国立環境研究所 地球環境研究センター

アラスカ・バローでは9月上旬でも寒い日には氷点下になり、霜が降りてツンドラがうっすらと白くなる

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号
永久凍土は地球温暖化で解けているのか？ アラスカ調査レポート（現地観測編）
国立環境研究所 地球環境研究センター 横畠徳太 ほか念願だったOzFluxとの共同開催 アジア及びオーストラリアにわたる生態系、気候変動と土地利
用変化について—第15回AsiaFlux Workshop 2018会議参加報告—
地球環境研究センター 衛星観測研究室 主任研究員 野田響 ほか

災害の被害を減らす近未来予測に期待—木本昌秀さんに聞きました—
地球環境研究センターニュース編集局

来場者参加型パネルディスカッション「ココが知りたい地球温暖化—パリ協定を達成できる技
術と社会のイノベーションとは？」
地球環境研究センター 交流推進係

地球温暖化防止展に行ってみた (2) —CO2の発生を減らす技術の紹介—
企画部 フェロー（前地球環境研究センター長） 向井人史

地球環境研究センター 炭素循環研究室 高度技能専門員 木村裕子

【最近の研究成果】高CO2環境下での植物変動光利用効率の促進メカニズムの解明
地球環境研究センター 炭素循環研究室 特別研究員 冨松元【最近の研究成果】東アジアにおける土壌表面からの一酸化二窒素（N2O）放出とその過去の変化：モデルに基づく評価
地球環境研究センター 物質循環モデリング・解析研究室長 伊藤昭彦

叢日超（Cong Richao）特別研究員がISPRSのシンポジウムでベストポスター賞を受賞しました
地球環境研究センターニュース編集局

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335001

永久凍土は地球温暖化で解けているのか？
アラスカ調査レポート（現地観測編）
国立環境研究所 地球環境研究センター 横畠徳太
アラスカ大学フェアバンクス校 岩花剛
海洋研究開発機構 斉藤和之
北見工業大学 大野浩
海洋研究開発機構 町屋広和

「永久凍土」とは、地下の温度が二年以上連続して0°C以下になる地面のことをいいます。夏に気温が上がって、地表付近の温度が0°Cを超えても、その地下で温度が0°Cを下回っている場合は「永久凍土」であるといえます。永久凍土が存在する領域は、北半球陸域の25%程度を占め、温室効果ガスであるメタンや二酸化炭素をはじめ、様々な有機物が大量に含まれています。このため、地球温暖化によって永久凍土が融解すると、温室効果ガスが大気中にさらに放出され、温暖化を加速させることが懸念されています。しかしこの過程についての理解が十分に進んでいないために、将来の気候予測の大きな不確定要素となっています。私たちは環境省環境研究総合推進費「永久凍土大規模融解による温室効果ガス放出量の現状評価と将来予測」プロジェクト [1] において、この問題に取り組んでいます。
昨年のレポート [2] に続き、今回は2018年9月上旬の現地観測の様子を中心に、永久凍土の現状について報告したいと思います。

1. 永久凍土の融解が温暖化を加速する
土の中には、生物（主に植物）の死骸が有機物の形で含まれており、微生物によって分解されつつ土壌が形成されます。分解された有機物は、二酸化炭素やメタンの形で、少しずつ地表から大気に放出されています [3] 。永久凍土では、土が水分と密接に結びついて凍ることにより、コンクリートのように固くなります [4] 。このため永久凍土では、非常に長い間、凍った土の中で有機物が閉じ込められ、あるいは土の中で有機物が分解されてガスの形になっても凍土の中にとどまり、地上に放出されない状態が続いています。現在の永久凍土の多くは、直近の氷期（最も寒かったのが約2万年前。高緯度域が今よりも広く氷河に覆われていた）の頃から凍っているものと考えられています。
このため、地球表層の二酸化炭素・メタン・有機物などの炭素量を比較すると、永久凍土には大気の2倍、陸上植物（地上にあり生存しているもの）の3倍程度の炭素量が含まれていると推定されています [5] 。
永久凍土が融解すると、凍った土の中に蓄積されてきた有機物が分解され、また凍土に含まれているメタンや二酸化炭素が大気中に放出されることになります。このため、(1) 化石燃料の燃焼などによって、温室効果ガス濃度が増加し、地球温暖化が進行する(2) 地表気温が上昇し、永久凍土が融解する(3) 永久凍土の融解によって温室効果ガスが大気に放出され、地球温暖化がさらに進行するというように、気候変動を加速する可能性があります。
これまでに、地球温暖化によって永久凍土が融解しているというさまざまな痕跡が報告されています [2] 。しかしながら、地面の下にある永久凍土の振る舞いを調べることは非常に難しく、また過酷な環境で観測を行うことを強いられるために、永久凍土融解の全体像は、十分に把握されていません。さらに、永久凍土に関する私たちの知見が十分でないために、永久凍土融解による温室効果ガス放出過程は、多くの将来気候変動予測モデルにおいて、考慮されていないのが現状です。このため、上記の過程は、将来の気候変動を予測する上で非常に大きな不確実要素になっているのです。

2. 永久凍土地帯の風景
私たちのプロジェクトでは、現地観測や人工衛星データの解析によって得られた知見を、数値モデルに組み込むことにより、永久凍土融解が気候変動に及ぼす影響について研究を行っています [1] 。現地観測はアラスカ、シベリアなど様々な地点で行っていますが、今回はアラスカ、バローでの様子を紹介します。バロー [6] は、米国最北端にある
人口5000人ほどの町ですが（写真1）、科学研究を支援する民間会社（Ukpeaġvik Iñupiat Corporation: UIC）もあり、米国内外の様々な研究プロジェクトのフィールドワークが行われています。私たちはUICの宿舎に泊まることができ（写真2）、非常に恵まれた環境条件下で現地観測を行うことができました。バローの町の周りはツンドラの湿地帯が広がっています（写真3）。この辺りが湿地になっているのは、非常に平らな土地であること、完新世の温暖期（6000年前頃）などに海水が入り込んだことなどが、関係しているかもしれません。

写真1 上空から見たバロー。現地観測を行った1年前、2017年6月に朝日新聞社機より撮影。まだ湖は凍結し、ところどころに雪が残っている

写真2 現地観測のための宿泊地。永久凍土の凍結融解の影響を避けるため、バローではどの建物も高床式になっていた。ここから観測サイトまでは車で移動

写真3 バローの町の周りにはツンドラの湿地帯が広がる。永久凍土に特徴的な地形、ポリゴン（多角形土）が見える。凍土の融解によって、網目状に地面が陥没し、陥没した部分に融解した水がたまる。観測を行った1年前の2017年6月に朝日新聞社機より撮影

ツンドラ地域では低温で植物の生育期間が短く土壌も浅いため、樹木が大きく育ちません。そのため、見渡す限り平坦な土地が広がっています（写真4）。地表付近にはコケ類が生育しています。様々な種類のコケ植物や地衣類が入り混じって生えていて、厚さは数十cmくらい、ふかふかしたクッションのような柔らかさをしています（写真5）。
永久凍土地帯では、地面の下で氷が成長しやすい場所が繋がり、その部分が融解して陥没することで、ポリゴン（多角形土）という地形が作られます（その詳細については [2] を参照）。上空から見ると、網目状の構造が見えます（写真3）。一つの網目の大きさは10m程度で、地上を歩いていても、ポリゴンの形を識別することができます（写真4）。今回の観測は9月上旬、夏の終わりで地下の氷が一番解けている時期で、氷がある場所には窪みができて水が溜まっています。

写真4 見渡す限り平坦なツンドラ湿地。↓で示した場所が、ポリゴン（多角形土）の網目部分で、凍土（地下の氷）が解けて陥没し水が溜まっている。トラフとも呼ばれる。水が溜まった部分にはイネ科型草本が生えている写真5 ツンドラの表面に生育する様々なコケ類

3. 永久凍土融解の現状を把握する
現場観測では、永久凍土の振る舞いを把握する上で基礎となる、地温・土壌水分・融解深の測定を行います。地温と土壌水分は、数十cmの深さにセンサーを地面に埋め、記録計（データロガー）につなぎ、計測を続けます。一点での地温と土壌水分の計測であれば、単3電池四本で一年以上は計測し続けることができます。計測器は小さな弁当箱程度の大きさなので、観測現場に置きっ放しにして測定を続け、年に数回データをパソコンで吸い上げ回収します（写真6）。

写真6 地温と土壌水分を記録した計測器から、データを吸い上げる。記録計から地中にセンサーが埋まっている

前述のように、永久凍土帯では夏に地表付近の温度が0°Cを超え、凍土が融解します。地表付近の解けている土壌の厚さが、融解深（thaw depth）です。融解深を測るためには、先の尖った目盛りのついた鉄の棒を、土の中に突き刺します（写真7）。融解している層の土は軟らかく、凍った土は非常に固いため、鉄の棒が凍った土に到達した深さ
が、融解深です。バローのツンドラ地帯で、60mの測線に沿って1–2mおきに融解深を図った結果が図1です。数km離れた2つの地点で測定を行った結果を示しています。図1から、わずか1m離れただけでも、融解深が異なることが分かります。また数キロ離れると、その違いはさらに大きくなります。この結果は、土の中の環境が、場所によって大きく異なることを示しています。生育している植物、地形や土の性質、水分量の違いによって、地中の温度分布が大きく異なり融解深に大きな違いが生じます。夏でも最高気温が10°Cを下回ることが普通な環境の中で、融解深を数多く測ることは非常に大変な作業ですが、地面の下の現象はきわめて不均一なために、数多くの場所で測定する必要があるのです。

写真7 融解深の測定。メジャーを伸ばした測線に沿って、1mおきに測定する。目盛りのついた鉄の棒を地面に突き刺し、凍土に達したところまでの深さを測る。凍土はコンクリートのように固いので、鉄の棒は融解している深さまでしか刺さらない

図1 60mの測線にそって測定した融解深（夏の間に凍土が解けている深さ）の結果。
10km程度離れた2つの観測点（観測点1と2）で、10m程度離れた2つの測線に沿って測った結果。場所によって融解深が大きく違う

私たちのプロジェクトでは、人工衛星を用いて永久凍土が融解する速度を直接的に捉える研究も行っています。永久
凍土中の氷が融解すると、融解した水が流れ出る分の体積が減って、地表の沈降が起こります。近年、人工衛星によって地表の高度を測定する精度が高まり、ゆっくりとした地面の動きを測定することができるようになりました。私たちのプロジェクトでは、人工衛星によって地表高度を測定することで、アラスカノーススロープ（ブルックス山脈の北部斜面）での永久凍土の融解速度を求めました [7] 。たとえば森林火災が起こった跡地では、断熱層となる表面

の植物層が焼けてなくなってしまうため、永久凍土の融解が早く、年間30cmも沈降する場所もあるという結果が得られました。人工衛星から得られた結果が正しいかどうかの検証は、地上観測（高精度GPS測量）で行います。人工衛星によって測定する高度分布には、様々な誤差が含まれるためです。地上に受信機を置き、GPS衛星と通信を行って、地面の高度を測定します（写真8）。このような現地観測の情報をもとに、人工衛星による観測の誤差を補正し、より正確な値を得ることができます。

写真8 高度測定。基準点となる受信機（左）を置き、側線に沿ってもう一つの受信機で高度を測定する。基準点を置くことで、測定の精度が向上する

4. これからの研究では上記のように、非常に不均一で複雑な凍土の振る舞いを、将来気候変動予測を行う数値モデルで表現することは、至難の技です。たとえば私たちが用いている全球気候モデルでは、計算機の能力のために、100km程度の格子点ごとにしか計算ができないためです [8] 。そこで私たちはまず、観測で得られたデータを最大限生かし、永久凍土融解過程
をある程度の広がりで扱う簡略化したモデルを作ります。このようなモデルを用いて、様々な可能性を想定して計算を行うことにより、幅を持たせて将来予測を提示することを目指しています。観測で得られたデータとしては、永久凍土の融解速度や永久凍土中の温室効果ガス濃度 [2] のデータなどを利用します。さらにこのような取り組みに加えて、永久凍土の融解過程、それによる温室効果ガス放出過程を、より詳細に記述することのできる複雑な数値モデルの開発を行っています。これには気候モデルと、陸域・海洋生態系モデルを結合した「地球システムモデル」と呼ばれるモデルが必要ですが、私たちは別のプロジェクト [9] とも協力してモデル開発を進めています。
効果的な現地観測を行うには、観測をするための体制を整え（観測許可・機器の持ち込み・食料宿泊の手配）、観測に適した最新の機器を準備するなど、様々な手順を踏むことが必要です。北極圏では夏でも氷点下になる過酷な環境で作業をすることもあり（写真9）、天候によってはデータが予定通り取れないこともあります。こうして得られたデータは非常に貴重です。苦労して得たデータから新たな現象について理解し、その知見をもとに将来の予測をする
ことは、非常にやりがいがあり、楽しい仕事でもあります。現地観測・人工衛星データ解析・数値モデル開発による研究を通して、引き続き、永久凍土の問題に取り組んでいきます。

写真9 バローでは9月上旬でも寒い日には氷点下になる。まだ雪は降っていないが、霜が降りてツンドラがうっすらと白くなった

脚注
1. 環境省環境研究総合推進費「永久凍土大規模融解による温室効果ガス放出量の現状評価と将来予測」プロジェクト, http://www.jamstec.go.jp/iccp/j/pfch4/
2. 横畠徳太ほか「永久凍土は地球温暖化で解けているのか？ アラスカ調査レポート」地球環境研究センターニュース2017年10月号

3. 土壌は温暖化を加速するのか？ アジアの森林土壌が握る膨大な炭素の将来, 国立環境研究所『環境儀』No. 66, https://www.nies.go.jp/kanko/kankyogi/66/02-03.htm
4. 極北シベリア, 福田正己著, 岩波新書, 1996年
5. IPCC第5次評価報告書第1作業部会報告書, 第6章炭素循環及びその他の生物地球化学的循環, Figure 6.1. http://www.ipcc.
ch/report/graphics/images/Assessment%20Reports/AR5%20-%20WG1/Chapter%2006/Fig6-01.jpg
6. アラスカ州バロー（Barrow）、正式名称はUtqiagvik。アラスカに渡り、エスキモーの村を救った日本人、フランク安田の生涯を描いた『アラスカ物語』（新田次郎）の舞台でもある。

7. Iwahana et al., J. Geophys. Res.: Earth Surface, 121(9), 1697-1715 (2016)
8. 塩竈秀夫「よりよい気候変動対策の礎をつくる：気候変動予測の不確実性の低減」地球環境研究センターニュース2018年8月号

9. 統合的気候モデル高度化研究プログラム, 領域テーマB, 炭素循環・気候感度・ティッピングエレメント等の解明, http://
www.jamstec.go.jp/tougou/research/theme_b.html

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念願だったOzFluxとの共同開催
アジア及びオーストラリアにわたる生態系、気候変動と土地利用変化について—第15回AsiaFlux
Workshop 2018会議参加報告—
地球環境研究センター 衛星観測研究室 主任研究員 野田響
地球環境研究センター 炭素循環研究室 高度技能専門員 寺本宗正
地球環境研究センター 陸域モニタリング推進室 高度技能専門員 井手玲子
地球環境研究センター 陸域モニタリング推進室 高度技能専門員 中田幸美

1. はじめに2018年8月20日から26日にかけて、OzFlux-AsiaFlux Joint Conference 2018（OAFlux18）がオーストラリアのダー
ウィンにおいて開催された。今回のワークショップは “Ecosystems, climate and land-use change across Asia andAustralasia” と題して、アジア諸国のみならず、オセアニア諸国までにわたる観測の成果についてより踏み込んだ取り組みの情報共有・議論をする機会となった。
AsiaFluxは、アジア地域における陸域生態系と大気の間で交換される物質（主に二酸化炭素（CO2）、水蒸気）および熱エネルギー等の観測や評価を行う分野の研究者を中心とするコミュニティーである。国立環境研究所地球環境研
究センターは、1999年の活動開始当初から事務局としての機能を担っており、若手育成を目的としたトレーニング
コースや、定期的なワークショップ・研究集会等の開催支援、ウェブサイト・データベースの管理などを行っている。
今年はオーストラリア国内のネットワークであるOzFluxが主体となり、AsiaFluxの運営委員の中から数名が現地運営委員会に加わり、共同でワークショップの企画・運営を行った。参加者はオセアニア／アジア諸国を中心に計13カ
国、約140名が集まった。国立環境研究所からは5名が参加した。
本会合（Scientific meeting）開催前の3日間は、若手研究者や大学院生のみならず、関連分野の企業に所属する技術専門家も交えて、観測技術の向上を目的としたテクニカルワークショップが実施された。総勢45名の参加であった。今回は初の試みとして、フラックス観測の分野における代表的な観測機器メーカーであるCampbell Scientific社、LI-COR社、ICT International社による合同開催となった。基本的観測技術の指導はもとより、かなり専門的な内容まで入りこんだ議論が展開された。

写真1, 2 テクニカルワークショップの様子。実際に観測に用いられる3次元超音波風速計
や赤外吸収型ガス分析計を用いた正しい観測方法の紹介や、渦相関法によるフラックス計
算の理論的な解説とデータ処理のレクチャーなどが行われた

写真3 テクニカルワークショップにて、熱心な個別指導も行われた

2. Joint Conference 1日目（8月23日）

本会合開会にあたり、Jenny Davis氏（チャールズ・ダーウィン大学、オーストラリア）、Suzanne Prober氏（OAFlux18運営委員代表、オーストラリア連邦科学産業研究機構）、Guirui Yu氏（AsiaFlux委員長、中国科学院）
から歓迎の挨拶があった。
本会合の3日間、各日のプログラムの最初の講演はplenary addressとされ、Albert Van Dijk氏（オーストラリア国立大学）、Andres Campbell氏（オーストラリア国際農業研究センター）、村岡裕由氏（岐阜大学）の計3名の基調講演が行われた。
本会合では研究内容ごとにセッションが12まで分かれており、初日はセッション1〜4の発表が行われた。
23日に行われたセッション1及び2「Process Understandings（プロセスの理解）」では、主に観測データに基づいた、生態系における炭素循環のプロセス解明に関する研究紹介が行われた。Dushan Kumarathunge氏（ウェスタン
シドニー大学）らは、単葉レベルおよび林冠レベルの光合成に関する温度反応性の違いに注目し、高さ9mの大型チャンバーを用いた実験結果を紹介した。その結果から、光飽和していない葉が、林冠レベルの光合成の低い最適温度に大きく影響していることが明らかにされた。高木健太郎氏（北海道大学）らは、LiDAR観測データを用いた、北海
道冷温帯林における10年間（2004年〜2014年）のバイオマス変動の推定に関する研究紹介を行った。その変動の空間分布は不均一性が強かったものの、平均値は約4MgC ha−1の増加であり、毎木調査やタワー観測に基づくデータと整合性が高いことが示された。寺本宗正（国立環境研究所）らは、東広島常緑広葉樹林における10年間（2007年
末〜2017年）の土壌温暖化操作実験の結果を発表した。その結果によれば、温暖化による土壌排出CO2の増加率は年々変動が大きかったものの、10年間を通してその増進効果が維持された。生態系における炭素循環のプロセス解
明は、将来の気候変動に対して生態系がどの様に応答するのかを予測する鍵になり得る。そういった意味で、本セッションの研究発表は非常に興味深かった。
23日午後のセッション3「Disturbance（攪乱）」では、火災が自然生態系の炭素収支や水収支およびバイオマスに与える影響に関する研究が目立った。オーストラリアでは、人為起源の森林火災が大きな環境問題となっていることがその背景にある。Jason Beringer氏（西オーストラリア大学）らは、オーストラリア南東部の、セイタカユーカリ林における炭素収支の観測結果を紹介した。その森林では、2009年2月に壊滅的な森林火災が起こったが、その後の5年間で森林の総生産量と蒸発散量は火災前のレベルに戻ったことが示された。この様に生産量と蒸発散量が火災後迅速に回復したことには、ユーカリの旺盛な成長速度が関わっているものと考えられた。本セッション以外でも、生態系に対する火災の影響評価に関する発表が見られたことから、オーストラリアにおける火災の影響に対する関心の高さがうかがえた。
口頭発表最後の時間帯に「Solar-induced chlorophyll fluorescence（太陽光励起クロロフィル蛍光、以下SIF）」というタイトルのセッション4が設けられた。近年、SIFリモートセンシングの陸域植生CO 2フラックス推定への利用研究が急速に広がっている。しかしクロロフィル蛍光は植物生理的な現象であるにも関わらず、生理学的機構をよく理解しないままSIFを扱う研究者は少なくない。一方、オーストラリアは非常に先進的な植物生理生態学研究が行われてきた国で、本会合にも植物生理生態学を背景とする研究者が多数参加しており、聴衆の反応はなかなか興味深いものとなった。セッションの1件目としてYongguang Zhang氏（南京大学）は、SIFの概要を説明した上で、温室効果ガ
ス観測技術衛星GOSATにより観測されるSIFはフットプリントが直径10.5kmと粗いことに加えてデータの分布が空間的にまばらであるとして、空間解像度がより細かいOCO-2衛星が観測したSIFを利用し、異なる植生タイプごとに地上観測フラックスデータとの比較を示した。続く2件目では野田響（国立環境研究所）が、GOSATで観測されるSIFデータについて紹介した上で、これらのデータを有効に使うために、生理生態学的研究やモデル構築を進めていることを紹介した。この発表の中で、GOSATの空間解像度は確かに粗いものの、データを丁寧に解析すれば、植生のフェノロジー（生物季節）や農事暦などさまざまな情報を読み解けることを示した。Zhang氏がGOSATのSIFデー
タに対して否定的な内容を含む発表をした後だったこともあり、発表の後、Lindsay Hutley氏（チャールズ・ダーウ
ィン大学）から、野田は個人的に「あなたの発表の “Data is data” という強いメッセージが良かった」とコメントをもらっていた。その他のSIF検証に関する研究発表では、光合成過程の一部での現象と森林のフラックスについて、途中の多くの複雑なプロセスを考慮せずに突飛な「因果関係」を論じる内容のものもあり、聴衆からたくさんの質問とコメントを集めていた。SIFの有用性は植物生理的なプロセスと直接リンクしたデータを観測から得られることにあるので、データの利用研究や地上検証を発展させるためには生理生態学的プロセスについての十分な理解が必要である。

写真4 本会合で挨拶するYu氏（AsiaFlux委員長）

写真5, 6 セッションごとの発表の様子（上：寺本は東広島常緑広葉樹林における10年間の土壌温暖化操作実験の結果を発表。下：野田はGOSATで観測されるSIFデータの有効な使い方を紹介）

3. Joint Conference 2日目（8月24日）

会合2日目となる24日には、主に生態系別の炭素収支や温室効果ガス排出に関する研究報告が行われた。セッション
7「Tropical Ecosystems（熱帯生態系）」では、熱帯林や熱帯泥炭地に着目した観測研究が多く紹介された。Xin
Zhao（国立環境研究所）らは、マレーシア低地熱帯天然林の土壌排出CO2に関する4年間の観測結果から、その変動には土壌水分が強く影響していることを示した。Massimo Lupascu氏（シンガポール国立大学）らは、ブルネイにおける熱帯泥炭湿地林と火災後の荒廃林地において生態系呼吸量の比較を行い、泥炭地における火災が生態系呼吸量の増加につながったことを述べた。Sigit D. Sasmito氏（チャールズ・ダーウィン大学）らは、西パプアにおけるマングローブ林の伐採後、炭素貯蔵量と土壌排出CO 2がどの様に経年変化したかを明らかにした。それによれば、炭素貯蔵量は伐採後25年までに伐採前のレベルまで回復する一方、土壌排出CO2は伐採当年および1年後に大きく増加した後、漸減することが示された。熱帯生態系におけるバイオマスや炭素収支の推定値には、まだ大きな不確実性が残されているとされる。しかしながら、本セッションにおける研究紹介から、熱帯生態系における観測研究が日々進展していることが実感できた。

写真7 発表の様子（Zhaoはマレーシア低地熱帯天然林の土壌排出CO2に関する4年間の観測結果を報告）4. Joint Conference 3日目（8月25日）

最終日のplenary addressでは村岡裕由氏が “Networking networks toward the concerted in-situ terrestrial ecosystemobservations” と題して講演した。まずGEO（Group on Earth Observations 地球観測に関する政府間会合）および衛星観測や地上観測など複数の観測システムを連携させた包括的な全球地球観測システムであるGEOSS（Global Earth
Observation System of Systems）など、世界全体で進められている大きな観測の取り組みが紹介された。そして、AsiaFluxやOzFluxのようなフラックス観測サイトネットワークの他、LTER（Long-Term Ecological Research）、BON（Biodiversity Observation Network）といった地上観測ネットワークについて、それらの全体の中での位置づ
けと、ネットワーク間での連携の方向性について、具体的な事例とともに紹介された。またGEOの取り組みの中でも、本会合の参加者にとって関連の深いであろうGEO-Carbon and GHG Initiativeについて解説し、炭素循環研究での基準となる観測項目として提案されている “Essential Carbon Cycle Variables (ECCV)” の観測データを活用して、さまざまなアプローチから地球観測研究を進める展望について話した。多くの研究者は普段の研究活動で、大局を見てその中での自身の研究の位置づけを確認することを置き去りにしがちだが、この講演は、改めて地上観測研究とその周辺全体を見渡す機会を提供するものとなった。
最終日はセッション10〜12が開催された。セッション10「Extreme Events（極端気象現象）」では、気候変動によって極端気象の頻度が増すとされているが、全体的に降水量が少ないオーストラリアでは、旱魃（かんばつ）の脅威
が多くの研究者に注目されている。Stefan K. Arndt氏（メルボルン大学）らは、ユーカリの耐乾燥性に関する可塑性に注目した研究紹介を行った。その結果によれば、枝の断面積と葉面積の比率などの耐乾性形質はある程度の可塑性を示すが、葉の面積などはほぼ遺伝的に決まっていた。つまり、ユーカリの耐乾燥性に関する可塑性は限定的である
ため、急激な気候変動には適応できないと示唆した。湿潤な日本においては、旱魃の影響はあまり実感できないが、
本セッションの発表を聞く限り、オーストラリアの研究者たちが、危機感を持って旱魃の影響評価にのぞんでいることがうかがえた。
セッション11「Regional to Continental Scale analysis（地域から大陸スケールでの解析）」では千葉大学の市井和仁氏（国立環境研究所連携研究グループ長兼任）が、アジア域の陸域炭素収支の推定方法についての発表を行った。
市井氏らは、地上のフラックスやプロセス観測データから衛星リモートセンシングデータと機械学習モデル [注] を活用して広域化したボトムアップと、GOSATの広域データとインバースモデルによるトップダウンとの両方向からのアプローチによって推定値の相互比較を行ってきた。新たに、従来のモデルに土地利用変化を加えることによって東南アジアの熱帯林生態系における推定精度が向上し、2000年代のCO 2吸収量の増加を説明できたことを報告した。
今後は人工衛星ひまわりのデータも活用することによって、より高い時間解像度での推定が可能になると期待される。さらに高精度で信頼性の高い推定を行うためには多くのフラックスサイトの観測データの集積と共有が必要であり、アジアフラックスへの積極的なデータ提供の呼びかけがなされた。

写真8 村岡氏は “Networking networks toward the concerted in-situ terrestrial ecosystemobservations” と題する講演を行った

5. ポスターセッション（3日間）
ポスターセッションでは、さまざまな生態系におけるフラックス観測と植物生理生態、SIFなどのリモートセンシン
グ、気候変動や攪乱などのストレス要因との関係など多岐にわたる内容で約30件の発表があった。ポスターは3日間の全会期を通して会議室および会議室前ホールに掲示され、随時、活発な意見交換が行われた。
国立環境研究所からは井手玲子が「日本の山地および高山におけるフェノロジーを規定する環境要因とCO2フラック
スへの影響」のタイトルで発表した。富士北麓と立山における10年前後のフェノロジー観測の結果から、春の展葉
日は山地林では気温の積算値に規定されるのに対して、高山では消雪時期が主要因となり、展葉日の早さが秋の紅葉
フェノロジーにも関係していること、さらにフェノロジーの年変動が春と秋の炭素収支に影響を与えることを示した。井手は、オーストラリア南東部の高山生態系でフラックス観測を開始したロイヤルメルボルン工科大学のDilani
Gunawardhana氏と、高山帯におけるフラックス観測で重要なフットプリントの問題について情報交換を行った。また中国各地の生態系でフェノロジーと気象要因との関係について解析を行っているLang Han氏（中国科学院）とは、生態系ごとのフェノロジーの規定要因について議論し、広域でのフェノロジーの長期観測の必要性を再認識した。
国内からは岩田拓記氏（信州大学）が諏訪湖における渦相関法と生物化学的観測方法により観察されたメタン動態について、矢崎友嗣氏（明治大学）が北海道美唄湿原におけるCO 2収支についての発表を行った。初めて国際的な学会に参加した信州大学と静岡県立大学の修士学生たちも、アカマツ林における蒸発散量の変動や、標高勾配と細根形質の関係、植物葉による芳香族炭化水素の吸収について、それぞれ説明と情報交換に努めていた。
今回のポスターセッションでは学生のポスターアワードが実施され、南京大学の学生が優秀賞を受賞した。
この国際的なワークショップを経験することで学生らが新たなつながりを構築し、いずれは第一線で活躍する研究者へと成長していくことがAsiaFluxの設立当初からの望みであり、アジアの観測研究強化に対する大きな貢献になると期待している。
また企業展示には5社（うち、日本から1社）が参加し、各社の最新製品の特徴をアピールした。

写真9 ポスター発表で海外の研究者と情報交換する井手写真10, 11 企業展示：商品の説明を熱心に聞く参加者

6. 観測サイト現地見学（8月26日）
最終日はノーザンテリトリー州で最も有名なLitchfield国立公園内にあるサバンナ・スーパーサイト（多面的観測拠点）のフラックスタワー観測の現場を見学した。この観測拠点はオーストラリア・スーパーサイト・ネットワークの一部として2013年に設置された。多雨地域でありながら火事が頻発する熱帯サバンナ気候を代表する場所である。
参加者はBeringer氏、Hutley氏らの説明を受けながら、サバンナ生態系の実際を視察することができた。詳細はAir
Mailを参照。

写真12 サバンナ・スーパーサイトの40ｍのフラックス観測タ
ワー

写真13, 14 参加者（上）とサイト管理者（下）。炎天下でも時間を忘れて白熱した議論が繰り広げられた

7. おわりに

OzFluxとの初めての共同開催により、セッション全体およびサイト見学を通じて、広大なオーストラリア大陸の地
理的、生態学的特異性と熱帯雨林から温帯林、サバンナ、乾燥地帯までの多様な生態系を対象としたスケールの大きな研究が印象的だった。
オーストラリアでは気候変動に伴う気温上昇に加えて旱魃と火災によるバイオマスの減少と生態系や炭素・水収支に対する影響の評価が喫緊の課題であり、ニュージーランドでは放牧圧の問題への関心が強い。中国でも高山から低地の熱帯雨林までの標高差、東部と西部の乾燥傾度に沿った多様な生態系での比較観測の結果が示された。地域、国、生態系タイプごとに気温や土壌水分量、攪乱など、生態系や炭素収支に影響を与える環境要因は多様である。このような多様な生態系を包括的に研究するTERN（Terrestrial Ecosystem Research Network）などの広域ネットワークの必要性を実感するとともに、広域的な比較研究の基礎となる観測方法の標準化とデータ共有の重要性を改めて感じた。
最終日の閉会挨拶で前AsiaFlux委員長の宮田明氏（農業環境変動研究センター）が述べたが、OzFluxとの共同開催については約2年前からAsiaFLux委員会内で議題となっており、このたび念願かなっての開催となった。プログラムを組み立て始めた当初、参加者が少なかったら実施できないのではないかと不安があったが、予想以上の参加者数と研究発表がなされたことは嬉しい限りであり、大変中身の濃い時間となった。
現地運営委員がしっかりと、そして臨機応変に準備を進めてくれたため、会議は全期間を通じて滞りなく実施できた。特に多くの若手研究者や学生が成果を発表できる大会となったことは意義深い。
今後、アジア諸国だけに留まらずオセアニア諸国とも観測ネットワークでの連携体制が更に発展し、観測の精度／技術が向上し、地球温暖化をはじめとする気候変動の問題と地球規模炭素管理への取り組みに対し、世界第一線の研究者らと対等に協力して取り組めるようになっていくことを望む。

脚注
機械学習とはいわゆる人工知能（AI）の一種で、大量のサンプルデータを読み込ませ、その中の潜在的な構造や規則などのパターンの特徴を探索し学習する（モデルの構築）。次にそのモデルを用いて新たなデータに当てはめることによって有用な知見や予測を行う解析技法。

＊AsiaFlux Workshopに関する記事は以下からご覧いただけます。
山本晋「FLUXNETとAsiaFlux国際ワークショップ」2001年1月号
鳥山敦「The 2nd International Workshop on Advanced Flux Network and Flux Evaluation 報告」2002年3月号
平田竜一「—AsiaFluxワークショップ2006:アジアの多様な陸域生態系におけるフラックス評価—の報告」2007年2月号
高橋善幸「AsiaFlux Workshop 2007参加報告」2008年2月号
三枝信子・小川安紀子「AsiaFlux—10年の軌跡とこれからの道筋—」2009年2月号
小川安紀子「AsiaFlux Workshop2009報告 フラックス研究を通じて多様なスケールにおける生態系の知識の統合を」2010年1月号
田中佐和子・高橋善幸「AsiaFlux Workshop2011 報告」2012年1月号
田中佐和子・高橋善幸・三枝信子「科学を社会へ伝える—第11回AsiaFlux、第3回HESSS、第14回KSAFM合同会議参加
報告—」2013年10月号

田中佐和子・高橋善幸・三枝信子「温室効果ガスの観測を気候変動対策につなぐアジアの取り組み―国際稲研究所での第12回AsiaFluxワークショップ参加報告―」2014年10月号

田中佐和子・高橋善幸・三枝信子「気候変動の理解にむけて、アジアでの研究活動の一コマ―AsiaFluxワークショップ
2015、国際写真測量リモートセンシング学会

ワーキンググループ

VIII/3

気象・大気・気候分野合同会議参加報告―」2016年1月号
中田幸美・三枝信子「世界規模の変化に向けて生態系フラックス観測と炭素管理を繋ぐ—第14回AsiaFlux Workshop
2017会議参加報告—」2017年12月号

サバンナの林から
井手玲子

エクスカーションで我々が向かった先はダーウィンの南に拡がる広大なリッチフィールド国立公園内にあるサバ
ンナ・スーパーサイト。会場からハイウェイをバスで2時間ほど行くと、果てしなく続く熱帯サバンナの中に多数のアリ塚が墓標のように立つ光景に目をみはった。アリ塚は何万ものシロアリが強烈な陽射しと暑さをしのぐために土を固めて築いた城であり、大きいものでは高さ3m以上にもなる（写真15）。中には兵隊アリ、働きア
リ、幼虫、そして女王アリなどの社会が構成されている。
赤褐色の岩石地帯にはその縁に沿ってクリークが延び、落差の大きな滝が点在する。乾季にも豊富な水量が流れ落ちる水場は、鳥やフルーツこうもりなど生き物たちの命を支えるオアシスであり、美しい景観は観光地としても人気がある（写真16）。
土埃の舞う道をさらに1時間ほど揺られてようやくサイトに到着した。6月〜8月の乾季にはほぼ無降水で水分量約3%という極めて乾燥した赤土にユーカリやアカシアの高木とバンクシアやパンダナスなどの中低木が明るい林を形成している（写真17）。疎林の中に建てられた40mの観測タワーでは気象やフラックスなどが測定され、同時に生態学的調査やLIDARやドローンを使ったリモートセンシングによるサバンナ生態系の構造と動態の研究が進められている。林床のソルガムはこの時期は枯れているが雨季には青々とした草地を成し、年間の光合成生産量は約16MgC ha−1、呼吸量を差し引いた炭素収支は約1MgC ha−1のシンク（吸収）という観測結果が得られている。しかし、この地域ではほぼ毎年火災によって森林の一部が焼失し、バイオマスは大幅に減少して炭素ソース（放出）になる。その後焼失部分にユーカリなどが急速に再生し、焼失と回復を繰り返している（写真18）。ユーカリ類の強靭な生命力に驚かされるとともに、その大部分が人為起源という火災を何とか抑制できな
いものかと思う。人里離れたアボリジニ（先住民）の地に物資を運搬してサイトを立ち上げるまでには相当な苦労があったようだ。しかも頻発する火災リスクのなかで観測を継続するのは多くの困難を伴うが、熱帯サバンナのスーパーサイトとして陸域生態系の研究に大きな貢献が期待されている。

写真15 巨大なアリ塚

写真16 落差約50mのワンギ滝。勇気あるメンバーはクロコダイルの潜む滝壺で水浴びを楽しんだ！

写真17, 18 強い陽射しがじりじりと照りつける乾季の熱帯サバンナ林。火災で焼け残った高木（幹の黒く太い部分は影ではなく炭化した状態）と再生した林床の幼木

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335003

災害の被害を減らす近未来予測に期待—木本昌秀さんに聞きました—
地球環境研究センターニュース編集局

木本昌秀（きもと まさひで）さんプロフィール
東京大学大気海洋研究所 教授・副所長
京都大学理学部卒業後、1980年気象庁に入庁。成田空港での観測を経て気象庁予報課で最後の世代の手描き天気図
当番となる。人事院長期在外研究員制度によりUCLA大気科学部大学院に入学。1989年Ph.D。気象庁数値予報課、気象研究所を経て、1994年より東京大学気候システム研究センター助教授。2001年同教授。改組により、2010年より現職。専門は、気象学、気候力学。異常気象やエルニーニョなどの気候の自然変動や地球温暖化について、そのメカニズムと予測可能性を地球シミュレータ等の大型計算機を駆使して研究している。国立環境研究所や海洋開発研究機構の仲間とともに気候モデルMIROCを開発、国際比較やIPCCに貢献。2007〜2017年気象庁の異常気象分
析検討会で会長を務める。世界気候研究計画（WCRP）では、合同科学委員会、結合モデルワーキンググループ、
近未来予測ステアリンググループ等で委員を務める。IPCC第5次評価報告書第1作業部会第11章（近未来予測）の執筆を担当。第6次評価報告書では第4章（将来予測）のレビューエディター。日本気象学会賞（2004年）、日産科学賞（2010年）、日本気象学会藤原賞（2015年）、気象庁長官表彰（1995年、2018年）など。著書に『「異常気象」の考え方』、共著で「計算と地球環境」、「二つの温暖化」等。

IPCC AR5から進展したこと、解決できていないこと

三枝

IPCCが第6次評価報告書（AR6）の作成に向けて活動を開始しました。日本における大気海洋結合モデルの開発や、温暖化シミュレーションをこれまでリードしてこられた木本さんから見て、前回のAR5の頃と比べて研究として進展したこと、あるいは非常に重要なのに依然として解決できていないことをうかがいたいと
思います。

木本

第1作業部会（WG1：自然科学的根拠）では目次の体裁が変わりました。これまでは専門分野ごとに章立てして並べていましたが、次の報告書ではユーザーが通読しやすくなるよう工夫されています。また地域の問
題を扱う章も3つ設けられ、WG2（影響、適応、脆弱性）とも連携をとって、温暖化対策を考える上でより役立つように配慮されています。
内容については、気候感度（大気中の二酸化炭素（CO 2）濃度が倍増した時に地表気温が全球平均で最終的に何度上昇するかという値）に進展があります。最新の観測データにより気候感度を推定するアプローチが進んだため、不確実性の問題はAR5と比べるとかなり進展しました。AR5では世界平均気温上昇量が人為起源CO2の累積排出量にほぼ比例することが示されましたが、最近では、CO2以外の温室効果ガスを考慮した場合の精度も上がったようです。また、今年の日本の夏のような観測史上最高気温が記録されるようになった背景に、温暖化の影響が何%くらいあるかという定量的な見積もりが可能になってきたことも最近大きく進展した点です。気象イベントと温暖化との関係をコンピュータによるアンサンブル実験により定量的に分析することをイベントアトリビューションといいます。イベントアトリビューションはAR5のときはまだあまり進んでいなかったのですが、その後相当数の論文が発表されていますから、AR6で取り上げられるのは間違いないと思います。天気予報のように社会活動に不可欠な情報になりつつあるとして注目されている、十年規模気候変動予測も取り上げられるかもしれません。

三枝

さまざまな分野で進展があるのですね。

木本他方、シミュレーションモデルは依然として完璧ではありませんから、相変わらずパラメタリゼーション（コンピュータモデルを構築するために、実際にはモデルの格子間隔よりも小さなスケールの現象や複雑な現象の効果を、格子点での代表値を用いて計算に反映できるようにすること）が大きな課題です。「計算機が新しくなっているのに君たちの仕事はいつ終わるのか」とよく聞かれますが、私は「終わりません」と答えます。確かに、雲の物理プロセスを非常に高い解像度でシミュレーションするモデルのおかげで、雲の粒が集まって雨になって落ちてくるところを精密に計算できるようになりました。とはいえ、AR6ではまだそこまで超高解像度のプロセス解像モデルを使った結果を出せる段階には至っていません。AR7やAR8ではプロセス解像モデルを使って体系的にパラメタリゼーションを改良することで、より進んだ計算結果を出せると思います。私は若い人たちに「これからは雲だ、プロセス解像モデルの時代だ」と言っているのですが、なかなか期待したとおりには進みません。モデルは非常にパワフルな道具です。若い研究者には「他人が作ったモデルを使うだけではダメで、自分で作ったり直したりすべきだ」と言っているのですが、なかなか本
格的なモデル開発研究者が増えません。世界的にも同様で、モデル開発者を絶滅危惧種にたとえる科学者もいるほどです。

よりよい予測をしてこそ三枝

気象庁の異常気象分析検討会をリードしてこられた経験から、温暖化・異常気象（極端現象）・防災などの問題に研究として貢献できること、社会への情報発信の方法、人材育成などについてアドバイスをお願いします。

木本

今年の異常気象と西日本豪雨災害について、若い研究者が熱くなっています。講演会を開催したり、学会で特別セッションを組んだり、学会誌では特別号を組むなどしています。ここで活躍しないと自分たちの研究の意味がないと感じているかのようです。水を差すつもりはありませんが、何かやらなければと思ったら、そのエネルギーは、次に同じような災害が起こったときに被害を減らすために使ってほしいです。起こってしまったことより今後の予測をよくすることこそが重要です。もちろん、学生がいきなり異常気象の予測をするのは無理です。学生はまずそれができる人材になることに注力すべきです。

三枝

最近の研究者は社会への貢献を強く求められるようになっていますが、若いときにはその研究分野における世界第一線を目指してほしいということですね。

木本

研究者はまずそれぞれの専門分野で一人前になることです。アウトリーチがいまどこの研究所でも重要になってきていますが、若くパワーのある人は面白いと思う研究をどんどん進めてください。アウトリーチはシニアの研究者が担当する方がいいです。私も、以前は一般の人に話をするのはそれほど好きではなかったので、サイエンスカフェを敬遠していました。でも、やってみたら、割と上手らしいです。

三枝

社会への情報発信として他に何かなさっていますか。

木本

最近、『「異常気象」の考え方』という本を書きました。マスコミの人に読んでほしい書籍と書いてある割には超難解と言われています。次にはもう少しやさしく書こうと思っていますし、進んでサイエンスカフェ
でも話すようにしています。

温暖化対策に興味のない人にも重要性を知ってもらうには三枝

大学と研究所はどちらも研究機関ですが、少し役割が違うと思います。木本さんが国立環境研究所（以下、
国環研）に期待することは何ですか。

木本

私は環境省国立研究開発法人審議会委員で、国環研をレビューする役割を仰せつかっています。他にもいく
つかの研究所に行っていますが、国環研はミッションとサイエンスのバランスがかなりいいです。研究者は執筆したり、全国で講演会をされたりしています。また、研究論文の成果もいいと思います。

三枝

褒めていただき、ありがとうございます。

木本

すべての組織には役割があり、ミッションがあります。研究者は仕事として自分の好きなことをやろうとしている人が多いので、あまりミッションを求めすぎると面白くなくなってしまいますが、「ミッションのなかで面白いことを見つけてしまいました」というのがよいですね。

三枝

それが理想です。

木本

大学は人材育成が最重要ミッションでしょう。私はプロジェクトのなかでポスドクのお世話もしました。気の利いた図が描けたら、Letterに書くよう勧めました。長い論文より読みやすいですし、論文の数も稼げます。小さいネタでもこまめにLetter誌に投稿するよう勧めます。その論文が引用されたりコメントがついた
りすると結構嬉しいものですし、ちょっと違うと言われてやり直すとまた別の論文になります。

三枝

よい成果になる種を的確に見出して、しっかりと背中を押してあげることが必要ですね。

木本

先ほど、社会へのアウトリーチについてはシニアの役目だという話をしました。国環研はアウトリーチを一
所懸命やっていますね。感心しています。講演会、対話、カフェ、本の執筆などを通して、興味のある人、講演会やカフェに来てくれる人に説明しています。それは素晴らしいのですが、地球温暖化問題はそういう場所に来てくれない人たちにも周知して、温暖化対策をしていただかなければならないステージにきています。そのためにはどうしたらいいかと考えていますが、答えはまだ見つかっていません。しかし、それが大事だということはわかっていますから、私は退職するまでにその答えを考えて、実行したいと思っています。テレビ出演も一案です。江守正多さん（地球環境研究センター副センター長）はよくテレビに出ていますし、温暖化について懐疑的な意見の人たちにも熱心に説明しているのをウェブサイトで見たこともあります。私もいずれ優しくて温和な年寄りになり、江守さんの境地になりたいと思います。

A-PLATに最前線のサイエンスがインプットされる仕組みを

三枝

温暖化対策を進めると同時に、気候変動やその影響に適応できる社会に変えていくために何が必要ですか。

木本

6月に気候変動適応法が成立しました。国環研内に設置されている気候変動適応情報プラットフォーム（A-PLAT、http://www.adaptation-platform.nies.go.jp/）にはとても期待しています。気象庁、文部科学省から最新の予測データが集められ、A-PLATに最前線のサイエンスがインプットできる仕組みを作ってほしいと
思います。
三枝

今年度中、国環研に気候変動適応センター（仮称）（以下、適応センター）ができる予定です。国環研の担う役割に気候変動の影響及び適応に関する情報の収集・提供がありますから、A-PLATなどを通して将来予測の科学的知見やモデルの結果を提供していくことが重要になってきます。

木本

国民や自治体が気候変動対策をとることが日常的に必要になります。そのためには、気候変動予測の分野でもっと専門の人が必要になるでしょう。新しい研究所はなかなか作れませんから、気候変動予測連携拠点のようなものをつくり、すでにあるものの連携をはかり、予測結果をA-PLATに反映させることです。

三枝

国環研に事務局のある地球観測連携拠点（温暖化分野）は、平成18年に始まり、10年経ったので、2年くらい前に見直しが行われ、温暖化分野の観測だけではなく影響評価・適応への拡充が行われ、A-PLATの整備も進められました。現在でも気候変動予測やシナリオの検討チームが活動していますが、さらに気象庁や文部科学省の予測モデルの結果を円滑に反映できるような仕組みが必要であるということですね。ところで、地方自治体で適応策を検討している方々が今必要としているのは、その地域に特化した予測です。

木本

AR6のWG1の地域の3つの章で地域情報を扱いますが、それほどきめ細かいものではありません。地球規模の問題を扱う研究者は、だいたい2°Cの気温上昇だと答えてしまうところ、地域に住む人は、山の向こうと自分たちの村では気温上昇の程度が違うと言ったりします。こういう空間スケールやニーズのさまざまなギ
ャップがあります。そこでそうしたギャップを埋めていくプロフェッショナルが必要になります。

三枝

どういうプロが必要ですか。

木本

ダウンスケールできる人です。最後はステークホルダーに対策をとってもらわなければなりませんから、コンサルティングのプロが必要です。

炭素循環を取り入れた次世代地球システムモデルを用いて近未来予測を三枝

気候変動の影響を把握し、その影響への適応策を考える上で、さらに高い時間・空間解像度をもち、信頼性の高い近未来予測が必要になっています。それを実現するには、未知のメカニズムを解明して地球システム
モデルに取り入れることが依然として必要ですが、同時に、より高い時間・空間解像度をもつ観測データを使って最適化された（観測データを同化した）地球システムモデルの活用が必要であるように思います。そのような研究は、いまどのように進んでいるでしょうか。また、特に解決すべき課題は何でしょうか。
木本

大気海洋、物理だけではなく、炭素循環や物質循環を計算できる地球システムモデルができています。気候を予測するのと同じやり方を地球システムモデルに適用すれば、炭素循環の過去の経緯や今後の推移が理解できます。観測データは事実を計測したものですが、ほしい情報全部がそろっているわけではありません。
一方モデルはほしい情報の入れ物はほぼあるのですが、それがすべて事実に基づくデータで埋まるというわけではありません。ですから、これから観測データとモデルはお互いに融合し、補足し合い、データ同化して、地球システムを監視、予測するシステムの構築に向かうことになるでしょう。

三枝

大気と海洋のモデルに関する観測データの同化は、10年以上前からかなり進んでいると思います。

木本

そこに炭素循環にかかわる変数を含めなければなりません。いずれはモデルで計算している変数だけではな
く、計算していない変数も観測データがあれば全部入れるということになると思います。地球システムモデ
ルを本格的に仮説検証や予測の道具として使うには、さらなるデータ同化が必要です。

三枝

炭素循環についても、最近の数年間で、地上観測・船舶観測・航空機観測・衛星観測などによる温室効果ガ
スの観測データを地球規模の解析システムに入れ、温室効果ガスの発生源・吸収源の空間分布や時間変化を推定する研究は大きく進展しました。しかしそれはまだ現状の把握にとどまっています。将来予測を行うには、たとえば植生帯の移動や施肥効果に関する理論がまだないので理論に基づく予測は困難です。観測値を何らかの形でパラメータ化してモデルに入れるか、観測できる値を多量に使って理論や仮説なしに推定する
ような方法をとることしかできません。それでも、観測値が20年30年と蓄積されれば、近未来予測の精度は上げられるかもしれません。人間の意思や活動をどのように予測に組み込むかを含め、この分野にはまだまだ多くの問題があります。

木本だから大きなテーマなのです。オールジャパンで進めていかないといけません。何年かしたら、世界的に炭素循環を含む地球システムモデリングや地球システム近未来予測の方向に動くと思います。そのときに、この問題については日本が先行しているようだから、真似してやってみましょうと国際的に評価されるよう、環境省は本格的に研究チームをつくって進める方がいいと思います。

＊このインタビューは2018年8月27日に行われました。

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335004

来場者参加型パネルディスカッション「ココが知りたい地球温暖化—パリ協定を達成できる技術と社会のイノベーションとは？」
地球環境研究センター 交流推進係

2018年7月21日（土）の「国立環境研究所夏の大公開—キミの知っている環境問題は氷山の一角かもしれない—」で、地球環境研究センターは表題のパネルディスカッションを開催しました。本稿ではその概要をご紹介しつつ、このテーマについて考えていきます。

1. はじめにパネルディスカッション企画は春と夏の国立環境研究所一般公開で行っているもので、今回で9回目です。通常の講演会では、情報が研究所（または研究者）側から来場者への一方通行になりがちで、来場者に十分理解いただけたか
どうかもわかりません。そこで、来場者もできるだけ議論に参加でき、一緒に考えを深められるよう、来場者参加型のパネルディスカッション形式を試みています。また、研究者だけでなく、マスメディア関係者、国（環境省）の担当責任者、NGOや学生などをパネリストとして、多角的かつ多様性のある見方の下で議論ができるようにしています。今回は「技術と社会のイノベーション」をテーマに、専門家と来場者との対話を介した相互理解を深めたいと考えました。記録的な猛暑となった7月21日（この日の最高気温は35°C超）、来場者やスタッフの熱中症が心配されましたが、満員の盛況のなかで有意義な議論ができたと思います。
パネリストには、第一線で活躍されている以下の方々をお招きしました。
げんだつきょうこ

堅達京子氏（NHKエンタープライズ・エグゼクティブプロデューサー）すぎやままさひろ

杉山昌広氏（東京大学政策ビジョン研究センター准教授）
きののぶひろ木野修宏氏（環境省地球環境局低炭素社会推進室長）
まつはしけいすけ

松橋啓介氏（国立環境研究所社会環境システム研究センター室長）
えもりせいたそして全体のモデレータを地球環境研究センター副センター長の 江守正多が務めました。

2. パネルの進め方とパネリストからの話題提供内容
最初に江守モデレータが、用意された○×のペープサートを使って来場者に居住地を聞いたところ、関東以外からの方が約10名もいらしたようです（全体で80名程度の参加者）。この後も、パネリストから会場への問いかけがいつでもできる形で進みました。続いて、本日のメインテーマである「イノベーション」に関連し、「パリ協定では、今世紀末までに温室効果ガスの実質的な排出をほぼゼロに抑えることを求めているが、その実現にはイノベーションが必要とされている。イノベーションとはどういうことか、どうすれば起こるのか、考えていきたい」と趣旨を説明して議論の準備を整えました。

最初の話題提供者である堅達氏は、先の西日本豪雨や昨今の猛暑にまず言及し、これ以上の激しい状況に対応するた
めには、イノベーションが必要になってくると切り出しました。

図1 西日本豪雨と猛暑

そして、これまで特定の事象（ホッキョクグマの生息域が狭まるとか海面上昇で島国が沈んでしまうなど、しばしば
日本から遠い地域での出来事）ばかり語られていた地球温暖化の影響を別の観点で取材し、「地球温暖化はビジネスにも大きく影響する（NHKスペシャル：激変する世界ビジネス “脱炭素革命” の衝撃）」というドキュメンタリーを制作したところ、とても大きな反響があったことを報告しました。また、再生可能エネルギーを100%使用して企業活動を目指すRE100という世界企業のグループがあり、日本でも最近ようやく10ほどの企業がRE100への参加を表明したが（本稿執筆時点では12社）、現時点では残念ながら日本は世界に遅れをとっていると説明しました。さらに、日本では電力の送電系統に太陽光などの自然エネルギーが入りにくい（日本の送電網には空きが少ないとの主張
や、自然エネルギーを入れると電力の安定供給が保てなくなるという理由）ため、再生可能エネルギーの割合が低い
ままであると報告しました。しかし、ドイツではAI（人工知能）や気象予測のビッグデータを駆使し、再生可能エネ
ルギー導入後も十分安定供給できていることに触れ、日本ではなぜできないのかという点を指摘しました。一方で、日本でもスマートフォンで、道路ナビゲーションやわからないことの検索など多くのことが可能になったが、10年前にこれが実現できると思っただろうか？（イノベーションがこれを可能にしたのである）と問いかけ、日本でもイノベーションは起きている（が自然エネルギーの利用分野では欧米ほどには生かせていない）ことを紹介しました。

図2 再生可能エネルギーを優先的に送電網に接続

そしてパリ協定も国連持続可能な開発目標（SDGs）も達成は簡単ではないが、英知を結集し、総力をあげてイノベーションに取り組むことが必要だと締めくくりました。
次いで杉山氏からは、気候変動分野におけるイノベーションとは何か、イノベーション研究の最先端の立場から関連情報を提供いただきました。
「イノベーション」は「技術革新」に近いと考えられていたが、より適切には「何か新しいことにより価値を創造すること」で、貨幣的な価値（市場で売れるもの）を伴うものと理解した方が良いと説明しました。
気候変動対策が進まないのは、低炭素技術の価格がまだ高いためである。しかし、米国テスラ社の電気自動車は開発
当初は1,000万円もしたが、現在は約400万円まで下がり予約が殺到している。今後、ガソリン車より安くなる可能性もある。また、最近ではスマートフォンの機能により、海外と複数人数間でしかも事実上無料で同時通信ができるが、少し前は高いお金がかかった。このように環境に良いものが環境に悪いものより安くなる例もあると解説しました。

どうしたらイノベーションは起きるのかというと、研究開発やベンチャーによる新サービスの創出、失敗を恐れない
楽観と将来の可能性を感じること、関心ある人の結集（例：シリコンバレー）が必要になる。現在進行中のイノベーションとして、太陽光発電、風力発電、二次電池、LEDなどのコスト低下がある。しかしイノベーションの予測は難
しく常に不確実性が高いことを述べました。

イノベーションは社会・経済とも深く関係している。例えば馬車によるニューヨークの「馬糞」はその非衛生から当時最大の環境問題だったが、これを解決したのは実は自動車であったと紹介しました。
10年余り前までは、日本は太陽電池製造のトップだったが今では中国製がほとんどになり、より安価な中国製太陽電池が世界中に爆発的に普及し、温暖化問題の解決に一役買っている。日本企業にとっては市場を奪われたかもしれないが、イノベーションには時に勝者と敗者が存在すると結びました。
次いで木野氏から、イノベーションに関連する政府の動きなどについて、以下のように情報提供いただきました。
パリ協定が目指す社会はまさに脱炭素社会であり、今世紀後半には二酸化炭素（CO2）の排出吸収のバランスが取れるようにする。ここを目指さなければならない。
安倍総理は、2050年をめどに日本が世界の脱炭素化を牽引するために、従来の国主導ではなく、民間のイノベーシ
ョンを促していくとし、そのための長期戦略を早期に策定するよう指示している。そのキーワードは、そのキーワー
ドは、グリーンファイナンス（温暖化ビジネスへのお金の流れ）、世界の英知の結集による革新的なイノベーショ
ン、海外展開・支援となる。皆さんにもこの問題を考えていただければ幸いです。
日本政府は地球温暖化対策計画により2030年度までに温室効果ガス排出を2013年度と比較して26%削減し、2050年には80%削減を目指すことを報告しました。
ここで、木野氏が「この目標（地球温暖化対策計画）を知っている方は○をあげてください。」と質問したところ、×の方が多く、○の方は少ないという結果でした。

図4 日本政府が想定している温室効果ガス削減目標

2030年度までの具体的削減計画はあるが、2050年までの目標を達成する具体的な計画はまだない。そのための「長期戦略」の策定を政府で今進めている。この具体化には、国も後押しした民間活力による脱炭素化イノベーションが不可欠であり、省エネはもとより、使用するエネルギーの低炭素化（再エネの主力電源化）、利用エネルギーの転換（例：ガソリン車から再生可能エネルギーによる電気自動車）を強力に進めていくこと、そうした社会の変革を環境と経済の好循環のもと実現させていきたいこと、を紹介しました。
現時点で2050年に80%削減するイメージとしては、自動車などの移動手段はほぼ脱炭素が達成され、住宅の高断熱化・高性能蓄電池・再生可能エネルギー使用の普及などによるゼロエミッションが原則になる。また、自動運転の自動車は効率的なエネルギー使用に貢献し、高齢者の移動手段確保など、少子高齢化社会対策も期待できる。産業部門
ではCO2を回収・貯留するCCSなどの技術の実用化も重要になると考えられると説明しました。

図5 建物や自動車分野におけるCO 2大幅削減の想定

図6 実質的排出ゼロに向けた革新的技術のイメージ

3. 国立環境研究所コメント
最後に、松橋室長が研究所の関連研究について紹介しました。
世界では5種類の基本的な将来像のシナリオがあるが、これらは他国と比較しやすい利点があるものの、個々の国の実情に合わない部分もある。そこで、パリ協定も踏まえると「日本の」社会経済が将来どうなるか、独自の将来像設定の研究を進めていることを紹介しました。
ここで松橋室長が来場者に「今日この会場にどんな交通手段に来られましたか？」と質問しました。半分ぐらいが専用の無料循環バス、4分の1ぐらいが自家用車、その他（徒歩・自転車）をあげました。松橋室長は「無料バスは10分に1本運転されており、そういう状況では普段と違う交通手段が選択されることもある。」と話しました。

街づくりにおいて、技術とイノベーションを考える時は生活者として日々の生活の中で選択を変えていくこともある
し、市民として地域づくりを考える際にイノベーションが起きやすくなるように行動することもあるだろう。そういうことを政策に反映するのにどういうことが研究でできるのか検討をしていると述べました。

4. 参加者とのディスカッション
パネリストからの情報提供後、会場の参加者からいろいろなご質問・ご意見をいただきました。
ご意見1
自宅をオール電化にして電気自動車を購入した。CO 2の排出がどのくらい減るか見たところ7割減った。あと10%減
らさないと2050年の目標レベルにならないが、今後、やれることをやればイノベーションがなくても家庭では既存の技樹で8割削減はできるだろう。一方、温室効果ガスの削減に効果が高いエコキュート（ヒートポンプ式湯沸かし器）の売り上げが落ちているが、その理由は補助金制度が終わってしまったからと聞いた。ここは行政として温暖化対策にきちんと向き合うべきだし、引き続き必要な指導や支援が必要と考える。例えば新設の集合住宅に対し、一定以上のエネルギー効率を満たさないものは許可しないことなどもありうるではないか。
パネリストの応答
江守： やろうと思えば家庭で7割の温室効果ガス削減が可能なことをご紹介いただいた。新しい技術と古い技術のせ
めぎ合いは起こっていると思う。
杉山： 現時点のイノベーションは、一般の方々の生活からかなり離れた内容になっている。RE100（再生エネルギ
ー100%使用に向けた取り組み）のような活動などが市民レベルにも拡大すれば効果が期待できる。気候変動問題はどうしても暗い話になりがちで、なぜCO 2を減らすためにここまでやらないといけないのかという思いが残る。しかし快適な生活をしていく中でもCO 2を減らすことは可能。イノベーションに注目することによって気候変動への対応に明るさが見えてくる。家電とネットを連携させる個別のIoT技術も大量に普及すればCO 2削減に大きな効果を生む。新しいものを受け入れることも消費者にとって大事なことになってくる。
ご意見2
人権問題と環境問題の関係のような観点が必要。今回の西日本豪雨において住む場所を失った方が多数出たが、これは人権の問題として捉えるべき。温暖化によって未来の人権が侵されようとしている。現時点では法律的に未来の人権についての考えが確立されていない。現行憲法でもそこまで言及していない。企業が短期的な利潤を刹那的に追う
背景にもなってしまっている。憲法を改正するなら環境問題のそういう側面と人権を結びつけて見直すべきと思う。
パネリストの応答
木野： 人権と憲法の問題には直接答えられないが、適応という考え方と大幅排出削減の両面で対応を強化することが必要。これまで環境問題への対応は政府による規制的手法というイメージが強かったが、パリ協定制定後に大きく変化し、NON-STATE-ACTORと呼ばれる自治体の首長や企業のトップがCOP（気候変動枠組条約締約国会合）の会
場で意見を述べるようになってきた。日本でも、JCI（Japan Climate Initiative）のように市町村や企業が環境保全を盛り上げようという機運も生まれている。今後の日本の長期戦略では、国のみならず、市町村や企業の役割も重要になってくると考える。まだオールジャパンとまではいえないが、その流れになりつつあることは間違いないので、それをさらに加速させたい。
堅達： クライメートジャスティス（気候正義）という言葉がある。地震などの災害は天災だが、気候変動は人類がCO2を大量に排出したために起こった人災。しかもそのしわ寄せはCO2をあまり出していない弱い人たちや人間以外の生き物が受ける。これが不条理であるという観点は憲法的な意味合いでも大事である。未来の人権を守る意味での
気候正義を強く意識して進めていく必要があるのではないか。世の中の仕組みとして温室効果ガスを排出した人が損をし、出さなかった人の方が得をするようなものにしていかなければならない。
松橋： 「持続可能な発展」を考える際、環境、経済、社会のそれぞれの観点からアプローチするのだが、人権の話
も含め社会の観点が弱かったと感じる。未来の人権に関してはFuture Designという取り組みがあり7世代先の人の気持ちになって考えていくことが基本とされている。どのような社会に住みたいか、という議論をこれからやっていけ
るのであれば良いと思う。

5. まとめ
最後にパネリストからひとことメッセージを会場に示してもらいました。

松橋 締めの言葉「市民」
研究者は、生活者でもあり、市民として発言する機会もある。行政も企業も市民としての意見を尊重して行動するので、市民の皆様も自身の意見を活発に述べていただくのがいいと思う。

杉山 締めの言葉「楽観」
最近、IPCCの共同議長（シュクラ氏）が国際的な難題に取り組んでいるのにも関わらず、非常に明るく仕事をこなしていくのを見て感銘を受けた。何もしなくて良い「楽観」ではないが、厳しい状況でも何かできるんだという雰囲気を見た。そういうものが必要ではないか。

木野 締めの言葉「皆で共有できる脱炭素ビジョン」
温暖化対策にいいものがあるのにそれが社会に普及されないことをどうするのかという意見があった。エコな商品を選んでもらうために適切な情報とは何かという意見もあった。環境省が提唱しているクールチョイスなどの取り組みがまだ足りていないし、イノベーションを踏まえ、環境負荷情報がわかりやすく見える化されたり、価格に適正に反映されることも必要。長期戦略で掲げるビジョンは、オールジャパンで対応するために、皆で共感し、納得できるものである必要がある。そうしたものを策定していきたい。

堅達 締めの言葉「イノベーションを起こす仕組みを作る」
何事も仕組みを考えることが重要。お金の流れを変えることも重要。安くて役に立つものがあれば消費者もそちらに流れる。銀行にお金を預けるにしても脱炭素を目指す金融機関に預け替えることだって可能。あとはこれらのことを、若くやる気がある頭の柔軟な方が我々の未来をスマートかつクールに導いてくれることを期待。
江守（まとめ）イノベーションは少し前までは環境保全派の方にウケが良くなかったと思う。技術に頼るとは如何か、ライフスタイ
ルの変更などが先というような雰囲気があった。しかし、気候正義のような考え方から、「社会が変わってほしい」と思ったときに、何かしないと変わらない。その方法のひとつが、社会の仕組みを変えうるイノベーションになるのではないか。また、今日の議論にはかなり若い、これから大人になる方にも複数加わっていただいた。これからも脱炭素社会に向けてさらにイノベーションについて考えていきたい。

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335005

地球温暖化防止展に行ってみた (2)—CO2の発生を減らす技術の紹介—
企画部 フェロー（前地球環境研究センター長） 向井人史
地球環境研究センター 炭素循環研究室 高度技能専門員 木村裕子

2018年5月22日（火）〜25日（金）の4日間、東京ビックサイト（東京都江東区有明）にて開催された「2018NEW
環境展／2018地球温暖化防止展」を見学したときの、レポートの第2段です（地球温暖化防止展に行ってみた (1) は地球環境研究センターニュース10月号を参照 ）。この環境展は環境に関わる技術のショーケースとして、全国各地
から622の企業が一堂に会し、その技術の紹介が行われていて、非常に興味深いものでした。
今回は主に二酸化炭素（CO2）の排出削減関連の温暖化の「緩和技術」分野について、紹介したいと思います。

1. 二酸化炭素回収貯留
CCSという言葉をご存知でしょうか？ Carbon dioxide Capture and Storageの略であり、CO2の回収、貯留を意味しています。CO2の増加が地球温暖化の主要な原因とされていますが、CCSは、工場や発電所などから発生する排ガス等に含まれるCO2を大気中に放散する前に回収し、地中貯留に適した地層まで運び、長期間にわたり安定的に貯留する技術です。今後CO2の排出をゼロまでにするには、CO2を大気中に放出させない仕組みが必要です。
CCSの仕組みは、3つの構成要素からなります。
1. 分離・回収：工場・発電所などから発生するCO2を含む排ガス等から、CO2を分離回収する。
2. 輸送：分離・回収されたCO2を貯留地点まで輸送する。
3. 貯留：貯留地点まで輸送されてきたCO 2を、地下1,000m以上の深さで、上部が遮へい層に厚く覆われた貯留層に圧入し貯留する。
北海道苫小牧市において日本初の本格的なCCS大規模実証プロジェクト（CO 2の分離・回収、圧入、貯留、モニタリング）が日本CCS調査株式会社によって実施されています。

写真1 CCS実証プロジェクト（日本CCS調査株式会社）
http://www.japanccs.com/wp/wp-content/uploads/2017/08/panel_in_tomakomai_2017.pdf

このプロジェクトでは、製油所の水素製造装置から発生するCO 2含有ガスから、年間10万トン以上のCO2を分離回収しているそうです。CO 2を効率よく回収するシステムもこのプロジェクトで開発されています。分離・回収したCO 2は昇圧後、陸上から海底下に掘削された2つの圧入井を通して、貯留層であるすき間が多い砂岩などからできている
萌別層と滝ノ上層（図の地層参照）に圧入され貯留されます。貯留層の直上にはCO2を通しにくい泥岩などからなる遮へい層があり蓋の役割をしています。また、モニタリングシステムによって地層内のCO 2分布状況を把握し、CCSが安全に行えることを検証しています。

世界ではすでに年間40万トンCO2以上の貯留速度を持った大規模CCSプロジェクトが、米国、ノルウェー、カナダ、
英国、オーストラリア、ブラジル、サウジアラビア、アラブ首長国連邦で行われており、2018年には18個目の施設が中国にも完成します。その他計画中や建設中のものを含めるとさらに38ヶ所のサイトで活動が行われています。その多くは石油の蓄積している層などにCO 2を圧入貯留することで同時に石油等の回収を増強する意味合いを持っています。（http://www.globalccsinstitute.com/projects/large-scale-ccs-projects）
パリ協定の2°C目標を達成するためには、CCS技術が必須ともいわれており、それがどのように展開されるのかが今後注目されています。パリ協定での各国における温室効果ガス排出削減計画では、トータルとして2°C目標に届いていないと評価されていることから、さらにCCSを含む技術展開が重要になってくる可能性が高まっていると報告されています。

2. バイオマス利用の一端
つぎに、再生可能エネルギーの技術についてご紹介します。再生可能エネルギーとは自然過程から得られるエネルギーです。比較的短期間に再生し、一度利用しても継続的に供給されるため枯渇しないエネルギーであることから、再生可能エネルギー（Renewable Energy）と言われます。代表的なものとして、太陽光、水力、風力、バイオマス、地熱などが挙げられます。中でも主軸は、水力や太陽光、風力ですが、ここではバイオマス利用について少し見てみましょう。
「バイオマス」とは、生物（bio）の量（mass）を表す言葉であり、「再生可能な、生物由来の有機性資源（化石燃料は除く）」のことです。バイオマスエネルギーのために使用する原料は、廃棄系（汚泥、紙、食品廃棄物、製材工場等残材等）と未利用バイオマス（農作物非食用部、林地残材等）、資源作物（糖質資源（サトウキビ、てんさい等）、でんぷん資源（とうもろこし、米等）、油脂資源（菜種、ひまわり等））に分類されることが多いとされています。
このなかで、木材からなるバイオマスのことを「木質バイオマス」と呼びます。木質バイオマスエネルギーによる発電や熱供給は、森林資源を活かした新たなエネルギー源として大きな注目を集めています。木材の活用は、快適な住環境の形成や地域経済の活性化につながるのみならず、地球温暖化の防止にも貢献することになります。
バイオマス発電も日本の中で地域ごとに徐々に進んできていて、およそ500ヶ所の発電所が認定されているそうです（https://www.jwba.or.jp/導入ガイドブック/木質バイオマス発電導入ガイドブック/木質バイオマス発電の普及状
況/）。また、ボイラーなどにも利用が推進され、製造業や農業、また公共施設といった場所への導入も進んできています。中でも身近にあるのが、木質ペレットと呼ばれるもの（後述）を使ったストーブの利用推進など、地域で紹介されているケースです（たとえば、山形県ペレットエコポイント事業 http://eny.jp/pellet-ecopoint/index.html）。
発電に用いる際には木材チップ（木材を破砕したもの）で使われる場合も多いですが、ボイラーやストーブでは、ペレットを使うことがよくあります。ペレット化することで輸送や減量化が可能なこともあり、燃料として重宝されているケースが多いようです。ペレットの形で、石炭燃焼の発電施設に混ぜて使う方法などもあり、利用が広がること
でペレット化は有用なプロセスになります。
さて、このペレットをどのように作っているのかが、この環境展でも展示されていて、個人的には興味深く拝見しま
した。さまざまなメーカーがありますが、（株）土佐テックでは木質ペレット製造機ペレタイザーを展示していました。丸い穴の開いたダイキャストの上をローラーが回ることで、圧縮、棒状化していくような仕組みです。そもそも「木質ペレット」とは木でできた長さ1〜2cmの固形燃料のことですが、木質を細かく粉砕した後、ペレタイザーにより、適当な直径と長さの棒状の形に成形されたものです。展示されていたのは、各種のバイオマスからできたペレットで、原料は、稲わら、コーヒー、竹、杉、ヒノキなどです。
通常のペレットの原料は、間伐材木や、木材として使用できない端材、製材過程でできたおが粉などです。新たに木を伐採して燃料にするのではなく、これまで使い途がなかったものに着目して、エネルギーに変えていこうというものです。もし、丸太をペレットにすると、全体の85〜90%をエネルギーとして効率的に利用できるとされています。ぺレットは乾燥・圧縮されているので、薪などの他の木質燃料と比べて、品質が均一化され、発生する熱量も高く、運搬や貯蔵の面でも利便性があります。

写真2 （株）土佐テックが展示していたペレット製造機（ペレタイザー）。溝になっている形と台の丸い部分に押し付けて整形される

写真3 各種のバイオマスから作られたペレット（稲わら、コーヒー、竹、杉、ヒノキなど
いろいろ展示されていて興味深い）

3. 小水力利用
もう一つ注目したいのが、あまり聞きなれないかもしれませんが、小規模な水の流れを利用した水力発電などの小水力利用です。いわゆる電力会社の “水力発電” というものはダムなどを伴う大型の水力利用に分類され、2017年度においてその発電割合が全発電量の8.2%程度と、重要なエネルギー源となっています。一方で、ここでいう小規模な水力を用いた発電は、工場内から出る排水路や小さな流れなどに設置し、水のエネルギーを電気に変えて回収するというものです。これらは、分散的ではあるものの局所的な電力供給や工場内で捨てられていたエネルギー回収等により、地域や工場や事業所の省エネに役立つ可能性を有しています。水の使用については、場所によっては利害関係があったり、河川法等各種手続きが必要になったりすることもあるため、太陽光パネルほど設置が簡単ではない場合があるようです。しかし、一般的には太陽光や風力より安定した発電ができる場合が多く、設備利用率が高い特徴があります（全国小水力利用推進協議会http://j-water.org/about/index.html#about01）。
工場内や施設内で利用している水の位置エネルギーや河川へ戻す前の排水路における水路を利用する場合は、比較的

簡単に利用できるケースも多いとされています。小水力というのは、通常1000kW以下の発電を意味しており、その規模はいろいろです。展示されていたのは、配管上や水路上に設置するものですが、数kWの発電量でマイクロ水力
発電ともいわれており、多くのメーカーが技術開発を進めています。
従来使われていない小さな水力エネルギーを回収していくと、300万kW程度の未開発のエネルギーがあると推進協
議会では概算しているようですので、今後の利用推進も考えられます。環境省では中規模の水力発電利用を含めて、今後のポテンシャルを推算しています（ http://www.env.go.jp/earth/ondanka/shg/page05.html）。

写真4 マイクロ水力発電機（（株）マルヒ https://maruhi-inc.com/products/#c）中の発電機が水流によって回るようになっている

4. あとがき2015年のCOP21で採択されたパリ協定では、世界の平均気温上昇を産業革命前と比べて2°C未満に抑えることが宣言され、それに向けた各国の具体的な目標を、5年ごとに前進させる方向に見直していくことが約束されました。こ
うした世界的な地球温暖化への対応を受けて、日本においても「低炭素」を超えた「脱炭素」の取り組みを進めなけ
ればなりません。
低炭素・脱炭素という状況は、今後の企業の事業活動にも大きな影響を与えます。省エネルギー商品や適応に関する商品を開発することに加えて、如何に長期的に気候変動や脱炭素に企業として対応しているかという点でも評価が進んでくるといわれています。特に、CO 2の排出量に課税する炭素税などカーボンプライシング（炭素の価格付け）の導入が世界的に広まっており、CO 2排出がコストとして企業経営を圧迫する可能性があるといわれています。企業として脱炭素への取り組みが遅れると、将来的にカーボンプライシング導入や環境規制への対応が遅れ、企業の持続的な成長が難しいと考えられます。そのため、ひいては国内・国際的な資金調達を困難にし、グローバル企業との取引条件を悪化させる要因となるといわれています。
低炭素・脱炭素や適応に係る技術革新は早急に行われることが期待される分野で、世界ではすでに開発競争が激しくなっています。日本も、世界に遅れることなく、技術の進歩が必要と考えられますので、こういった展示会が互いにより良い製品をつくるアイデアを得る機会になったり、また新しい製品の市場投入へのはずみになったりしているのはとてもよいと思いました。また、地域に根差した技術も今後さらに求められることから、各地域の企業における技術開発が重要になってくると考えられます。
この展示場では、1日では回り切れないほどの技術や製品が毎年紹介されております。紹介できなかった技術は次の機会で順次紹介していければと思っています。最後になりましたが、取材にご協力いただいた企業の皆様ありがとうございました。

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335006

最近の研究成果

高CO2環境下での植物変動光利用効率の促進メカニズムの解明
地球環境研究センター 炭素循環研究室 特別研究員 冨松元

自然環境下では、植物は常に変動する光環境に晒されています。しかし、これまでの植物ガス交換モデルの多くは、環境が安定した定常状態のデータに基づいています。モデルの不確実性を減らすためには、変動環境下での光合成メ
カニズムについて理解を深める必要があります。これまでの研究によって、植物の変動光利用効率が高CO 2環境下で増加することが分かってきました（図1・A）。しかし、この増加が、光合成機能の馴化 [注] の効果（長期的な高CO2効果）によるか、光合成基質の施肥効果（短期的な高CO2効果）によるのか不明のままでした。将来の高CO2環境下での、植物の成長特性や炭素同化メカニズムを明らかにするためには、植物の馴化効果と短期的な施肥効果とに分けて理解する必要があります。そこで本研究では、大型人工光室において（写真1）、高CO 2濃度下でポプラを栽培し、葉の生化学特性およびガス交換特性の長期効果と短期効果を調べました。その結果、光合成機能の馴化として、
Rubisco量の減少、Rubisco activase / Rubisco比の増加など、葉内タンパク質組成が変化し、高CO 2の長期効果が光合成誘導応答の増加に寄与していることが示唆されました。一方で、光合成機能全体の能力低下（光合成のダウンレ
ギュレーション）が認められ、この長期効果を相殺することが明らかになりました（図1・B）。また、短期的な高CO2効果は、光合成誘導過程における気孔制限の低下、光合成酵素の活性化などを通じて、光照射にともなう光合成
誘導反応を増加させました。したがって、高CO 2環境下での変動光利用効率の増加は、長期と短期の効果が共同寄与
し、光合成誘導反応の増加として短期的な高CO 2効果が、見かけの光利用効率増加として表れていることが明らかになりました。本研究成果は、将来予測される高CO2環境下でのガス交換モデルの高度化に貢献することが期待されます。

写真1 人工光室（エコトロン）でのポプラ栽培風景
大型人工光室（エコトロン）に関する詳細は、生物・生態系環境研究センターのウェブサイトを御参照ください（https://www.nies.go.jp/biology/aboutus/facility/bio.html）。大型人工光室の内部に、ポプラを栽培するための3つのチャンバーを設置しました。各チャンバー内の微環

境は、CO2濃度が380、700、1020μmol mol−1、他の環境条件が一定になるように一括制御されました。

図1 光照射にともなう光合成応答特性
光強度上昇後の光合成速度の時間変化（A）と、最大光合成の50%に達するまでに要する光合成誘導時間（IT50、（B））。光
合成速度の時間変化（A）は、10分後の定常状態を100%としたときの相対値で示し、CO2濃度が栽培と計測が同じ条件で測定しました。光合成誘導時間（B）は、光合成機能の馴化効果を明らかにするために、3つの栽培CO2濃度（380、700、1020μmol

mol−1）の個体を、同じCO2濃度下で計測しました。また、光合成基質の施肥効果を明らかにするために、同じ個体を2つの計測
CO2濃度（380、1020μmol mol−1）で比較しました。光合成誘導に要する時間（IT50）は、栽培時のCO2濃度の違いによる有意な差が認められず、計測時のCO 2濃度の違いによる有意な差が認められることが明らかになりました。

脚注
その環境に適するように体質が変化すること。広い意味では環境への適応あるいは順応と同義で用いられる場合もある
が、生物学用語としては、適応がかなり長い時間経過の間に、形態や生理が変化し固定されることを示すのに対して、
馴化はせいぜい数週間以内で生理機能を環境にうまく合わせることをいう。

本研究の論文情報
Short-term eﬀects of high CO2 accelerate photosynthetic induction in Populus koreana × trichocarpa withalways-open stomata regardless of phenotypic changes in high CO2 growth conditions
著者： Tomimatsu H., Sakata T., Fukayama H., Tang Y.
掲載誌： Tree Physiology, tpy078, https://doi.org/10.1093/treephys/tpy078.

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335007

最近の研究成果

東アジアにおける土壌表面からの一酸化二窒素（N 2O）放出とその過去の変化：モデルに基づく評価
地球環境研究センター 物質循環モデリング・解析研究室長 伊藤昭彦

一酸化二窒素（N2O）は、人為起源の温室効果ガスのうち二酸化炭素・メタンなどに次いで地球温暖化に大きく寄与
する（全長寿命温室効果ガスの約6%分）ものであり、さらに近年では成層圏オゾン破壊の原因物質として注目を集めている。グローバルなN 2O収支の中で、自然植生や農地における土壌からの放出は最大のソースと考えられている。しかし、その放出速度の空間分布は非常に不均質性が高く時間的な変動も大きいため、広域評価は困難であった。N2O放出は窒素循環の一部をなしており、正しく放出量を評価するためには窒素のインプットからアウトプットに至る主要過程を全て押さえる必要があることも、広域評価を難しくする一因であった。人口が多く経済活動が盛んな東アジア地域は、窒素肥料使用の増大から考えてN 2O放出が増加している要注目の領域と考えられる。本研究では、陸域生態系の炭素・窒素・水循環を統合的にシミュレートするモデル（VISIT: Vegetation Integrative SImulator
for Trace gases）を用いて、東アジア地域における土壌からのN 2O放出量を評価した。モデル計算の期間は1901〜
2016年、緯度経度格子の空間分解能は0.5度（約50km）とした。過去の気象条件、土地利用、肥料・堆肥投入、大気沈着を入力とし、自然植生と農耕地について窒素循環プロセスを解くことでN 2O放出量を求めた。その結果、2000年代における東アジア全域からの土壌N 2O放出量は平均して2.03Tg N 2O yr−1と推定され、その約3分の2は農耕地からであった。日本、中国、韓国の農耕地は明らかに大きなN 2O放出源となっていた。計算開始時の総放出量は0.6Tg N2O yr−1に過ぎなかったため、計算期間中に放出量は3倍以上に増加したことになる。入力条件を個別に固定する感度実験を行った結果、過去のN2O放出の大部分は農耕地への窒素肥料・堆肥投入量の増加が原因と推定された。陸域に入る窒素量のうちN2Oとして大気に放出される量の割合、つまり放出係数を求めたところ1.38%と推定された。グローバルな収支においても東アジアからの放出寄与は大きく、この地域のN 2O放出および窒素動態を把握することは、温暖化対策の実施や環境汚染の防止などにおいて有意義な知見になると考えられる。

図 東アジア地域においてモデル推定された自然起源および農業起源のN 2O放出

とその合計本研究の論文情報
Emissions of nitrous oxide (N2O) from soil surfaces and their historical changes in East Asia: a model-based
assessment
著者： Ito A., Nishina K., Ishijima K., Hashimoto S., Inatomi M.

掲載誌： Progress in Earth and Planetary Science, 5:55, DOI: 10.1186/s40645-018-0215-4.

2018年11月号 ［Vol.29 No.8］ 通巻第335号 201811_335008

叢日超（Cong Richao）特別研究員がISPRSのシンポジウムでベストポスター賞を受賞しました
地球環境研究センターニュース編集局

地球環境研究センター物質循環モデリング・解析研究室の叢日超（Cong Richao）特別研究員が、大学や国際機関が共催したGeo Delft 2018 Conference（10月1日から5日にオランダで開催）のInternational Society for
Photogrammetry and Remote Sensingシンポジウムで、ベストポスター賞を受賞しました。

受賞ポスタータイトル

Exploration on Quantifying Carbon Dioxide (CO2) Emission from Road Traﬃc in Megacity

感想国際学会Geo Delft 2018においてベストポスター賞を受賞したことをとても嬉しく、光栄に思っています。貴重なご意見や有益な助言をくださった研究チームのメンバーやシンポジウムへの参加の機会を与えてくれた国立環境研究所に感謝しています。みなさんのお陰で、栄えある賞をいただくことができました。
都市のCO2排出量において、道路交通によるものが大きな寄与を示していることはよく知られています。私たちの研究は、さまざまな都市のスケールにおける道路交通からのCO 2排出量を把握するために、ボトムアップアプローチを用いています。全国交通量調査から得られた詳細な交通状況に基づき、都市における道路区分ごとのCO 2排出量を定量化することができました。また、道路区分ごとに測定されたCO2排出量は、交通の流れや道路構造、道路の長さ、
平均車速などと密接な関係があることがわかりました。この研究は、今後、地域の気候変動緩和に関する政策策定に役立つことと思います。
私たちは、社会に貢献できるような研究をこれらも進めていきたいと考えています。
なお、本研究の詳細は以下を参照してください。
https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-4-115-2018