気候変動による食料生産への影響に対する緩和策の評価研究〜日本のコメ生産を事例として〜

筑波大学

中村有美子*

筑波大学

氷鉋陽四郎

1. はじめに2007 年、地球温暖化の国際解析レポート（IPCC）が発表され、その中で 1750 年以降の人間活動は、世界平均すると温暖化の効果を持つとの結論の信頼性はかなり高いとの科学的結論が下された。地球温暖化は既に始まっており、今後それが最長で約 350 年間、地球規模の気象変動が継続するとの予測がある。これによって、乾燥、砂漠化、異常気象、気象災害など、食料生産から経済活動に及ぼす社会的影響は複雑多岐にわたる。
農業は土地を主要な生産手段とし、気象条件等環境に左右されることから温暖化の影響は、他の産業に比べより深刻なものとなり、総合的に地球温暖化は食料生産性を低下させてしまうと考えられる。それによる各地域の穀物貿易事情の変化は避けがたく、穀物輸入量が減少すれば、輸入依存度の高い国や低所得国の食料安全保障に悪影響を及ぼすことは明確である。1992 年のブラジルで開催された地球サミット以降、炭素税、環境税などの導入など世界的に温暖化抑制の対策は進んできた。しかし、各国間の利害対立、世代間対立など様々な対立軸も新たに生じ、政策が容易に現実化しない間にも温暖化現象はより顕在化しつつある。温暖化をこれ以上過酷にせず安定化させるための抑制努力を進めるにしても、一方ではいかに温暖化による食糧生産への影響を極力軽減し、既に始まった温暖化と共生していくかの方策を探らざるを得ない。そのためには温暖化抑制のための政治的経済的努力を続けると同時に、温暖化と共生できる方策を政治的に振興させ、これまでの社会経済、生産システムに代わり、持続可能な発展を図る方向で取り組む必要があると考える。
2. 研究目的・手法
しかしながら、従来の研究において気候変動に対して多くの予測、対策研究はあるものの、それらの緩和度を経済的総合評価まで論じられていない。
そこで、本研究において地球温暖化による食料生産への影響に対する緩和策の評価研究をテーマとし、日本のコメ生産を対象に、食料生産の視点から地球温暖化の影響緩和の開発、振興、及び普及をもって、温暖化と共生し且つ持続可能な発展となる抑制と共生のバランスの取れた適応可能性・実効性のある緩和策のあり方、決定方法を明らかにすることを目的とする。緩和策により軽減される被害を評価するための定量モデルを構築し、シミュレーション分析を行う。その結果を基に緩和策決定の観点を明らかにすることを試みる。
3. 地球温暖化による気候変動がもたらす各影響
3-1 気候条件の変化
地球シミュレータによる最新の地球温暖化予測計算の結果によれば、経済重視で国際化が進むと仮定したシナリオ（2100 年の二酸化炭素濃度が 720 ppm）の下、1971〜2000 年と比較した場合の 2071 年〜2100 年の平均的な日本の気候について、以下のとおり予測される（沖縄等の南西諸島は計算の対象外）。
･地球の平均気温は 4.0 ℃上昇。
･日本の夏（6〜8 月）の日平均気温は 4.2 ℃、日最高気温は 4.4 ℃上昇、降水量は 19 ％増加。
･真夏日の日数は平均で約 70 日程度増加。また、100 mm 以上の豪雨日数も平均的に増加。
3-2 水稲作への各影響予測
成長速度
北海道の品種のように感温性が強い品種では温度上昇に伴い著しく出穂日数が短縮するが、日本の多くの品種は感光性の影響が大きく、基本栄養生長性の影響が中程度、感温性の影響は小さいと言われる。これら多くの日本品種では、温度が上昇すると一般に出穂日数は短くなる。しかし、品種「アキヒカリ」（青森県試験場藤坂支場で育成。基本栄養生長性が比較的長く、感光性も持ち合わせているとされる。）を用いて温度上昇が出穂日数に及ぼす影響を解析した例では、高温域である 27〜32℃の範囲では平均気温の上昇に伴い出穂日数は長くなることが明らかにされている (図１)。この結果が、他の多くの日本の品種でも当てはまるのかについては、さらに検討が必要である。登熟日数は 30〜33℃までは登熟期間の日平均気温が上がるほど短縮し、これを越えると逆に長くなる(図２)。登熟日数の温度反応性には品種間差異があることが観察されており、高温登熟性に優れる「コシヒカリ」では、高温による登熟日数の短縮幅が小さいことが報告されている。
品質
高温化の短期的影響
登熟期の日平均気温が 27〜28℃を越えると、乳白米，背白米等が増加する (表 1)。これ
ら白未熟粒の発生に高温が最も影響を及ぼす時期は、出穂後 20 日までの登熟前期、特に穎果が最終粒重の約 25％となるステージであり (図 1)、粒重に影響を及ぼす約 50％となるステージよりやや早いことが示された。登熟期の高温による白未熟粒の発生には品種間差異がある。最近、茨城県では高温登熟性の育種を進める上での基準品種を選定しており、高温登熟性が高（高温下での背白・基白米発生率が低い）の品種として「越路早生」、やや高として「こころまち」、中として「あきたこまち」、やや低として「ひとめぼれ」、低として「初星」が挙げられている。また、早すぎる落水 (図 2)、過剰な籾数 (図 3)、低日射条件および低窒素条件は、それぞれ高温による白未熟粒の発生を助長することが示唆されている。
登熟期の日平均気温が 23℃から 30℃になると糠層が厚くなることが示されている。米飯の粘り値は、出穂後 30 日の日平均気温が 25℃付近で最高となり、これを越えると減少することが明らかになっている。
収量
高温化の長期的影響
気象条件と収量の関係から統計的に解析した気候登熟量指数を用いて、温暖化条件における水稲の潜在収量を予測した結果、約６０年後には石狩地域では増収するが、関東・北陸以西の地域では 12〜15％減収することが考えられる。温暖化による栽培期の拡大を考慮す
ると、現在と同水準の収量を確保するための最適出穂日は、北海道・東北地方で早くなる
一方、関東・北陸地方以西では遅くなることが推定される。地球温暖化がこのまま進むと、２０７０年代には北海道ではコメの収穫量が増えるが、西日本を中心に２８都府県で１ヘクタール当たり０・１−０・９トン減収になるとの予測がなされている。
病害虫【いもち病】いもち病は低温（ 20 〜 25 ℃ ）、多雨、日照不足、多窒素等の条件下で多発生する。梅雨明け後の 30 ℃ を越す高温、多照によって病勢進展は著しく停滞する。
この現象は一般に「高温抑制」と称され、緯度が低く、標高の低い地帯ほど強く発現される。気温の上昇によって高温抑制がおきる地域が増大し、日本全体としてはいもち病多発生危険地帯は減少すると同時に、危険地帯は北海道、東北北部に移行すると予想される。
【紋枯病】紋枯病菌の菌糸発育最適温度が 28 〜 32 ℃ である。高気温年に多発生することが多い。病原菌の侵入、菌糸進展、病斑進展には気温と株内湿度が大きな影響を及ぼす。
一般に病斑の上位葉鞘への急激な進展は穂ばらみ期以降になるので、この時期に気温が低
いと病斑は上位葉鞘にまで進展せず、減収・品質低下等の被害は軽微に終わる。気温上昇によって本病の多発生危険地帯は増大すると予想される。
【もみ枯細菌病】病原細菌は本田では穂枯れ症、育苗期には苗腐敗症を引き起こし、生育適温は 30〜 35 ℃ である。このため前者の発生は関東以西、特に九州、中四国で多い。気温の上昇がイネ体上における病原細菌の増殖にプラス要因として働き、穂枯れ症の発生面積を拡大させ、発生地域も北上すると推測される。
温暖化の影響により 2060 年代には多くの地域で３化するようになる。それに伴って，水稲害虫ニカメイガによるイネの潜在的な被害量も増える可能性がある。

3-3 影響緩和(適応)策
影響を緩和するそれぞれの対策は以下のものが挙げられる。
冷害対策技術冷害に強い品種と、リスク分散のため 2 品種以上、また作期を分散する。
作期移行
耕土培養と施肥改善
高温耐性品種の開発
温室を利用した高温耐性検定
良質米生産のための技術的対策
移植早期化の推進
適正な穂肥施用
病害虫対策
適期防除や畦畔防除等の耕種的防除を徹底。また、ウンカ等の飛来性害虫やいもち病等、箱施薬の適正使用や発生予察に基づく基幹防除の実施。
4．評価基準各対策に対して導入コスト、食料供給能力、経営能力それぞれの観点から評価を行う。
評価基準によってどのように影響緩和効果の判断が変化するかを分析する。
5.まとめ
以上のことから今後モデルを完成させたのち、計算の実施とその結果の解析を進めていく｡［参考文献］［1］近年の気候変動の状況と気候変動が農作物の生育等に及ぼす影響に関する資料集
農林水産省

2002.4［2］気候変動資料集

環境省

2007.1［3］温暖化する気象条件下での早期栽培稲における品質・収量低下に対する技術的対応（日本作物学会シンポジウム記事）［4］稲作大百科 2 版

農山漁村文化協会［5］西森基貴・西沢正幸
変化

日本作物学会記事 74 (1):80-93

2005

2004

2001 気候変動・異常気象による日本の水稲短集変動の地域的

地球環境 vol.6,No.2 149-158