日本のウォーターフットプリントの7%は非持続的な水源?!
2008年2月29日(金) 13:30～14:30
東京大学生産技術研究所
沖 大幹(東大生研)
花崎直太(国立環境研究所)

背景• 東京大学生産技術研究所の水グルー
プでは、地球規模の水循環と世界の水需給に関する研究を進めています。

Oki and Kanae, 2006 (Science)

Oki and Kanae, 2006 (Science)• 一連の研究の中で、食料の輸出入が各国の水需給にどういう影響があるかを推計するバーチャルウォーター、いわゆる仮想水の貿易に関しても定量的な算定を行ってきました。
Oki et al. 2003

プレスリリースの目的• 仮想水の貿易に関する新しい研究を行い、以下の論文にまとめました。
犬塚俊之、新田友子、花崎直太、鼎信次郎、沖大幹
水の供給源に着目した日本における仮想的な水輸入の内訳
水工学論文集、2008年、第52巻、受理• この論文は、3月5‐7日に広島大学で開催される土木学会水工学講演会で発表される予定です。
• 本日のプレスリリースでは、研究の特色と主な結果（前半、東京大学の沖より）、および、計算手法（後半、国立環境研究所の花崎より）について、ご紹介します。

何が新しいか（１）ウォーターフットプリントを推定した
輸入国（日本）輸出国
小麦
1000kg1600kg1kg

今まで（例）

ヴァーチャルウォーター(VW)
ヴァーチャルウォーター輸入量
今回（例）ウォーターフットプリント(WF)
日本のウォーターフットプリント

1000kg1kg
Allan (1996)

輸入物資を自国内で生産するとしたら必要になる水の量
1,600kg
Hoekstra and Chapagain (2007)

輸出物資を生産するために実際に消費された水の量
1,000kgウォーターフットプリントは水の量ですが、エコロジカルフットプリントやカーボンフットプリントとの並びでこういう名称が使われています。

何が新しいか（２）取水源情報が加わった• 海外のどんな水が使われたのだろう？
低環境負荷・持続可能– 天水
– 灌漑水
• 河川水
• ダム・貯水池・ため池
高環境負荷・持続不可能• 地下水（化石水）• 全球統合水資源モデルの活用– 取水源別の水資源量と農地での水利用量を
空間解像度100km×100km
日単位で全球計算

結果１
日本のウォーターフットプリントの推定
日本のウォーターフットプリント

ヴァーチャルウォーター輸入量

Externalwater
waterfootprint
footprint(irrigation)(groundwater)
External
なぜWFはVWよりも小さいか？

VWとWF（アメリカ）の原単位・単位当たりのトウモロコシのWFがVWよりも小さいから（アメリカの場合、単位当たり収穫量が大きいことが主因）。

Unit VW Unit WF VWI3
kg/kg
kg/kg
km

・単位当たりの牛肉のWFがVWよりも小さいから（アメリカの場合、放牧率が高いことが主因）

EWF
km3

Maize

900

660

14

10.3

Wheat
Beef

1600
8800

1670
5480

5.1
6.4

5.3
3.6

結果２
ウォーターフットプリントの取水源
日本のウォーターフットプリント

ヴァーチャルウォーター輸入量

日本のウォーターフットプリント（灌漑水）

日本のウォーターフットプリント（地下水）

結果３
品目別の水源割合

どのように計算を行ったか？

全球統合水資源モデルとは？
国立環境研究所と東京大学が開発する
全球水資源モデル
出力項目：水資源量＋水利用量
空間解像度：１°×１°（緯度・経度）
時間解像度：日単位
1°×1°Total: 15,238 grids
特徴１：充実した人間活動サブモデル
取水、灌漑、ダム操作、環境用水など
特徴２：高い時間解像度
水資源量と水利用量を日単位で計算
特徴３：高い要素間の整合性
気象条件が全てのサブモデルを駆動

人間活動

自然水循環

Step 1. 農地の水利用量の推定•いつ、どこで、何が作付けされているか？
→作物成長サブモデルを利用し、収穫量が最も多く見込める栽培期間を推定
Daily Temp. (T)Base
Temp. (TB)

Heat Units (HU)i ts
Potential
Un
Heat Units
HU = ∑ (T − TB )Daily Temp.

Hea t

トウモロコシがいつ、どこで作付されているか
DOY

Cropping period
Planting date

Harvesting date

•栽培期間中、どれくらい水を利用しているか？
→陸面過程サブモデルを利用し、期間中の蒸発量などを計算
LWnet Qh
SWnet Qle

Snowf Rainf
SubSnow
Evap

E
EpotSWE
Qsm

W

0.75Wmax Wmax

Qs

Qsb
1.5

Qg
SoilTemp

天水農地蒸発量[mm/day] 灌漑必要水量[mm/day]=1.5

SoilMoist
Qsb

W .
Wmax

W

Step 2. 取水源の推定
大規模貯水池(10億m3以上, 452)
4140km3

中規模貯水池(300万m3以上, 25,000)
3280km3

Step 3. ウォーターフットプリントの推定•2000年の82品目の農畜産物の輸入量データを利用•農産物は５品種（大麦、トウモロコシ、米、大豆、小麦）•畜産物は３品種（牛肉、豚肉、鶏肉）
輸出国別に計算

価格比(文献値)

水消費量[kg](計算値)

water footprint =原単位含有率(文献値)
輸入量[kg] (統計値)

ET p ⋅ c⋅
⋅ TRD
YLD r

収穫量[kg]
(統計値)

歩留まり率
(文献値)

検証1:世界の農地の水消費量
世界の農地の水消費量
単位：km3/yr

本研究Molden(2007)

Falkenmark andRockström (2004)

全農地からの蒸発量

7650

7130

天水農地の天水起源の蒸発量

5080

4910

灌漑農地の天水起源の蒸発量

1220

650

灌漑農地の灌漑起源の蒸発量

1350

1570

全球レベルで農地からの蒸発量（水消費量）が妥当↓
ウォーターフットプリントも妥当（他は統計値や文献値で信頼性が高いので）

6800
5000
1800

検証2:地下水取水量
主要国の地下水取水量
単位: km3/yr
本研究 WRI (2007)
インド
アメリカ
パキスタン
メキシコ
バングラデシュ
サウジアラビア

129.378.847.3
12.3
6.6
6.0

169.1
68.4
54.0
16.0
9.4
13.0

インド
アメリカ

パキスタン

[km3/yr]

主要国レベルで地下水取水量の推定値が妥当↓
取水源別のウォーターフットプリントもまずまず妥当
ただし、本研究：非循環地下水； 統計値：全ての地下水

まとめ• virtual water tradeではなく、water footprintを推計した。
• 日本のwater footprintは42.7 km3 yr‐1と推計された。
（virtual water輸入量は62.7km3yr‐1だった）• 日本のwater footprintの7.3 km3 yr‐1 (17%)は灌漑水起源、2.9 km3 yr‐1 (6.8%)は非循環地下水だと推計された。
• 水源情報を含んだ日本のウォーターフットプリントは全球統合水資源モデルを活用して推計した。
• ヴァーチャルウォーター推計において、副産物への水使用量の配分を精緻化させた。
• 先行研究との比較からも、少なくとも全球レベルでは妥当な数字が出ていることを確かめた。
• ただし、細かい数字は今後見直される可能性がある。