GBIFデータを用いて地球規模の生物多様性損失への対応策を検討する
大橋春香（国研）森林研究・整備機構

森林総合研究所

自己紹介

大橋 春香
・（国研）森林研究・整備機構 森林総合研究所
野生動物研究領域 主任研究員

・東京農工大学大学院 博士（農学）・専門分野：植生管理学、野生動物管理学
・東京農工大学、筑波大学、森林総合研究所、国立環境研究所
においてポスドク経験を経て現職 (2020. 4～)

本日お話させていただく内容• なぜ地球規模の生物多様性影響評価が必要なのか？
• GBIFデータを用いた生物多様性モデルAIM-Biodiversity• 事例①気候変動対策が生物多様性に及ぼす影響の評価• 事例②生物多様性保全に向けた「野心的」シナリオの分析• 今後の展開

土地利用が生物の分布に及ぼす影響• 人が暮らしていくには様々な資源が必要→ 資源を直接獲得（採集・狩猟・漁労）→ 土地を利用して有用な動植物を育成し、生産物を獲得（農耕・牧畜）• 農業・工業といった人間活動に起因する土地の開発による生息地の破壊や分断化は、古来より、生物の分布に影響を及ぼしてきた。

https://commons.wikimedia.org/

気候変動が生物の分布に及ぼす影響• 近年、極域や高標高域への生物の分布移動が報告されており、気候変動による影響が指摘されている。
• 将来、気候変動による影響がさらに顕在化した場合、様々な生物の絶滅リスクが増大することが懸念されている。

Urban (2015) Science 348, 571-573.

なぜ地球規模の生物多様性影響評価が必要か？
人間の社会経済活動に起因する地球規模の環境問題が深刻化→

地球規模で影響を評価し、可能な進路や政策の選択肢を検討することが必要になっている

地球規模研究におけるGBIFデータの有用性

Global Biodiversity Information Facility（地球規模生物多様性情報機構）• 世界中の生物多様性情報を共有し、誰でも自由に閲覧できる仕組みをつくるために、2001年に発足した機構• 事務局：コペンハーゲン大学（デンマーク）• 16億レコードを超える “生物の分布情報”を利用可能

AIM-Biodiversityにおけるモデル構築手法
Maximum Entropy (MaxEnt) 法 Phillips et al. (2006)

・生物の分布データ（＝生き物がここにいましたという情報）からモデルの構築
・土地利用要因と気候要因に対する応答を取り扱う
生物の分布データ環境に対する応答曲線

環境データ

MaxEnt生息好適度マップ

応答曲線のイメージ

寒すぎる

好適な条件
年平均気温

暑すぎる

実際にやった下準備with 平田晶子さん@森林総合研究所

ダウンロード日：2015.07.22
レコード数：566,186,970※最初はファイルが大きすぎてRで読みこめないのでシェルスクリプト等で下処理①

対象とする５分類群（植物,両生類,爬虫類,鳥類,哺乳類）のデータを抽出②

おかしなデータの除去
・位置情報がない・（陸域の生物なのに）海上に位置する・レコードの採取国名と実際の位置が矛盾する③

IUCNの原産地域のリスト（南極を除く12地域を対象）と照合し、原産地域から得られたデータのみを抽出④

環境変数の解像度（0.5• ）に合わせ1セル1レコードに間引くGBIFの生物の分布情報が得られた場所
・レコードの精度が様々である
・サンプリングされた場所が偏っている→モデルを構築する際は、その影響を考慮する必要性サンプリングバイアスをどう考慮するか？
Target-group background 法 Phillips et al. (2009)

Target-group background

同じような調査手法で得られたOccurrenceデータは、似たようなサンプリングバイアスをもっていると仮定
近縁の分類群のデータ密度に応じてBackgroundデータを生成し、モデル構築に用いる

実際のモデル構築過程
説明変数（19種類の気候変数＋5種類の土地利用変数）のすべての組み合わせを生成（224 = 16,777,216通り）
・相関係数 ＞|0.70| の変数を含む組み合わせ・VIF ≧5 となる組み合わせ・入れ子状になっている組み合わせを除く、91パターンの変数の組み合わせをモデル候補とする
Occurrenceデータ（間引き後）が30レコード以上ある種について、91パターンの変数の組み合わせでMaxEntを実施、最もAICcが小さくなる説明変数の組み合わせを選択
Multiplierパラメーターを0.5刻みで1-15の間で最適化
Continuous Boyce Indexという指標でモデルの性能を評価し、十分な精度を得られた8,428種のモデルを用いて将来の気候シナリオおよび土地利用シナリオに当てはめる

将来分散可能な距離も考えてみる
・種特性データベースの構築[植物：散布形質・生育型；動物：体重・世代間隔・食性]

アロメトリー式を利用して分散可能な距離を推定
植物：Tamme et al. (2014) Ecology 95: 505-513
哺乳類・鳥類：Hilbers et al. (2016) Ecology 97: 615-626※両生類・爬虫類：分散距離－体重のアロメトリ式が見当たらなかったので作成

気候変動対策が生物多様性に及ぼす影響の評価
気候変動のみの影響を考えた場合、大規模な緩和策（2°C目標相当）は生物の絶滅リスクの低減に貢献(Urban et al. 2015)
しかし・・・

2°C目標を達成するためには、土地利用の改変を伴うエネルギー資源作物の利用や、大規模植林が重要な役割を担う土地利用の改変による影響を考慮したうえでも、気候変動対策は生物多様性の保全に寄与しうるのか？

全球スケールでの生物多様性への気候変動対策の影響評価
背景：２℃目標の達成には、新規植林やバイオ燃料用作物栽培など土地改変を伴う対策が必要である。しかし、土地改変は生物多様性の低下につながる恐れがある。

本研究では：

温暖化対策「あり」と「なし」、それぞれの場合における将来の生物多様性の損失程度を比較した

シナリオの組み合わせ：141通り
現状

気候変動サブシナリオ
年
Scenario
RCP
GCMs
1960 –––
現状
1990

土地利用変化サブシナリオ
対策あり
対策なし
SSP1_26W, SSP2_26W,
SSP3_34W, SSP4_26W,
SSP5_26W

2005

2050

2070

2050

2070

Current

LU

LU

LU

LU

(MIT-2050s)

gf
heip(MIT-2050s)(MIT-2050s)
mino
gf
he–ip
(MIT-2070s)
mino
gf
heip–
(BL-2050s)
mino
gf
heip
–
(BL-2070s)
mino
gf: GFDL-CM3; he: HadGEM2-ES; ip: IPSL-CM5A-LR; mi: MIROC-ESM-CHEM; no: NorESM1-M

対策あり
(MIT)

対策なし
(BL)

SSP1_Baseline,
SSP2_ Baseline,
SSP3_ Baseline,
SSP4_Baseline,
SSP5_Baseline

LUCC(MIT-2070s)(BL-2050s)(BL-2070s)

–––

LUCC

––

LUCC

––

LUCC

2050s

CC2070s

CC

2050s

CC–2070s

CC–

2.6(MIT-2070s)(BL-2050s)

8.5(BL-2070s)

土地利用変化と気候変動の影響を分離して評価する
複数のシナリオ下の「分散可能距離を考慮した生息適地」を組み合わせることにより、駆動因ごとの影響を区別
現状：Current； 土地利用変化のみ:LU; 気候変動のみ:CC;
土地利用変化＋気候変動（LUCC）

Loss: 生息適地ではなくなった地域; Gain: 新たに生息適地となった地域

全球スケールでの生物多様性への気候変動対策の影響評価（Ohashi et al. 2019 Nature Communication）

・5種類の社会経済シナリオのもとで予測した2070年代の生物分類群ごとの潜在生息域の変化割合（％）を比較
・どちらの場合でも潜在生息域は減少するが、その減少の程度は対策「あり」の場合で対策「なし」の場合よりも緩やかになる全球スケールでの生物多様性への気候変動対策の影響評価

全球スケールでの生物多様性への気候変動対策の影響評価
結果：・気温上昇が２℃以内に抑えられる対策「あり」のケース（上）のほうが、大幅な気温上昇によって多くの生物種の生息地が失われる対策「なし」のケース（下）よりも、生物多様性の損失が抑えられることが明らかになった

生物多様性を回復させるシナリオはあるのか？
・Bending the Curve initiatives が主導
・4種類の土地利用モデル+複数の生物多様性モデル
・生物多様性保全に向けた「野心的な」定量的シナリオの開発「自然再生＆保護」「健康的な食事&フードロスの削減」「農業生産性の向上＆貿易の促進」とその組み合わせを評価

Leclere et al. (2018) http://pure.iiasa.ac.at/id/eprint/15241/

なぜ複数の観点から評価を行うのか？

多様なとらえ方を反映させている

生物多様性を回復させるための道筋
生物多様性を回復させるには、複数の方策を組み合わせることが有効

Leclère et al. 2020原図, WWF 「生きている地球レポート」2020日本語版より

生物多様性モデルごとの結果
・5つの観点にまたがる9つの評価指標で評価を実施
・8つの生物多様性モデルが参画

生物多様性モデルごとの結果
・5つの観点にまたがる9つの評価指標で評価を実施
・8つの生物多様性モデルが参画

今後の展望• 今回対象にした分類群だけでなく、より多くの分類群を評価可能なモデルへとアップデートしていく• 他のセクター（水資源、農業、健康、etc…)と共通シナリオ下で影響評価を行うことで、セクター間のトレードオフやシナジーを評価していく
ご静聴ありがとうございました！
本研究は環境研究総合推進費S-14/2-1702/2-2002により実施されました。