Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
タを用いて、草地生産量の地域分布を推定する。これらの推定結果を検証するため、長期モニタリングを実施する上で、現地調査や測定によって観測データの収集を行う。最終的に、検証された草原地域の現状生産量とサブテーマ(2)で推定された環境容量をオーバーレイすることによって、永久凍土融解に伴う水資源の枯渇、草原の乾燥化及び生産量の低下等の陸域生態系の脆弱性を明らかにする。

## (2) 気候変動に対する環境容量・適応策評価システムの開発と適応策の提言

設定された観測サイト及び実証サイトにおいて気候変動要因及び社会・経済要因が草原地域の環境容量に与える影響評価を行う。また、地域別（郡）の環境容量に基づく適正放牧頭数の推定を行うとともに、適正放牧頭数へ誘導するための適応策（家畜数制御、放牧地域の拡大・移動等）、適応技術（放牧地の水資源利用・整備計画等）の技術・政策オプションの適応効果（環境容量維持効果及び経済効果）を評価するための適応策評価システムを開発し、気候変動に頑強な適応策の提言を行う。得られた情報や研究成果については、国連環境計画（UNEP）のアジア太平洋地域適応ネットワーク（APAN）等を通じて他の地域との共有を図ると同時に、両国の政府関係者や政策決定者に向けて発信し、共有と協力を推進する。

図1 研究開発の方法と手順

### 4. 結果及び考察

## (1) 早期観測ネットワークによる永久凍土融解の検出及び脆弱性評価

本研究では、早期観測ネットワークによる衛星・地上観測データを用いて、モンゴルの永久凍土の分布動態及びそれに伴う陸域生態系の脆弱性を評価した。まず、MODIS衛星による地表面温度データを用いて、1kmメッシュの最新（2000年代）の永久凍土分布図を作成した。それに基づいて、今世紀末（2090年代）の気温平均値が最大4.1℃上昇した場合（IPCC AR5のRCP8.5シナリオ）の予測図も作成した。これにより、今世紀末までに連続・不連続的な永久凍土が僅かしか残らず、特に点在的・島状的な永久凍土地域の面積は現在の1/5程度に縮小すると予測される。次に、凍土融解と牧草フェノロジー及び生産量の関係を明らかにした。その結果、北部の連続・不連続的永久凍土地帯では、牧草の生育期に気温と降水量の影響が小さいため、生産量が高く、安定的に提供できる。一方で、南部の点状的永久凍土、特に季節的凍土地帯では、牧草の生育期に双方からの影響が大きいため、生産量が低く、変動が激しいことが分かった。さらに、推定された牧草生産量を基に、地形、土地利用、草原の種類及び家畜の摂取量等の要因を考慮し、牧草地の環境容量を推定した。現状のソムレベルの放牧頭数と比較することによって放牧圧の地域分布を明らかにした。その結果、中央部、特に首都のウランバートル市周辺地域では、放牧量が収容力を大きく超え、過放牧であることが定量的に判明した。

## (1) -1 永久凍土の分布・融解の検出

気象観測データの解析によると、1940年以降の70年間、モンゴルの年平均気温は約2.1℃上昇した。そのうち、冬季の平均気温が3.6℃上昇し、最も顕著であり、春季、夏季、秋季ではそれぞれ1.8℃、1.3℃、0.5℃ずつの上昇が見られた。また、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第5次評価報告書(AR5)に関連する5つの全球気
候モデル（GCM）モデル（日本のMIROC-ESM、米国のNCAR-CCSM4とNOAA-GFDL-CM3、中国のBCC-CSM1.1及びドイツのMPI-M-ECHAM6）の予測結果によると、2006年から2100年まで温室効果ガスの排出が続けば、モンゴルでの温暖化がさらに進行し、極端な気候現象（干ばつ、雪害、洪水や熱波など）がさらに強まる可能性を示されている。

永久凍土は、気象条件以外に、植生の影響、地質構造や土壌の熱伝導率にも関係しているが、長期的に見れば、永久凍土の分布は気温の積算温度との関係が最も大きい。そのため、凍土の分類には、様々なインデックスが定義されている。その中、Nelsonら（1986、1987）が開発した永久凍土インデックス（PMI）が、凍土分布の推定に最も一般的に使われているインデックスである。

$$ \mathsf{PMI}=(\mathsf{T}^{-})^{1/2}/((\mathsf{T}^{-})^{1/2}+(\mathsf{T}^{+})^{1/2}) $$

ここで、T^{+}とT^{-}はそれぞれ融解指数と凍結指数であり、つまり、T^{+}は0℃以上の積算温度で、T^{-}は0℃以下の積算温度である。既存の研究では、PMIの算定には気象観測サイトで観測された気温を使われていたが、観測サイトが過疎であるため、複雑な地形や、植生や土壌表層の特性などの影響が反映されない欠点がある。しかし、衛星観測による地表面温度データは、気温と比べて、植生の影響や土壌表層の特性の影響が反映されているため、永久凍土の分布と最も相関が高いと考えられる。そのため、本研究では地球観測衛星Terra及びAqualに搭載されたMODISセンサーから推定された地表面温度データ(MOD11A2)を用いて、従来の気象観測による数十キロメートルメッシュより遥かに精度の高い1kmメッシュの融解指数と凍結指数及びPMIを算定し、これまでなかった高精度の永久凍土分布図（図（1）-1、上）を作成した。また、本研究では上述の5つのGCMモデルのうち、現地の気温観測データと最も相関の高いドイツのMPI-M-ECHAM6を採用した。このモデルによる代表的濃度パス（RCP）の最大排出量シナリオ（RCP8.5）での予測値を式（1）に入力することで、今世紀末（2090年代）の永久凍土分布の予測図（図（1）-1、下）を作成した。これによると、本世紀末までにモンゴル北部の海拔の高い山頂以外、連続・不連続的な永久凍土が僅かしか残らないだろう。特に、点在的・島状的な永久凍土地域の面積は現在の1/5程度に縮小していくだろうと予想される。

図(1)-1 永久凍土指数PMI(2000-2012年の平均値)を用いて作成した永久凍土分布現状図及び10年間平均気温4.1℃上昇した場合(IPCC AR5, RCP8.5シナリオ)の永久凍土分布予測図

## (1) -2 牧草生産量の地域分布の推定

モンゴルでは、全人口の約40％が気候に強く依存している牧畜業に従事している。気候変動は植物の分布や多様性、フェノロジーなどに影響を与え、最終的に牧草・牧畜生産性に影響を与えている。本研究では、まず、
MODIS衛星によるフェノロジーデータ及び気象観測データに基づいて解析した結果、異なる凍土地帯における気候の経年変化に対する牧草のフェノロジーの多様な反応を解明した。その結果、連続的・不連続的永久凍土地帯のステップと森林ステップの生育期の始まり(SOS)、いわゆるグリーンアップ時期も生育期の終わり(EOS)ともに、その他の地域より気温も降水量の経年変化からの影響は小さく、一方で、点在の永久凍土地帯や季節凍土地帯のステップと砂漠ステップのSOSは、気温も降水量の双方からより大きい影響を受けている。さらに、永久凍土地塚では、SOSは主に前年の秋の降水量に左右され、つまり、前年の秋季の降水量を貯蔵し、翌年の草原の生育に活かす上で凍土が重要な役割を果たしていることが分かった。

また、地形や土壌特性などのGISデータ、気象や水文観測データ及び植生パラメータなどを生態系モデル（Biome-BGC）に与え、2001-2012年の間の純一次生産量（NPP）及びその変動指数（CV）の分布図（図（1）-2）を算定した。それによると、モンゴル北部の連続・不連続的な永久凍土地帯では牧草生産量が高く、しかも安定的に提供できることと、南部の点状的永久凍土及び季節的凍土地帯では、牧草生産量が小さく、安定的に提供できないことを示唆されている。行政のニーズに合わせて、モンゴルのソム（SUM）とアイマグ（AIMAG）など各行政区レベルで集計した。それによると、北部のセレンゲ県、ボルガン県、フブスグル県、トゥブ県及びヘンティー県では、牧草生産量が高いが、南部のウムヌゴビ県、ドルノゴビ県、バヤンホンゴル県では、生産量が低いことが分かった。概して、モンゴルの牧草生産量は「北高南低」と「東高西低」の分布特徴があると定量的に解明した。

さらに、凍土分布類型毎の2000-2012年の草地生産量を集計した。それによると、北部の連続的・不連続的な永久凍土地帯では、草地生産量が上昇または減少傾向が見られなかったが、南部の点状的な永久凍土地帯と季節的な凍土地帯では、2007年までに減少傾向があったが、それ以降は上昇傾向に転じたことが分かった。

図（1）-2 生態系モデルによる純一次生産量（NPP）及びその変動指数（CV）の分布図（2001-2012年）

## (1) -3 永久凍土融解に伴う陸域生態系の脆弱性評価

## (1) -3-1 地表面水分不足指数による草地乾燥化の検出

地表面の乾燥状態を表す指標として、水分不足指数(WDI:Water Deficit Index)を用いた。この指標はMoranら(1994)において考案された乾燥指数の一つであり、測定困難な土壌水分の代わりに、地表面の水分不足状
況を表す最も便利な指標として広く使用されてきた。WDIの推定モデルの基本式は式（2）で示す。

$$ \mathbf{W D I=1-E T/P E T} $$

ここで、ETは地表面の実蒸発散量であるが、PETは可能蒸発量である。本研究では、2000–2012年のMODIS衛星によるETとPETデータ(MOD16)を用いて推定したWDIの分布図である。それによると、モンゴル北部の連続・不連続的な永久凍土地帯では、WDIが小さく、地表面の乾燥状態は「正常」か「軽度な旱戯」の範囲内であるが、南部の点在的な永久凍土地帯や季節的な凍土地帯では、WDIが0.7を超え、地表面の乾燥状態は「中度から極度な旱戯」となっていることが分かった（図（1）-3）。

また、WDIの変動指数（CV）の分布によると、モンゴル北部の連続・不連続的な永久凍土地帯では地表面の水分量が多く、植生の成長に水分ストレスが小さいが、南部の宏大な季節凍土地域では地表面が乾燥していて、植生の成長に大きなストレスを与えていると考えられる。

図（1）-3 水分不足指数（WDI）の平均値（2000-2012年）の分布図

## (1) -3-2 永久凍土の融解と干ばつ、放牧などの関係解明

モンゴルでは、永久凍土がユーラシア大陸の雪氷圏の南端に位置しているため、温度上昇で始まった永久凍土の融解が異常気象や人為的活動の影響によってさらに加速された可能性が高い。本研究は永久凍土の融解と干ばつ、放牧などの関係を解明するための、ウランバートル付近の典型草原におけるNalaikhサイトで行われた集中観測データを用いて、SHAWモデルに入力することで凍土融解のメカニズム及びそれと干ばつや過放牧との関係を解明するための数値実験を行った。

## ① 干ばつと永久凍土の融解に関する解析結果

数値実験の結果によると、干ばつは活動層下部からの水分損失をもたらし、その結果、活動層の深さ(ALD)は土壌含水量の減少に応じて増加した。つまり、干ばつが永久凍土の融解を加速させることを示唆している。また、3つの降水シナリオ(1.5P, 1.75P, 2P)のシミュレーションの結果によると、降水量が増えた場合、土壌層に水分が涵養され、活動層が浅くなった。その反面、降水量の減少による干ばつは、地表面の温度を上昇させ、蒸発散の増大や活動層の乾燥化をもたらし、永久凍土の融解につながると考えられる。

## ② 放牧と永久凍土の融解に関する解析結果

本研究では、放牧強度（放牧なし、軽度放牧、中度放牧、強度放牧、過放牧など五つの放牧シナリオ）が永久凍土に及ぼす影響を評価した。その結果、湿潤な永久凍土においては、放牧強度は活動層の深さ（ALD）への影響はほとんど見られないが、乾燥な永久凍土においては、放牧強度はALDを増大させる傾向があった。また、シミュレーション結果は、干ばつと過放牧が温暖化と同時に起これば、モンゴルの永久凍土の融解をさらに加速させる可能性を示唆した。

## (1) -3-3 環境容量を超えた過放牧地域の検出

牧畜の潜在的生産量（所謂環境容量）は、牧草生産量、家畜の嗜好性と要求量、さらに地形、傾斜度、水場などの影響を考慮して求められる。本研究では、推定した純一生産量（NPP）、植生類型、家畜の嗜好性と要求量、さらに傾斜度や水不足指数などの関連パラメータを開発した環境容量評価モデルに入力することによって、モンゴル草原の環境容量を推定した。それによると、モンゴル北部の連続・不連続永久凍土地域では環境容量は2～4頭/ヘクタールになるが、南部は0.5頭／ヘクタール以下であることが分かった。さらに、推定したソムレベルの環境容量と現状の家畜頭数の差による放牧圧の分布状況（図（1）-4）を推定した。それによると、モンゴル中央部、特に首都のウランバートル市周辺地域では、家畜放牧量は環境容量を大きく超え、過放牧していることが定量的に判明した。
図（1）-4 推定した草原の環境容量と現状の家畜頭数の差による放牧圧の分布図

## (2) 気候変動に対する環境容量・適応策評価システムの開発と適応策の提言

本研究では、まず、気候変動による影響評価として、SHAWモデルによる凍土の融解解析を行った。解析結果から実証サイトにおいては、過去40年間（1970年～2010年）で凍土の融解が進んだ結果、2000年代半ば以降、凍土からの流出が無くなっている事が分かった。土壌からの水分供給不足は、植物の成長不良及び家畜の生育不良に関連していると考えられ、ゾド発生時には家畜被害を大きくする可能性が高いと示唆された。草原の環境容量については、SimSAGSによる評価システムを開発した。解析結果から、家畜数が環境容量を大きく超え、過放牧状態であるが判明した。また、同モデルを用いてADBのプロジェクトで設置された水場の適応効果について評価を行った。水場を新設する事により、特定の牧草地への過剰な負荷を軽減する事が確かめられた。

次に、牧畜社会の脆弱性評価については、干ばつ・ゾド指標に家畜の草摂餌量及び干し草収穫量の指標を加えた新しい脆弱性指標の開発を行った。開発した脆弱性指標と家畜減耗率の関係から、指標値が0.2を超えると家畜減耗率が増加する事を初めて見出した。

最後に、適応策による経済的効果については、応用一般均衡モデルによる経済効果評価システムを開発した。経済効果の分析結果から、モンゴルにおける食肉産業においては、食肉処理と流通に関する技術の向上が早急に必要である事が分かった。家畜総量規制政策への提言としては、モンゴルにおける食肉価格の変動に着目した食肉売却よる経済的インセンティブを伴った放牧頭数の抑制及び個人所有の家畜数に対する累進課税、及び放牧地への水資源利用・整備計画について検討を行った。政策決定者に向けて、慶應義塾大学に設置されたUNEP-APAN慶應ノードや慶應義塾大学で開催されたAPAN北東アジア年次会議を通じて気候変動に対する脆弱性評価及び適応策の策定に関する情報配信を行った。

## (2) -1 気候変動に対する環境容量・適応策評価システムの開発

本研究では、気候変動に対する環境容量・適応策評価システムの開発を行った。本システムは、気候変動が草原環境に与える影響を評価するための気候変動影響評価システム、社会・経済的要因が環境容量に与える影響を評価するための環境容量評価システム、環境劣化と家畜被害の関係を評価するための牧畜社会の脆弱性評価システム、及び適応策の経済評価を行うための経済効果評価システムによる4つの評価システムから構成されている。

## (2) -1-1 気候変動影響評価システム

気候変動が草原環境に与える影響を明らかにするため、SHAW(Simultaneous Heat and Water)モデルによる凍土融解解析を行った。本研究では、モデルの検証を（独）国立環境研究所とモンゴル科学院地理研究所が共同で設置したNalaikh試験ステーションを対象に行った。対象の地表面被覆はsteppeであり、地下に凍土層が広がっている。永久凍土分布では不連続的な永久凍土と分類されている。
Nalaikhにおける過去40年間の地温と土壌含水量の計算を行った結果（図（2）-1）、夏季における地温の上昇深度が1970年代では2m程度であったものが、2000年以降は4m程度にまで達し、気温上昇の影響が地下に波及している事が分かった。また、土壌含水量についても年々減少しており、乾燥化が進行している事が分かった。図（2）-2に示す凍土割合分布からは、凍土の活動層が地下1m程度から地下6m程度まで増加しており、気候変動の影響が凍土の融解として顕在化している事が示された。

図（2）-1 Nalaikhにおける地温と土壌含水量の計算結果（1970/8/10～2012/12/31）

図（2）-2 Nalaikhにおける凍土割合分布

本研究では、Nalaikhにおける凍土融解解析結果を踏まえ、(独)国立環境研究所とモンゴル科学院地理研究所が共同で設置したDavaat試験ステーションのForest及びSteppeの2地点を追加し、凍土からの流出量を求めた。過去40年間の流出量計算結果を図(2)-3に示す。

図(2)-3 流出量(左:Nalaikh、中央:Davaat Forest、右:Davaat Steppe)

図（2）-3に示す結果から、3つの実証サイトの全てにおいて2005年前後から流出量が無くなっている事が分かった。降雨の少ないモンゴルでは、凍土から流出した水分が側物の成長に欠かせない。凍土からの流出量の低下は、植物の成長不良及び草を餌とする家畜の生育不良を引き起こす可能性がある。このため、本研究では、凍土からの流出量の減少が牧草の成長に与える影響について衛星観測データを用いた調査を行った。ここでの調査は、通算日の97日から224日まで16日毎に合成した8枚の時系列NDVI画像（植生指標）を比較し、NDVIの値が最も急激に増加した期間を植物の成長開始期として求めるものである。本研究では、Nalaikhを対象に2000
年から2012年について成長開始期を求めた後、2000年と比較して成長開始期の違いを纏めた。成長開始期の違いを表（2）-1に示す。

表（2）-1 2000年を基準とした成長開始期の変化（Nalaikh）

年	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012
成長開始期	遅い	同じ	遅い	遅い	遅い	遅い	遅い	遅い	遅い	同じ	遅い	遅い

表（2）-1の結果からは、Nalaikhにおける植物の成長開始期は、2000年と比較してほとんどの年で遅れている事が分かる。2002年と2010年については、2000年と同時期であるが、2002年では、図（2）-3のNalaikhの流出量から分かるように土壌からの水分供給が機能していたためであり、2010年については、土壌からの水分供給が絶たれている一方、現地の気象観測から例年にない纏まった雨が5月にあった事が分かっている。これらの結果から、モンゴルでは気候変動の影響が永久凍土の融解と土壌水分の喪失を通じて草原植物の成長にも影響が及んでいる事が明らかになった。

## (2) -1-2 環境容量評価システム

モンゴルでは、市場経済移行後、所得の増加を求めた牧童によって過放牧が進み、草原環境が急速に劣化している。本研究では、このような社会・経済的要因が草原環境に与える影響について、SimSAGSモデルを用いた環境容量を評価するシステムを開発した。対象地域は、Nalaikhサイトに近いTov県Bayanソムであり、1991年4月と2005年4月を起点とした2ケースについて実施した。計算対象は羊とヤギである。解析結果から移動面積を家畜数で割ると家畜1頭の飼育に必要な牧草地の面積が求まる。ここで、家畜の消費量が同じであれば、家畜の飼育に必要な牧草地の増加分は単位面積当りの草の量（環境容量）が減少した事を意味する。解析結果では、羊については36.5%の減少、ヤギは5.3%の減少となった。羊に比べヤギの減少は非常に小さいが、これは、羊とヤギの摂餌行動の違い（ヤギは草の根や木の皮も食べる）等が影響していると思われる。このため、ヤギの飼育に必要な面積が著しく増加すれば、牧草地の荒廃はかなり進行していると考えられる。

次に、本研究では、環境容量評価システムを用いて実際の適応策について評価を行った。対象としたプロジェクトは、ADB（アジア開発銀行）がモンゴルで実施した、水場の修復及び新設を行うプロジェクトである。このプロジェクトでは、新しい水場を整備する事によってこれまで未利用であった牧草地の有効利用が期待できる。今回検証を行う地域は、Bayanhonger県Khureemaralソムであり、計算期間は1991年を起点とした3年間である。結果からは、水場を新設する事により羊が増加する事が分かった。しかしながら、羊の分布範囲に関しては、新しく整備した水場である1、6番周辺に羊が分布する反面、3～5番の水場周辺においては羊が少なく、水場の整備による効果が小さい事が分かる。本事例から、環境容量評価システムを用いる事で、プロジェクトの実施以前にプロジェクトの効果をある程度で推定する事が可能である事が分かった。

## (2) -1-3 脆弱性評価システム

近年、モンゴルではゾドによる家畜の大量死が頻発している。家畜被害の低減には、ゾド発生予測に基づいた牧草備蓄、家畜移動または早期食肉化等が有効であると考えられているが、予測精度は必ずしも高いとは言えない。このため、本研究では、従来のDrought-Zud指標に加え、家畜の草摂餌量及び備蓄飼料（干し草収穫量）を正規化した指標とし、これら3つの指標を用いた新しい脆弱性評価システムの開発を行った。対象地域は、Bayanhongor県の3つのソム（Buutsagaan、Khureemaral、Zag）である。図（2）-4に1998年から2011年における家畜消耗率と新しい脆弱性指標を示す。また、図（2）-5に3つのソムでの脆弱性指標と家畜減耗率の関係を示す。図（2）-4では、2008年のBuutsagaanソムを除き、新しい脆弱性指標と家畜減耗率との間で非常に良好な対応関係が得られている事が分かる。

図(2)-4 家畜消耗率と脆弱性指標の推移(1998年～2011年)
また、図（2）-5の脆弱性指標と家畜減耗率の関係からは、脆弱性指標値が0.2以上となる場合、10％以上の家畜の大量死がかなりの確率で発生する可能性がある事が判明した。この事から、脆弱性指標に閾値（0.2）が存在する事が明らかになるとともに、脆弱性指標値を閾値（0.2）以下に低減させる事が適応策の目標値として設定し得る事が初めて判明した。これにより、適応策の実施による適応効果を定量的に評価する事が可能となった。

図（2）-5 脆弱性指標と家畜減耗率の関係

## (2) -1-4 経済効果評価システム

モンゴルを対象として、ゾド（雪害）による家畜の大量死が牧畜業への経済的影響を表すものとして、牧畜業の生産性が減少するシナリオ、放牧頭数管理と環境容量維持による牧畜部門の生産性が増加するシナリオ、及び食肉の輸出振興政策が経済に及ぼす影響について応用一般均衡モデルによる評価を行った。入力データには2010年のモンゴルの32部門に分割されたIO表（産業連関表）を用いた。

牧畜業の生産性が減少するシナリオでは、生産財である家畜を利用する食品加工や繊維・皮革産業の生産にも負の影響をもたらす一方、鉱物部門（石炭石油採掘、金属採掘）では逆に生産が増加する結果となった。マクロ変数への影響に関しては、GDPが大きく減少する結果となった。要因の一つは失業率の上昇である。牧畜業は、産業に比較的大きなシェアを占めているため、牧畜業の下流部門である食品加工、繊維・皮革産業に対しても負の影響が生じ、これらの部門で減少した雇用の多くはそのまま失業に結びつくことになった。

牧畜業の生産性が上昇するケースでは、牧畜業の生産が大きく増加する反面、繊維・皮革産業、食品加工の生産はそれほど増加しない。生産性上昇のケースと生産性低下のケースでは必ずしも対照的な結果にはならない事が分かった。

輸出振興政策のケースでは、a)輸出が5倍、b)輸出が5倍で輸出価格が国内価格の2倍、及びc)輸出が5倍で輸出価格が国内価格の3倍となる3つのケースについて分析を行った。輸出振興政策のケースにおけるマクロ変数への影響については、食品加工部門の輸出を5倍にする政策とした場合、食品加工部門の生産は増加するが、他の部門の生産が減少する傾向が見られた。これは牧畜業の生産財が、食品加工の原料として用いられる事により、繊維・皮革産業の生産が減少するためである。同様に石炭石油採掘と金属採掘の生産も減少する。マクロ変数への影響については、a)ではGDPが減少し、b)とc)ではGDPは増加する。これは、GDPへの効果は輸出価格によって大きく変わるという事を意味する。輸出価格が高いと同じ輸出による収入は多くなり、中間財を多く輸入できる事から生産は増加する。また可処分所得や消費もGDPと同じ様の動きを示し、輸出価格によって結果が変わる。この事から食肉の輸出価格が国内価格と変わらないなら輸出振興政策はマクロ変数を悪化させ、輸出価格が十分国内価格よりも高ければマクロ変数は改善する事になる。首都ウランバートルから遠い地方では、中国の業者が市場価格よりも格段に安い金額で家畜を購入している。この様な家畜の売却（輸出）は、マクロ変数を悪化させる原因になる。輸出振興策の分析結果から、国内よりも高値で輸出できる食肉製品の製造技術（食肉処理、加工技術）の向上及び流通システムの整備が必要である事が分かる。

## (2) -2 牧畜社会への適応策の提言

本研究では、牧畜社会への適応策の提言として、モンゴルにおける食肉価格の変動に着目した食肉売却よる経済的インセンティブを伴った放牧頭数の抑制及び個人所有の家畜数に対する課税について提言を行った。また、放牧地への水資源利用・整備計画として多くの援助機関で行われている水場新設の効果的な配置・選定に
ついての提言を行った。

## (2) -2-1 経済的インセンティブによる放牧頭数の抑制

モンゴルにおける草原環境の劣化には、牧童による過放牧の影響が大きい。しかしながら、牧童に対する何らかの経済的なインセンティブを確保せずに家畜の頭数制限を行う事は、経済的に貧しい牧童達の反発を招く可能性が大きい。モンゴルにおける食肉の価格は、春から初夏にかけて上昇し秋から冬季に下落する。このため、食肉価格が高い時期に食肉を売ればこれまでよりも多くの利益が得られる事を意味する。過放牧は、所得の少ない牧童が収入の増加を求めて行うものであるが、価格の高い時期に合わせて食肉を供給するだけで牧童は環境負荷の大きな過放牧に頼らなくても、より多くの収入を得る事が可能となる。また、この考え方は、年間を通じて食肉を安定的に供給する事に繋がるため、食肉の供給量と価格の面から消費者にとっても都合が良い。しかしながら、現在のモンゴルでは、食肉を冷凍貯蔵するため施設が整備されていない。このため、食肉価格差に基づく収入の増加をインセンティブとした牧童による過放牧の抑制を実現するためには、食肉の冷凍貯蔵を行うための設備の導入及び食肉流通能力の向上が必要である。

## (2) -2-2 累進課税による放牧頭数の抑制

モンゴルでは、一般的な牧童の家族は4人家族であるため、1家族当たり200頭の家畜以下については無税、200頭を超える家畜に対して累進的に課税をかける事になる。現在、牧童に対して一律の税がかけられており、生産手段である牧草地保全のために牧草使用料を支払う事については、牧童の間で基本的に合意できるものと考えられる。しかしながら、このような一律の税は、少数の大規模牧場経営の牧童に有利であり、家畜頭数が500頭以下の多くの零細な牧童家族にとっては不利な税制である。また、一律の税では、家畜数の増加に歯止めをかける事はできない。このため、累進課税の導入は、牧童にとって非常に公正な方法であると考えられるが、閾値や累進税率の決め方については、政治に深くからむ部分であり、合意は容易ではない。ここで、モンゴルにおけるゾド発生と家畜数について考えると、1990年以前の社会主義経済下では、家畜頭数は長く最大2千5百万頭を超える事はなく、自然現象としてのゾドは1976～1977年に発生しただけであった。しかし、2000年以降の家畜総数の増加は、長いモンゴルの伝統的な放牧社会で行われていた家畜頭数を遥かに超えている。モンゴルにおける家畜総量規制政策については、1990年以前の家畜頭数及び現在の牧畜業従事者の数から累進税率に係る閾値や税率について検討する必要がある。

## (2) -2-3 放牧地への水資源利用・整備計画の提言

モンゴルでは、市場経済移行後、資金や部品の不足などから使用できない井戸（水場）が増えている一方、過放牧による家畜の数は増加している。放牧においては、家畜の餌となる草と同様、水も必要であるため、必然的に利用可能な水場を中心に草原環境が劣化していく事になる。本研究では、SimSAGSモデルによる環境容量評価システムを用いて、アジア開発銀行（ADB）が実施した水場の新設による牧畜への効果を調べた。調査を行ったBayanhonger県のKhureemaralソムでは、水場を新設する事で家畜が増加し、家畜の分布が広がる事が確かめられたが、新設した水場の中には家畜の分布がほとんど見られない場所もあった。このため、水場の新設が必ずしも家畜の飼育に効果的であるとは言えないことが分かった。これらの結果から適切な位置に水場を設置しなければ、期待した効果が得られない事が分かる。このため、適応策の策定等においては、実施場所等について事前によく計画を吟味する必要がある事が分かった。家畜の移動には、地形や標高、草の密度等も影響する。このため、水場の設置に関しては、地形や標高及び衛星による植物活性度等の情報を用いて最適な水場の選定を行う必要があると言える。

## (2) -3 政策決定者への情報提供

本研究で得られた知見や家畜総量規制政策への提言等を政策決定者に提供するための、UNEPのアジア太平洋地域適応ネットワーク(APAN)によるシンポジウムや会議等での情報発信及び慶應義塾大学に設置されたKEIO-Node(http://www.rc3a.org/)を通じた気候変動に関する情報配信を行った。

2015年3月4日、慶應義塾大学RCCCA(Research Center for Climate Change Adaptation)が、慶應義塾大学日吉キャンパスにおいて同時開催した第5回環境イノベータシンポジウムとAPAN北東アジア年次会議では、北東アジア等から合計45人の参加者及び14人の登壇者を迎え、「大規模な変化」と適応策におけるギャップを主テーマに一般参加者、学生、政策決定者、NPO、研究者等がそれぞれの適応策におけるギャップ理解について相互の確認と解決策に向けた議論が行われた。北東アジアでは、大規模な人口移動や都市への集中、自然災害の頻発、伝染病の急速な蔓延が起こっている。一方、地球温暖化や高齢化、環境汚染や生態系の悪化等は漸進しており、その影響も十分に把握する事が困難な状況にある。これらは、「脆弱さ」の原因であり、北東アジアがあらゆる「大規模な変化」に対して最も脆弱な地域の一つである事を結論づけている。
### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

まず、MODIS衛星による地表面温度データを用いて、1kmメッシュの最新（2000年代）の永久凍土分布図を初めて作成した。それに基づいて、今世紀末（2090年代）の気温平均値が最大4.1℃上昇した場合（IPCC AR5のRCP8.5シナリオ）の予測図も作成した。これにより、今世紀末までに連続・不連続的な永久凍土が僅かしか残らず、特に点在的・島状的な永久凍土地域の面積は現在の1/5程度に縮小すると予測される。

次に、凍土融解と牧草フェノロジー及び生産量の関係を明らかにした。その結果、北部の連続・不連続的永久凍土地帯では、牧草の生育期に気温と降水量の影響が小さいため、生産量が高く、安定的に提供できる。一方で、南部の点状的永久凍土、特に季節的凍土地帯では、生産量が低く、変動が激しいことが分かった。これらの成果は、遊牧民の放牧範囲と強度の決定に意義が大きい。

さらに、牧草生産量を基づいて推定された環境容量と現状の放牧頭数と比較することによって放牧圧の地域分布を明らかにした。その結果、中央部、特に首都のウランバートル市周辺地域では、放牧量が収容力を大きく超え、過放牧であることが定量的に判明した。これらの成果は、環境容量に基づく家畜頭数制限と草原保全政策の根拠資料になる。

最後に、気候変動の影響は高緯度地域の永久凍土の融解と蒸発散による水資源喪失、及び大干ばつの頻発による草地への水資源供給の著しい減少として顕著に表れており、家畜増加による過放牧と相まって草原生産力劣化が急速に進行している。脆弱性指標（気温、降水量、牧草量、備蓄干し草量の関数）と家畜減耗率の関係から、指標値が0.2を超えると家畜減耗率が増加することが見出され、脆弱性指標値に閾値（0.2）が存在することが明らかになった。このことから脆弱性指標値を閾値（0.2）以下に低減させることが適応策の目標値として設定し得ることが初めて判明した。このように、脆弱性を低下させる適応策の具体的数値目標が定量的に示されたことにより、適応策の実施による適応効果を定量的に評価することが可能となった。

UNFCCCの適応委員会をはじめとして世界的に適応効果の定量的な評価の重要性が指摘されているが、科学的データに基づく評価方法は提示されてこなかった。今回モンゴルにおいて初めて脆弱性とLoss&Damageとの定量的な関係性を提示し、かつ脆弱性指標値に閾値が存在することを明らかにした意義は大きい。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

環境省が平成26年度に行った「2020年以降の気候変動枠組における適応のあり方に関する懇談会」において、モンゴルにおける科学的知見を用いた適応計画への反映経験をもとに、2015年合意（2020年以降の気候変動に関する新たな枠組み）の中で、日本国として位置づけるべき適応の要素に対する考え方を提言した。

また、2020年以降の温室効果ガス排出削減の新たな枠組みにおける「適応」の位置づけについて、モンゴルで行っている「適応」と「緩和」の両方が満たされるような「グリーン開発」の事例をもとに「適応」の位置づけについての提言を行った。

さらに、平成25年8月2日に開催された第8回「日本・モンゴル環境政策対話」及び平成26年3月17日に開催された第9回「日・モンゴル環境政策対話」において、本研究成果である気候変動に対するモンゴル草原及び牧畜社会の脆弱性評価、早期ゾド予報と適応オプション選択、適応策の経済的効果の評価、環境容量に基づく家畜頭数制限と草原保全等について、モンゴルでの気候変動適応策として提言を行い、モンゴル政府の環境政策に貢献した。

本研究により得られた研究成果を国連のアジア太平洋地域適応ネットワーク(APAN)等を通じ各国の政府関係者や政策決定者に向けて情報発信を行った結果、知見等の共有を行う事ができた。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

日本政府とモンゴル政府は2015年2月10日に日・モンゴル経済連携協定（EPA）を締結した。食肉輸出による高付加価値商品へのインセンティブ付加が、環境容量の維持による草原保全をもたらすと同時に、GDPへの貢献をもたらすという本研究で行った適応策の経済効果の評価で得られた成果が有効に機能する可能性を示しており、結果として日・モンゴル経済連携協定（EPA）の環境政策への効果についても貢献したと考えている。
### 6. 研究成果の主な発表状況

## （１）主な誌上発表

## く査読付き論文>

1) T-H. WU, Q-X. WANG, L. ZHAO, E. DU, W. WANG, O. BATKHISHIG, B. DORIGOTOV, and M. Watanabe: Environmental Earth Sciences. 67 (7): 1869-1876 (2012)

“Investigating internal structure of permafrost using conventional methods and ground-penetrating radar at Honhor basin, Mongolia”

2) T-H. WU, L. ZHAO, R. LI, Q-X. WANG, C-W. XIE, Q-Q. PANG: International Journal of Climatology, (33), 920–930 (2013)

“Recent ground surface warming and its effects on permafrost on the central Qinghai-Tibet Plateau”

3) W-W. XIAO, Z. SUN, Q-X. WANG, Y-H YANG: J. Appl. Remote Sens., 7 (1), 073562 (2013)

“Evaluating MODIS phenology product for rotating croplands through ground observations”

4) Z. SUN, M. GEBREMICHAEL, Q-X WANG, J. WANG, T. W. SAMMIS, A. NICKLESS: Remote Sensing, 5(10), 4735–4752 (2013)

“Evaluation of Clear-Sky Incoming Radiation Estimating Equations Typically Used in Remote Sensing Evapotranspiration Algorithms”

5) Z. SUN, M. GEBREMICHAEL, Q-X WANG: Journal of the Meteorological Society of Japan, 91 (5), 627–638 (2013)

“Evaluation of Empirical Remote Sensing-Based Equations for Estimating Soil Heat Flux”

6) 2013 Z. SUN, Q-X WANG, B. MATSUSHITA, T. FUKUSHIMA, Z. OUYANG, M. Watanabe, M. GEBREMICHAEL: Hydrological Sciences Journal, 58 (5), 994–1012 (2013)

“Further evaluation of the Sim-ReSET model for ET estimation driven by only satellite inputs”

7) Q-X. WANG and O. Batkhishig: J Ecosys Ecograph. 4:140 (2014)

“Impact of Overgrazing on Semiarid Ecosystem Soil Properties: A Case Study of the Eastern Hovsgol Lake Area, Mongolia”

8）大場章弘、厳網林：沙漠研究，24（2），285-294（2014）

「景観生態区分による村落レベルの牧草生産力の評価」

9) Z. Sun, Q-X WANG, Q-A Xiao et al: Remote Sens. 7, 360-377 (2015)

“Diverse Responses of Remotely Sensed Grassland Phenology to Inter-annual Climate Variability over Frozen Ground Regions in Mongolia”

## く査読付論文に準ずる成果発表>

1）岡寺智大：環境情報科学学術研究論文集，28，125-130（2014）

「モンゴルの電力供給と水需要」

## くその他誌上発表（査読なし）>

1) C. LIU, Q-X. WANG AND T. YASUNARI: Proceedings of the 8th International Conference on Natural Resources and Sustainable Development in Surrounding Regions of the Mongolian Plateau. Enkh-Amgalan S, Amangul Sh. (eds.). ©Institute of Geography, MAS, Ulaanbaatar, Mongolia, 29-33 (2012)

“Impact of Human Activities on Regional Nitrogen Balance in East Asia”

2) O. BATKHISHIG AND Q-X. WANG: Proceedings of the 8th International Conference on Natural Resources and Sustainable Development in Surrounding Regions of the Mongolian Plateau. Enkh-Amgalan S, Amangul Sh. (eds.). ©Institute of Geography, MAS, Ulaanbaatar, Mongolia, 7-9 (2012)

“Climate Change and its Impact on Soil Degradation in Mongolia”

3) Q-X. WANG, M. Watanabe, O. BATKHISHIG, T-H. WU AND J-Y. LIU: Proceedings of the 8th International Conference on Natural Resources and Sustainable Development in Surrounding Regions of the Mongolian Plateau. Enkh-Amgalan S, Amangul Sh. (eds.). ©Institute of Geography, MAS, Ulaanbaatar, Mongolia, 111-116 (2012)

“Detecting Permafrost Degradation and Ecosystem Vulnerability in Mongolia using an Early
Mongolian permafrost regions"

19）岡寺智大，王勤学，O. BATKHISHIG，渡邊正孝：日本地域学会 第50回（2013年）年次大会，同学術発表論文集（2013）

「モンゴルのエネルギー供給による水需要に関する研究」

20) B. Suvdantsetseg, A. Oba, W. Yan: The 5th Environmental Innovators (EI) Symposium, Yokohama, Japan. Jan. 15, (2014)

“Adaptation System Development with Science, Policy and Community Interfaces for Pastoral Resilience”

21) B. Suvdantsetseg, A. Oba, W. Yan: The 5th Environmental Innovators (EI) Symposium, Session 2: Embracing Change, Building Resilience with Communities. Yokohama, Japan. Jan. 15–16 (2014)

(22) Okadera T., Wang Q-X., Batkhishig O.: 4th Asian Conference on Sustainability Energy and the Environment 2014, Osaka, Japan, (2014)

“Water for coal production in Mongolia”

(23) Q-X. WANG, Okadera T. M. Watanabe, Yan W-L.: The 4th Asia-Pacific Climate Change Adaptation Forum. Kuala Lumpur, Malaysia, (2014)

“Environmental Vulnerabilities and their Adaptation Strategies in Mongolia”

24) Q-X. WANG, W. Yan, M. Watanabe, O. Batkhishig, D. Dorjgotov: The 5th Environmental Innovators (EI) Symposium, Session 2: Embracing Change, Building Resilience with Communities. Yokohama, Japan. Jan. 15–16 (2014)

"Land Degradation and Carbon Fixation Reduction in Permafrost Region of Mongolia"

(25) Q-X. WANG., Xiao Q-A., Okadera T. M. Watanabe, Batkhishig O.: IARU Sustainability Science Congress 2014, Copenhagen, Denmark, (2014)

“Vulnerabilities caused by Climate Change and their Adaptation Strategies in Mongolia”

26) Q-X. WANG: BIT's 4th Low Carbon Earth Summit-2014. Qingdao, China, (2014)

“Environmental Vulnerabilities caused by Climate Change and their Adaptation Strategies in Mongolia”

27) Q-X. WANG: BIT's 4th Annual New Energy Forum—2014. Sep. 21–23, 2014. Qingdao, China, (2014) "Renewable Energy Technologies for Climate Change Adaptation—A Case Study in the Permafrost Region of Mongolia"

28）エリデニ，ナチン，小長谷有紀，王勤学：日本モンゴル学会2014年度秋季大会，岡山，（2014）「統計データから読み取るモンゴルの農畜産の変遷及びその地域特性」

29）王勤学，岡寺智大，肖慶安，孫志剛：国立環境研究所 公開シンポジウム 2014「低炭素社会に向けて一温室効果ガス削減の取り組みと私たちの未来ー」，東京と奈良，（2014）「モンゴルの永久凍土の融解による水循環の変動及び炭素吸収量の関係解明」

30）王勤学，岡寺智大，肖慶安，孫志剛：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！～，東京，（2014）

「モンゴルの永久凍土の融解による水循環の変動及び炭素吸収量の関係解明」

31）岡寺智大：第28回環境情報科学学術研究論文発表会，東京，（2014）「モンゴルの電力供給と水需要」

32) A. Oba: Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia Workshop, Tokyo, Japan, January 13–15, (2015)

“GWR Modeling for Zud Impact on Livestock”

33) M. Watanabe: Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia Workshop, Tokyo, Japan, January 13–15, (2015)

“Permafrost Melting as Critical Slow Variable for Gradual Drying in the Tuul River Basin”

34) Okadera T.: International workshop on Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia, Tokyo, Japan, (2015)

“Water for energy production in Mongolia”

35) Q-X. WANG., Xiao Q-A., Eer Deni, Okadera T. M. Watanabe, Batkhishig O.: International workshop on Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia, Tokyo, Japan,
(2015)

“CO2 Sequestration by Rangeland in Mongolia”

36) S. Takeda and M. Watanabe: Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia Workshop, Tokyo, Japan, January 13–15, (2015)

“Computable General Equilibrium Model for Economical Evaluation of Zud Event”

37) W. Yan: Adaptation for Climate Change and Green Development in Mongolia Workshop, Tokyo, Japan, January 13–15, (2015)

"Planning and Building the Adaptive Network for the Production and Distribution of Livestock and Meat in Mongolia"

### 7. 研究者略壓

課題代表者： 王 勤学

北海道大学地球環境科学研究科卒業、博士、現在、独立行政法人国立環境研究所/地域環境研究センター 主席研究員

研究分担者

サブテーマ1 早期観測ネットワークによる永久凍土融解の検出及び脆弱性評価

1) 王勤学 北海道大学地球環境科学研究科卒業、博士、現在、独立行政法人国立環境研究所/地域環境研究センター/主席研究員

2）岡寺智大 大阪大学大学院工学研究科卒業、博士、現在、独立行政法人国立環境研究所/地域環境研究センター/主任研究員

サブテーマ2 気候変動に対する環境容量・適応策評価システムの開発と適応策の提言

1）厳綱林 東京大学工学部土木工学科卒業、博士、現在、慶應義塾大学/環境情報学部/教授

2) 渡邊正孝 マサチューセッツ工科大学土木・環境工学科卒業、博士、国立公害研究所、独立行政法人国立環境研究所、慶應義塾大学環境情報学部教授、現在、慶應義塾大学大学院/政策・メディア研究科/特任教授

3) 丹治三則 大阪大学工学系研究科卒業、博士、現在、慶応義塾大学/環境情報学部/専任講師

4) 大場章弘 慶應義塾大学環境情報学部卒業、修士、現在、慶應義塾大学大学院/政策・メディア研究科/特任助教
モンゴルの永久凍土地帯における脆弱性評価及び適応策の提言に関する研究

## （１）早期観測ネットワークによる永久凍土融解の検出及び脆弱性評価

独立行政法人国立環境研究所

地域環境研究センター 王勤学・岡寺智大

平成24(開始年度)～26年度累計予算額：61,883千円（うち、平成26年度予算額：19,579千円）予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

モンゴルの年平均気温は1940年以来2.1℃上昇した。温暖化に伴う永久凍土の融解は、水資源の減少、草原の砂漠化などをもたらし、牧草生産力や環境容量（家畜収容力）に様々な影響を及ぼすと考えられる。本研究では、早期観測ネットワークによる衛星・地上観測データを用いて、モンゴルの永久凍土の分布動態及びそれに伴う陸域生態系の脆弱性を評価した。まず、MODIS衛星による地表面温度データを用いて、1kmメッシュの最新（2000年代）の永久凍土分布図を作成した。それに基づいて、今世紀末（2090年代）の気温平均値が最大4.1℃上昇した場合（IPCC AR5のRCP8.5シナリオ）の予測図も作成した。これにより、今世紀末までに連続・不連続的な永久凍土が僅かしか残らず、特に点在的・島状的な永久凍土地域の面積は現在の1/5程度に縮小すると予測される。次に、凍土融解と牧草フェノロジー及び生産量の関係を明らかにした。その結果、北部の連続・不連続的永久凍土地帯では、牧草の生育期に気温と降水量の影響が小さいため、生産量が高く、安定的に提供できる。一方で、南部の点状的永久凍土、特に季節的凍土地帯では、牧草の生育期に双方からの影響が大きいため、生産量が低く、変動が激しいことが分かった。さらに、推定された牧草生産量を基に、地形、土地利用、草原の種類及び家畜の摂取量等の要因を考慮し、牧草地の環境容量を推定した。現状のソムレベルの放牧頭数と比較することによって放牧圧の地域分布を明らかにした。その結果、中央部、特に首都のウランバートル市周辺地域では、放牧量が収容力を大きく超え、過放牧であることが定量的に判明した。最後に、水・熱シミュレーション（SHAW）モデルを用いて、干ばつ、放牧強度と永久凍土の融解との関係を解明するための数値実験を行った。その結果、Nalaikh実験サイトでは、年降水量が331.4mmを下回った場合、永久凍土の活動層から水分の損失が発生する。さらに、干ばつと過放牧が同時に起きた場合、永久凍土は一層脆弱になることが分った。

## [キーワード]

気候変動、永久凍土、牧草生産量、環境容量、脆弱性評価

### 1. はじめに

モンゴルの永久凍土地域は、シベリア永久凍土区の最南端にあり、モンゴル国土の63%を占めている。凍結融解作用によって形成された永久凍土は、陸域生態系における植生の成長と生産に重要な役割を果たしている。低温な永久凍土は根の深部への成長を制限し、土壌層における有機物