第１２回環境研究シンポジウム「気候変動と科学技術～考えよう地球の未来！～」
平成２６年１１月１８日 ，一橋大学一橋講堂

気候変動と21世紀の農業・食料生産技術（独）農業環境技術研究所
研究コーディネータ

八木一行

地球環境変動と農業生態系
人類がこの２１世紀に乗り越えなければならない２つの問題である。
100

世界平均地上気温の上昇量

90
80
70

約22億トン（2010年）
穀物生産量

60

途上国人口

50

先進国人口

40
30
20

約8億トン（1960年）

100
1950
1950

変わりつつある
地球環境

2000
2000

2050

増加しつつある
世界人口を支える
農業

2050

地球環境変動と農業生態系(独)農業環境技術研究所における地球環境研究

適応技術・食料生産量予測
農業生産力変動
物質循環変動

変わりつつある地球環境

温室効果ガス排出
窒素負荷
砂漠化、etc.

緩和技術

増加しつつある
世界人口を支える農業

農耕地における総合的な温暖化緩和策の定量評価
リサーチプロジェクト（温暖化緩和策ＲＰ）目標：
2013 年以降の国際枠組みにおける農地を対象とした総合的な温暖化緩和策を定量評価する。

National Institute for Agro-Environmental Sciences

農耕地温室効果ガス
チャンバーモニタリングネットワーク
N 2O

CH4CO2

農業環境技術研究所
計測中の試験サイト
過去の試験サイト

Yamagata Shonai

40

Conventional
Front-loaded MD

30040

40807060

Yamagata

Conventional
Front-loaded MD
Extended MD

50
40
30

2020

10

1000-10

6/1/08

7/1/088/1/08Date

9/1/08

10/1/08

6/1/08

7/1/088/1/08Date

9/1/08

10/1/0880

メタンフラックス（mg44 m-2 hr-1）-2-1

CH4 flux (mg-CH4 m h )50004040
慣行（中干し2週間）
Conventional
中干し3週間Front-loaded
MD1
中干し4週間Front-loaded
MD230

Fukushima80

201006/1/08

7/1/088/1/089/1/08 10/1/08 11/1/08

Date

青線：慣行区 緑・オレンジ：改良区

 全国の9地点中8地点で、一週間程度の中干し延長により、慣行中干しに比べてメタン発生量を平均30%程度削減できた。
中干し延長管理では、慣行水管理区に比べて精玄米重が平均3%低下する傾向がみられたが、登熟歩合の向上や蛋白含量の減少など品質の向上がみられた。
これらの成果を「技術指導マニュアル」として公表。
本成果に基づき、水田中干しの延長は環境保全型農業直接支援対策の地域特認取組として認定された（滋賀県）。

Rainfall (mm / day)

削減分増加分

中干し延長による水田からの発生量の削減

農水省委託プロジェクト： MIRSA(Greenhouse Gas Mitigation in Irrigated Rice Paddies in Southeast Asia)

2013-14 Dry season, Pati, Indonesia
JGSEE/KMUTT

Hue Univ. A&F

PhilRice

Coordinated byIAERI 平成25～29年度 国際連携課題
 東南アジアの灌漑水田で普及がはじまっている節水型間断灌漑技術（AWD: alternatewetting and drying）による温室効果ガス（CH4+N2O）排出削減を評価。
 常時湛水と比較して常に3割以上削減できる「改良節水栽培技術」を開発する。

Web上で土壌炭素を計算できるシステム
平成25年10月公開
プレスリリース

地図上で場所を指定して気象と土壌のデータ取得

平成26年度CH4, N2Oの計算を追加

作物や有機物管理を選択
土壌炭素の変化を表示「あなたの選んだ管理では、標準的な管理と比べて、1 haあたりで、乗用車が一年間で排出するCO2の○台分を削減したことになります。」

 本「見える化サイト」は、環境保全型農業支援のための「日本型直接支払制度」において、地球温暖化防止効果の評価
8ツールとして活用される見込み。
National Institute for Agro-Environmental Sciences地球規模環境変動に対する作物応答メカニズムの解明及び影響予測
リサーチプロジェクト（作物応答影響予測ＲＰ）（食料生産変動予測ＲＰ）
目標：
将来予想される環境での作物の高CO2濃度応答・高温耐性メカニズムを解明し、その影響予測モデルを開発する。
我が国と世界の主要作物を対象に気候変動に対する脆弱性評価手法の開発と食料生産量の変動予測を行う。

National Institute for Agro-Environmental Sciences

2地点、計11作期の品種「あきたこまち」の高CO2 応答○１１平均、●雫石（７作）、▲つくばみらい（４作）

平均で収量は11%増加。

収量
乾物重

増収の要因は、主として乾物重および籾数の増加。

収穫指数
穂数

ただし、収穫指数（収量/乾物重）、登熟歩合は、つくばみらいにおいて、低下。

一穂籾数
面積当たり
籾数
登熟歩合
一粒重
高CO2による変化（%）

Hasegawa et alsubmitted to ASAmonographつくばみらいでは高CO2により外観品質も低下■ 対照CO2■ FACE

品種、コシヒカリ

FACE実験の成果とコメ生産性推計モデルを用いた
日本における食料生産変動評価● 高CO2環境下の温度ストレスの影響● 適応のための品種特性の解明、等⇒最新の知見をモデルに反映

シミュレーション設定
1位

2位

コメ生産性環境応答モデル
都道府県別主要栽培品種（2003）

作柄地帯別水稲移植日（2000）

予測収量と品質低下リスク （HadGEM2-ES,RCP8.5）
予測収量比分布図（現行品種、現行移植日）（2081-2100）（%）

全生産量比（base=100）（2031-2050）

全生産量の推移（20年毎平均: 現行移植日）（%）

収量比分布（base：1981-2000を100%とした比率）

全生産量比（base=100）（2081-2100）120

高温による品質低下のリスク

100
80

40-

高60

20-40 中400-20

低200

1981-2000

2001-20202021-2040

2041-2060

2061-2080

2081-2100全生産量の推移（20年毎平均： 品質重視移植日）

予測収量比分布図（現行品種、品質重視移植日）（2031-2050）

140140120

高温による品質低下のリスク

100
8040-

高60

20-40 中400-20低200

1981-2000

2001-20202021-2040

2041-2060

2061-2080

2081-2100

全生産量（base：1981-2000を100とした相対値）
高温に因る品質低下リスク指標により3クラスに分類◆現行移植日（適応なし） 登熟期間前期に高温ストレスを受ける割合が極めて高くなる。
→全生産量は増加するが、品質が大きく低下する可能性がある。
◆品質重視移植日（適応あり） 全生産量は大きく減少しないが、収量の地域的偏りが極めて大きくなる。

世界作物収量データセットの構築
衛星観測による植生指数

2000年頃の収穫面積分布

FAO国別統計収量

世界作物収量
データセット
2000年頃の栽培暦

郡・市町村別の統計収量
1990年代の栽培様式

一部の地域では近年、収量の不安定化が見られる

コムギ収量の変動係数（％）

コムギ収量の変動係数（％）

２期間のコムギ収量の変動係数の差（ポイント）

収量が近年、より安定化  収量が近年、より不安定化
16季節予測に基づく豊凶予測
SINTEX-F（JAMSTEC）

統計収量モデル

季節予測（気温と土壌水分量）から、収穫3カ月前に栽培中作物の不作を世界栽培面積の約20%で予測（Iizumi et al., 2013: Nature Climate Change）

気候変動対策プロジェクト研究成果発表会

主催： 農林水産省農林水産技術会議事務局（独）農業・食品産業技術総合研究機構（独）農業環境技術研究所
http://www.naro.affrc.go.jp/event/list/2014/10/054310.html