雷放電計測から数時間先の豪雨と数日先の台風発達を予測

都市部でのゲリラ豪雨や大規模な台風は甚大な災害を引き起こす。災害を防ぐためには発達度をいち早く予測することが重要である。本研究は、局所発達する雷雲や台風勢力圏内で発生する雷放電活動から、数時間先の豪雨や1-2日先の台風強度を直前予測する。

・次世代シークエンサーにより集草サンプルから雑草群集を簡易的に評価
・雑草分布状況の大規模調査に最適

雑草管理を効率的に行うためには、その発生や分布パターンを把握する必要がある。本チームでは、北海道の主要雑草種についてDNAデータベースを構築し、次世代シークエンサーを用いた新しい雑草群集の評価法の確立を目指しています。

植物遺伝資源の多様な特性を理解し、植物育種への応用を考える

植物の三倍体は一般的に不稔になると考えられている。しかし、予備試験においてリンゴの三倍体が種子を形成していることがわかった。本課題ではリンゴの三倍体品種に形成される種子を利用し、その後代の獲得を試みる。

テンサイやビーツを用いた新しい科学原理の研究

品種改良とは、遺伝子の組み合わせを変えることです。その根幹は受粉なので、特に花粉の形成がどのように制御されているのかを研究しています。さらに、こうした仕組みがテンサイやビーツの中でどのように進化してきたのかを考えています。

植物・土壌・共生菌を軸にした養分獲得機構の解明と、その作物生産現場への応用

主要養分元素であるリンを中心に窒素やカリウム、さらには不要元素であるセシウムについて、土壌中での動態、植物に吸収されるメカニズムについて様々な作物を用いて研究しています。

生涯生産性を高める哺育・育成からのスマート酪農を目指す

わが国の生乳生産の安定化のためには、哺育牛の損耗低減が必要である。本研究は、哺育牛群の体温、行動、容姿の常時全頭モニタリングによって体調不良個体を早期検出する技術を開発する。

環境にやさしい農業、を、もっと身近に、もっとやりやすく

牛は食べた栄養素の八割近くを糞尿にしてしまう。それを土に撒き、草が伸び、牛が食べ栄養素はリサイクルされる。しかし土は保持できない栄養素を環境中へ排出する。これら目に見えにくい循環を理解し是正していく。

植物を通して環境と土壌を考える

土壌からの養分（必須のみならず不要、有害元素も含めて）移動には植物and/or微生物の生物的な作用が重要です。また、環境変動は植物を通して土壌にも影響を与えています。この相互作用の解析を通して新たな栽培技術の創出を目指しています。

短期間、幼植物を特別な環境で育てることで、耐湿性に優れた優良な育種母本や品種を探します

一般的に湿害は作物収量や商品価値を著しく損なわせ、特に耐湿性の弱い品目を水はけの悪い畑で栽培するとその被害は甚大となります。本研究では簡易な栽培装置を用いて、短期間で作物の耐湿性サーベイが可能な手法を考案しました。

道総研林産試験場（旭川）の試作した道産ダケカンバ硬式バットの品質を広くアピールし消費市場を獲得するために、工学的な数値評価を確立して材質の異なるバットの性能を差別化し、従来材料と合わせてカンバ材バットを消費者の選択肢として提供する。

波長変換フィルムで農作物成長を促進

農作物成長促進に効果的な強発光性の希土類錯体（発光効率：世界トップ）を開発。その発光体を透明シートに塗った光波長変換フィルム（紫外光→可視光）の作製に成功。

「植物の智恵」から学ぶ新しいデザインとものづくり

竹を始めとする維管束植物や、様々な植物の構造形態の力学的合理性をサイエンスの視点で実証するとともに、その構造形態を模倣することにより、既存の材料性能を凌駕する新しい構造材のデザインを目指しています。

環境DNAから，魚類などの海洋生物の生息を把握し，生物多様性情報を得る

自然・人為により撹乱を受けた生態系をファシリテーションすることでエコフレンドリーな復元を図る

ファシリテーションとは、ある植物の定着が他種の侵入定着を促進する現象を指す。噴火・火災・津波・採掘等の大撹乱により壊滅的被害を被った生態系において、そのようなファシリテータを検出し導入することで迅速かつエコフレンドリーな生態系復元を図る。

地球温暖化の緩和に向けて

北アメリカ北極域では地球温暖化に伴う火災の大規模化が起きている。そのため火災後の生態系回復様式も変化し、新たな切り口での生態系復元機構の解明が急務である。更に、本研究で得た知見を応用し様々な大規模撹乱後の生態系復元手法の開発も必要である。

バクテリアを用いることにより低分子バイオマスから
　　ボトムアップでナノフィブリル化セルロースを生産する

我々は、新奇なセルロース合成酢酸菌を取得し、糖蜜を原料としたナノフィブリル化バクテリアセルロース（NFBC: Fibnano®）の大量生産に成功しました。NFBCは流動性、混和性、成型性に優れており、幅広い分野での利用が可能です。

電池で駆動する超軽量・超コンパクトな化学分析装置

独自テクノロジーにより液体クロマトグラフの主要要素であるポンプ、カラム、および検出器を小型化し、Ｂ５サイズ・2 ｋｇというコンパクトで軽量かつポータブルな液体クロマトグラフを実現。これにより分析結果をその場で迅速に得ることが可能になります。

PID制御系に容易に追加可能な非線形補償器

現在、産業界ではPID制御が主力の制御手法として用いられていますが、PID制御則には摩擦や重力項といった非線形項の影響により制御精度が劣化するという問題があります。我々は、PID制御器に対し容易に追加できる非線形補償器を提案しています。

わたしのマチにも「縄文エコミュージアム」を

遺跡を調査して、「エコミュージアム」の「サテライト」として〈整備保存〉することによって、その土地で暮らす人たちの地域資源として、また人類共有の文化資源として、日常的・持続的に活用するための実践と仕組み作りに取り組んでいます。

排水を活用する次世代バイオマス生産と植物工場への共生細菌の利用可能性

北海道大学植物園のウキクサ亜科植物から全く新しい成長促進細菌P23を発見した。P23は植物の表面スイッチを押すことでその生育を促進する。ウキクサは排水を肥料として生育する高付加価値バイオマスであり、P23との共生によってその生産速度が約2倍

住民参加で地域の価値を創造する

風景計画の視点から、地域の環境を人々の認識や社会的な意味と結びつけて保全・活用する方法を研究しています。近年は、「健康」や「葬送」といった、社会とともに変容する価値観や空間的ニーズをどのように風景化できるかを実践的に研究しています。

温暖化するグリーンランドの沿岸環境

北極域に位置するグリーンランドでは、氷河氷床の質量が近年急速に減少しています。わたしたちは、氷河氷床と海洋が接するグリーンランド沿岸の環境変化に着目して、現地調査や人工衛星データを用いた研究を行っています。

“利用しつつ守る”順応的鳥獣管理システムの実践研究

地域社会と野生動物の軋轢（農業被害や外来種問題など）を軽減するため、住民参加・住民主体の調査・対策を企画・実施し、ボトムアップ型の政策支援を行っています。近年はシベリア先住民の暮らしを守る野生動物保護区の設定にも携わっています。

永久凍土融解に伴う地表沈降の検出

人工衛星「だいち」に搭載の合成開口レーダー(SAR)で得られるデータから、地表変形の画像を検出できる。従来は地震や火山活動に伴う地表の変位が主なターゲットだったが、地震火山とは無縁の北極圏の永久凍土地帯でも局所的な地盤変動が検出され始めた。

自然界の生物の歯や骨の主な成分であるリン酸カルシウム化合物で地盤を固める画期的な低環境負荷型注入材

地盤注入材（グラウト）の新たなセメント物質としてリン酸カルシウム化合物（以下CPC）に着目し、CPCの析出とCPCによる砂の固化に関する最適条件を検討した結果、ケミカルグラウトとバイオグラウトという2種類の新しい利用可能性が明らかになった。