV Dmitry, IVANOV Igor V

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2012年9月 

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    開催年月日: 2012年9月

    記述言語:日本語  

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  • 23-17 Effect of Additional N Inputs on Greenhouse Gas Production and N Mineralization under Three Land-use Types

    孔 玉華, 渡邊 未来, 永野 博彦, 渡邊 圭司, 犬伏 和之

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2012年9月  一般社団法人日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2012年9月

    記述言語:英語  

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  • 25-3 ロシア・ウラル山脈南部のアルカイム生態保護区のユーラシアステップ土壌 : 特に古土壌と湿地土壌における温室効果ガスフラックスと土壌微生物性(25.文化土壌学,2012年度鳥取大会)

    犬伏 和之, 永野 博彦, 八島(松島) 未和, 杉原 創, 舟川 晋也, 川東 正幸, Zdanovich Gennady B, Prikhodko Valentina E, Manakhova Elena, Manakhov Dmitry, Ivanov Igor V

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2012年9月  一般社団法人日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2012年9月

    記述言語:日本語  

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  • 23-18 関東近辺の有機農業畑地土壌における温室効果ガスの動態(23.地球環境)

    永野 博彦, 加藤 茂, 犬伏 和之

    日本土壌肥料学会講演要旨集  2011年8月  一般社団法人日本土壌肥料学会

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    開催年月日: 2011年8月

    記述言語:日本語  

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  • 有機農業畑土壌における微生物バイオマスとCO_2フラックスの季節変化(2011年度大会一般講演要旨)

    永野 博彦, 加藤 茂, 大久保 慎二, 犬伏 和之

    土と微生物  2011年  日本土壌微生物学会

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    開催年月日: 2011年

    記述言語:日本語  

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  • Biological properties of paleosols and present-day soils in Arkaim and its surrounding area, south Urals, Russia

    Nagano, H, Sugihara, S, Utsugi, I, Adachi, M, Okubo, F, Horaguchi, S, Matsushima, M, Okitsu, S, Prikhodko, V.E, Manakhova, E, Zdanovich, G.B, Zdanovich, D.G, Funakawa, S, Kawahigashi, M, Inubushi, K

    19th World Congress of Soil Science, Brisbane Convention and Exhibition Centre, Brisbane, Australia, 1-6 August 2010  2010年 

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    開催年月日: 2010年

    記述言語:英語  

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  • 有機農業畑地における温室効果ガスの動態および土壌微生物バイオマスとその群集構造解析(2010年度大会一般講演要旨)

    永野 博彦, 加藤 茂, 犬伏 和之

    土と微生物  2010年  日本土壌微生物学会

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    開催年月日: 2010年

    記述言語:日本語  

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  • 03-046 硝酸肉エキス培地で亜硝酸を蓄積し、亜酸化窒素を生成する脱窒細菌(物質循環,研究発表)

    永野,博彦, 篠原,真希, 瀬戸,昌之, 多羅尾,光徳

    日本微生物生態学会講演要旨集  2008年11月  日本微生物生態学会

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    開催年月日: 2008年11月

    記述言語:日本語  

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受賞

  • 「研究准教授」の名称付与

    2022年3月   新潟大学  

    永野 博彦

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  • FNCA2020年最優秀研究チーム賞

    2020年12月   アジア原子力協力フォーラム(FNCA)   Practical Guide on Soil Sampling, Treatment, and Carbon Isotope Analysis for Carbon Cycle Studies

    永井 晴康, 小嵐 淳, 安藤 麻里子, 永野 博彦, 太田 雅和, 木下 尚喜, 鈴木 崇史, 國分 陽子, 藤田 奈津子, 梁 乃申, 松崎 浩之, 堅田 元喜

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 容易に抽出可能な水溶性有機物の同位体情報を活用する土壌有機物分解動態の解明

    研究課題/領域番号:22H05717  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)  学術変革領域研究(A)

    永野 博彦

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

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  • 水分変動増大とプライミング効果:森林土壌の炭素動態予測高度化へ向けた影響評価

    研究課題/領域番号:21H02231  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    永野 博彦

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    配分額:17940000円 ( 直接経費:13800000円 、 間接経費:4140000円 )

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  • 地球温暖化に伴う降水パターンと気温の変化は火山灰土壌の有機物分解を促進するのか?

    研究課題/領域番号:18K14497  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    永野 博彦

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:3770000円 ( 直接経費:2900000円 、 間接経費:870000円 )

    本研究では、地球温暖化に伴い発生する可能性が高いとされる気温の上昇と降水パターンの変化が土壌の有機物分解および二酸化炭素(CO2)放出に及ぼす影響を明らかにするため、土壌培養実験を中心とした調査を行っている。特に、日本の森林に広く分布し、炭素貯留能が高いとされる火山灰土壌を調査対象としている。
    1年目は、実験に使う火山灰土壌の選定と適切な培養実験系の確立を目的とした予備実験を主に行った。北茨城の落葉広葉樹林で採取した理化学性の異なる2種類の火山灰土壌を供試土壌に選定した。また培養中の土壌乾燥速度を制御するための予備実験を繰り返し行い、約4週間で乾燥と再湿潤を1回繰り返す処理(Dry-Wet処理)と乾燥・再湿潤を全く行わず水分量がずっと一定の処理(水分一定処理)で培養期間中の平均水分量が等しくなるような実験系を確立した。本実験系の確立によって、「一定期間中の平均水分量が等しい場合でも水分変動の有無によりCO2放出や有機物分解が異なるか?」の定量的検証が可能になった。さらに、選定した2種類の火山灰土壌および確立した実験系を用いて、20℃におけるCO2放出速度を水分一定処理とDry-Wet処理で比較する120日間の予備的な培養実験を行ったところ、培養期間中の平均水分量が同じであってもDry-Wet処理のCO2放出は水分一定処理よりも明らかに多くなることが分かった。また、放出されたCO2に含まれる炭素安定同位体の存在比(δ13C-CO2)を測定したところ、δ13C-CO2はDry-Wet処理と水分一定処理で異なっており、Dry-Wet処理と水分一定処理では分解された有機物の理化学性や滞留時間が異なっている可能性が示唆された。11月からは20℃での培養に加え30℃での培養も開始し、「土壌有機分解およびCO2放出の温度依存性もDry-Wet処理と水分一定処理で異なるか」の検証を開始した。

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  • 不連続凍土帯のツンドラにおけるメタン動態に凍結-融解サイクルが及ぼす影響

    研究課題/領域番号:16K14869  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    犬伏 和之, 八島 未和, Kim Yongwon, 永野 博彦

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    地球温暖化によりツンドラが広く分布する連続永久凍土帯の一部が融解し埋蔵メタンの放出が懸念されるがその動態は未だ不十分である。本研究ではアラスカ内陸部のクロトウヒ林で採取した凍結土壌コアを3層に分け、各層土壌を0 から10 ℃ まで1 週間毎に変化させメタン放出速度を測定し、0 ℃ で培養した下層土壌で最大、表層および中間層でもメタン放出が観察された。5 および10 ℃ では下層のメタン放出が減少し、表層および中間層はメタン吸収を示した。嫌気的メタン生成酸化阻害剤を添加すると吸収と放出が減少した。細菌および古細菌群集のゲノム情報は土壌の深さとともに変化したが、融解に対しては変化しなかった。

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  • 森林火災煙の移流と凍土層の融解が北方林の栄養塩循環やオゾン放出に及ぼす影響の解明

    研究課題/領域番号:26550100  2014年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究  挑戦的萌芽研究

    原薗 芳信, 永野 博彦

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    森林火災由来のエアロゾル沈着は北方林での栄養塩循環に重要とされている。地球温暖化に伴なう火災の増加は北方林の炭素収支や生育に影響していると仮説を建て,観測的データと既往モデルの改良により明らかにしようとした。
    Alaska大学内クロトウヒ保護林の観測タワーに多段式フィルター装置を設置し,火災煙の移流に伴う乾性沈着量を測定した。2014年度に集中観測し,2015年度は収集したフィルタの分析と火災煙の通過コースなどの解析を行った。微量栄養塩の沈着量は火災煙が観測サイトに達する流蹟線の場合に大きくなること,濃度が低いため2週間に一度しか沈着量を評価できず,定常的な評価は困難であることがわかった。

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担当経験のある授業科目(researchmap)

  • 環境微生物学特論

    2019年10月
    -
    2020年3月

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  • 土壌肥沃度論

    2015年4月
    -
    2016年3月

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  • 土壌生化学

    2015年4月
    -
    2016年3月

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  • 土壌学

    2015年4月
    -
    2016年3月

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  • 生物生産環境学演習

    2015年4月
    -
    2016年3月

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  • 日本園芸学概論

    2015年4月
    -
    2016年3月

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担当経験のある授業科目

  • 卒業論文

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 陸域環境動態特論

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 大気汚染影響評価学特論

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 大気影響評価学特論

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 環境統計学

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 大気環境科学特論

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 大気汚染物質科学特論

    2022年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 土と水

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 環境ガバナンス概論

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 環境ファシリテーター論及び演習

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 温暖化メカニズム・影響学

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 育林系演習及び実習

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 森林環境論

    2021年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

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学術貢献活動

  • Topic Editor in Remote Sensing (ISSN 2072-4292)

    役割:企画立案・運営等

    MDPI  2020年9月 - 現在

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    種別:査読等 

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  • Reviewer Board Member in Soil Systems (ISSN 2571-8789)

    役割:査読

    MDPI  2020年4月 - 現在

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    種別:査読等 

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