Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
12) M. KOHRI, S. NAOE and T. MIYASHITA: The 11th International Congress of Ecology, London, U.K., 2013

“Exploring bird diversity hotspots by niche modeling and its use for gap analysis of protected areas”

13) S. NAOE, M. AKASAKA, T. YAMAKITA and T. MIYASHITA: The First Asia Parks Congress, Sendai, Japan, 2013

“Identification of conservation priority areas considering prediction uncertainty for terrestrial birds in Japan”

14）中嶋亮太、山北剛久、渡部裕美、藤倉克則、田中克彥、山本啓之、白山義久：2013年度プランクトンベントス学会合同大会(2013)

「日本周辺の深海化学合成生態系におけるマクロ・メガベントスの種数および群集構造：重要海域選定の試み」

15) 山北剛久、宮下直：2013年度日本ベントス学会・日本プランクトン学会合同大会（2013）「景観のモザイク性はベントスの多様性に影響するか？：レビューと事例」

16) T. YAMAKITA, N. KUMAGAI, H. MIYAMOTO, S. SAKAMOTO, H. YAMAMOTO, T. KOMATSU, S. NISIDA, K. KOGURE and H. KITAZATO: The First Asia Parks Congress, Sendai, Japan, 2013 "Species distribution models off the Tohoku area as a potential of recovery from tsunami impact."

17) 直江将司、赤坂宗光、山北剛久、植田睦之、宮下直：日本生態学会第61回大会（2014）「全国スケールでの陸生鳥類の相補性解析から明らかになったオープンランドの保全上の重要性」

18) 直江将司、赤坂宗光、山北剛久、植田睦之、宮下直：日本生態学会第61回大会（2014）「全国スケールでの陸生鳥類の相補性解析から明らかになったオープンランドの保全上の重要性」

19) T. MIYASHITA: “International Symposium: Ecosystem Service and Landscape Structure”, GCOE program (Asian Conservation Ecology), Fukuoka, 2014

“High effectiveness of environmentally friendly farming on paddy-dwelling organisms in heterogeneous landscapes and its comparison with dry croplands”

20) T. MIYASHITA and M. TSUTSUI: “Workshop 2: Perspectives on Sustainable Agriculture in Monsoon Asia: Biodiversity-Friendly Farming and Landscape Management”, MARCO Symposium, Tsukuba, 2015

“Dual values for biodiversity conservation in agricultural landscapes.”

21) M. MATSUBA, M. SUZUKI and T. MIYASHITA: The 62nd Annual Meeting of the Ecological Society of Japan, Kagoshima, Japan, 2015

“Predicting future diversity and distributions of butterflies and amphibians under climate change in Japan.”

22) M. MATSUBA and T. MIYASHITA: The 27th International Congress for Conservation Biology/ 4th European Congress for Conservation Biology, Montpellier, France, 2015

“Forecasting future diversity and distributions of butterflies under climate change in Japan”

23) M. MATSUBA and T. MIYASHITA: International Symposium "Biological range shifts in response to climate change", Tokyo, Japan, 2015
“Forecasting distributions of butterflies and implications for conservation”

24) M. MATSUBA and T. MIYASHITA: International Symposium "Biological Conservation Planning under Uncertainty", Tokyo, Japan, 2015

“Forecasting future diversity and distributions of butterflies under climate change in Japan”

25) 松葉史紗子、笠田実、宮下直：日本生態学会第63回大会（2016）「都市における生物多様性保全のこれから」

26) 笠田実、松葉史紗子、宮下直：日本生態学会第63回大会（2016）

「人にも生物にも価値のある場所はどこか：地価と生物多様性から考える新たな保全策の提案」

27) M. MATSUBA, M. KASADA and T. MIYASHITA: The 63rd Annual Meeting of the Ecological Society of Japan, Sendai, Japan, 2016

“Regional differences in range shifts of butterflies to climate change and implications for protected areas in Japan”

28) 宮下直、松葉史紗子：日本チョウ類保全協会 (2016)「地球温暖化でチョウの分布がどう変化するか？」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) 公開講演会「生物多様性観測・評価・予測研究の最前線2～愛知目標達成に向けての第一歩～」(2012年1月6日、東京大学農学部弥生講堂一条ホール、聴衆約100名)

2）東南アジアの森林減少と可能性（公開講演会「生物多様性観測・評価・予測研究の最前線」，2012年1月8日，東京大学農学部1号館8番教室，観客180人）

3）モザイク景観と生物多様性の関係：成因、変異性、保全（日本生態学会企画シンポジウム、2012年3月18日、龍谷大学、観客90人）

4) Patterns and drivers of biodiversity at macro spatial scales: historical and contemporary （国際シンポジウム、2013年2月28日、東京大学農学部1号館8番教室、聴衆約50人）

5) 公開講演会「生物多様性観測・評価・予測研究の最前線 3 〜アジアでの展開〜」(2014年1月11日、東京大学農学部1号館8番教室、聴衆約100名)

6) Workshop on Virus Dynamics and Evolution (June 30 - July 4, 2014, Centre de Recerca Matematica, Universitat Autonoma de Barcelona, Barcelona, Spain. Organizing Committee)

7) The JSMB/SMB joint meeting (July 28 - August 1, 2014, Osaka International Convention Center, Osaka, Japan. Organizing Committee, Scientific Advisory Committee)

8) Mini- symposium “Social sciences for ecosystem management and biodiversity conservation”, In the JSMB/SMB Joint Meeting for Mathematical Biology (July 30, 2014, Osaka International Convention Center, Osaka, Japan. Organizer)

9) 生物多様性観測・評価・予測研究の最前線4～生物多様性と第一次産業～(S9-1-2と合同主催、2015年1月7日、東京大学弥生一条ホール、聴衆約90名)
10) Symposium “Ecosystem management and environmental decisions.” A Satellite symposium of Second International Symposium of Decision Science for Sustainable Society (January 30, 2015, Centennial Hall, Kyushu University Medical School, Japan. Organizer)

11) The S9/Kanto Branch of ESJ joint international symposium “Biological range shifts in response to climate change”(September 5, 2015, The University of Tokyo, Tokyo, Japan. Co-organizer)

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) 朝日新聞デジタル 2014年5月15日

http://b.hatena.ne.jp/entry/www.asahi.com/articles/ASG5G63JJG5GULBJ015.html

2) Excite ニュース 2014年5月15日

http://www.excite.co.jp/News/society_g/20140515/Hazardlab_5953.html

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) IUCN (2009) IUCN Red List of Threatened Species, version 2009.1. Available at: http://www.iucnredlist.org.

2) B. SANDEL, L. ARGE, B. DALSGAARD, RG. DAVIES, KJ. GASTON, WJ. SUTHERLAND and JC. SVENNING: Science, 334, 660-664 (2011), The influence of late Quaternary climate-change velocity on species endemism.

3) C. D. L. ORME, et al.: Nature, 436, 1016-1019, (2005), Global hotspots of species richness are not congruent with endemism or threat.
（２）農業環境における生物多様性評価のためのスケールアップ手法の開発・適用

国立研究開発法人農業環境技術研究所

生物多樣性研究領域 ___ 池田浩明

農業環境インベントリーセンター 山本勝利

<研究協力者>

国立研究開発法人農業環境技術研究所

農業環境インベントリーセンター

大澤剛士・山中武彦

平成23～27年度累計予算額：37,856千円（うち平成27年度：6,916千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

農業生態系は、食料生産の場であると同時に、様々な生物に対して生息の場を提供している生態系である。その一方で、機械化・大規模化された近代農業は、農地の過剰利用（生物多様性第一の危機）、農業に資さない地の放棄（生物多様性第二の危機）という両面から、農業生態系における生物多様性を脅かすようになったと考えられているが、それらが注目されるようになったのは比較的最近のため、知見は限られている。特に日本を含むモンスーンアジア域における生物多様性に関わる研究は極めて限定的で、その研究を推進し、生物多様性の減少要因を特定することは急務である。本課題では、国内の農業生態系における生物多様性評価手法の開発、開発された手法に基づく国内評価、ならびに、それら手法の東南アジア域への適用を試みた。国内では、圃場整備（生物多様性第一の危機）が大規模に実施された地域と絶滅危惧植物の分布域が排他すること、耕作放棄（生物多様性第二の危機）が広がっている地域と、絶滅危惧植物の分布域が重なっていることを、それぞれ全国スケールで明らかにした。さらに、耕作放棄をもたらす要因には地域性があることを明らかにした。これらの研究成果をふまえ、国内の農地を食料生産に集中すべき地域、生物多様性保全に尽力すべき地域に区分するゾーニング手法を提示した。さらに東南アジア域への適用を想定し、データが限られている場合、豊富な場合それぞれで生物多様性を評価する手法を開発した。東南アジア域では、無償で入手可能な衛星リモートセンシングデータでは詳細な農地利用の抽出が困難であることを示した。研究の拠点としてタイ国を選定したが、利用可能な生物分布情報がほとんど入手できなかったため、昆虫を対象に出版物、野外収集データを国際規格のデータフォーマットで電子化し、国際的なデータベース上に公開した。最後に、東南アジアにおいて生物多様性評価を実施するためには、農地利用データ、生物分布情報の両者が不足していることを明確化し、将来的な生物多様性評価に向けた対応策を示した。

[キーワード]

耕作放棄、自然史資料、地図化、農業生態系、圃場整備

1. はじめに
農業生態系は、食料生産の場として重要な役割を持つと同時に、様々な生物に対して生息の場を提供している生態系である。その一方で、機械化・大規模化された近代農業は、近代化に伴う農地の過剰利用（生物多様性第一の危機）、ならびに、近代農業に資さない地を放棄または利用縮小（生物多様性第二の危機）という両面から生物多様性の減少要因となり、近年の農業生態系における生物多様性の危機を引き起こすドライバーになっていると考えられている。しかし、農業生態系における生物多様性が注目されるようになったのは比較的最近であることも関係して、国内の農業生態系における生物多様性の評価に関わる研究は多くない。生物多様性の減少要因についても、圃場整備（生物多様性第一の危機）、耕作放棄（生物多様性第二の危機）等、いくつかの考えが提示されているものの、明確な根拠が示されているとは言いがたい。その原因としては、関連する既存研究がフィールドスケールのケーススタディに留まっており、国土スケールでの生物多様性評価や、日本における農業生態系の実態の全体像が解明されていないことが挙げられる。日本を含むモンスーンアジア域では、その気候に適合し、独自性の高い水稻作が広がっており、安定的な水稻作の場であるとともに、湿地の代替地として様々な生物へ生息の場を提供する等、複数の生態系サービスへ貢献していると考えられている。しかし、東南アジア域では日本以上に農業生態系における生物多様性の研究が行われておらず、これらの実施と、生物多様性の危機要因の特定は急務となっている。そこで本課題では、農業生態系における生物多様性に着目し、広域スケールの解析を主眼とした評価手法の開発、開発された手法に基づく国内評価、ならびに、それら手法の東南アジア域への適用を試みた。

## 2 ．研究開発目的

本課題は、日本国内における農業生態系の生物多様性評価手法を開発すること、農業生態系における主要な生物多様性第一の危機および第二の危機要因を特定すること、東南アジア域を対象に開発した評価手法の適用を試み、その実施に向けて不足している要件を明確化することを、それぞれ目的とした。このため、研究は基本的に野外調査に基づくフィールドスケール（圃場等の単位）ではなく、データベース解析に基づくマクロスケール（都道府県以上を単位とする広域）を対象として実施した。

### 3. 研究開発方法

目的の達成に向け、大きく4つの項目に分けて研究を進めた。そのため、方法、結果および考察は4項目ごとに記す。

## （１）日本、東南アジア両地域における基盤地図情報、生物分布情報の調査、収集、整備

## 1 ）日本

マクロスケールの研究において利用可能な地図データリソースとして、国土交通省が公開している国土数値情報、国土地理院が公開している基盤地図情報、環境省生物多様性センターが公開している植生図、NASA等から無償で入手できるLandsat TM画像

(http://landsat.usgs.gov/Landsat_Search_and_Download.php) 等、利用可能なデータ類を収集した。Landsat画像については、それをリソースにした土地被覆の教師なし分類を実施することで、農地利用の詳細なデータを作成できるかを検討した。さらに農林水産省が公開している統計情報である農林業センサスデータ（研究開始時点で最新だった2005年）を全国的に収集し、生物データを
はじめ、各種地図データと重ね合わせやすい形式として二次地域メッシュ（約10km四方）に加工した。これら収集した地図データ、加工して地図化したデータの精度や利用性を比較し、研究において利用する基盤地図を決定した。

利用可能な生物分布データとして、環境省生物多様性センターより自然環境基礎調査の動物データ、絶滅危惧植物情報を入手した。絶滅危惧植物情報については、許可を得た上、植物分類学会より未公開のデータについても提供を受けた。さらに、農環研が保有するものを含め、博物館等から様々な標本目録、ラベル情報を収集した。加えて地方の自然愛好家サークルの出版物、論文、報告書等の生物に関する観察情報を全国から収集した。これらの各種自然史資料から生物に関する情報を読みとり、緯度経度を付与することで生物の分布データ化した。また、この作業を効率化するため、国土地理院から地名辞書データを入手した。

## 2 ）東南アジア

## 全球観測衛星によって作成された標高データである Aster GDEM

(http://gdem.ersdac.jspacesystems.or.jp/)、全球の気象情報データベースであるWorldClim

(http://www.worldclim.org/) といった全球スケールの公開地図データおよび、東南アジア域について無償で入手できる Landsat TM 画像を収集した。さらに国連環境計画（UNEP）から公開されている、全球スケールで各種 GIS データがまとめられている UNEP-Grid

（http://www.grid.unep.ch/index.php?lang=en）を入手し、本研究課題において利用できるかどうかを検討した。LansSat TM画像については、これも日本と同様にそれをリソースに教師なし分類を実施することで、東南アジア地域における農地利用の土地被覆データを作成できるかを検討した。ただし、東南アジアでは分類結果の正解率の評価（グランドトゥルース）が困難であったため、分類精度の定量的評価は実施できなかった。

東南アジアにおける各種大学や研究機関への問い合わせや訪問によって、利用可能な生物分布データを調査した。さらに、訪問時等に図鑑や観察記録、出版物等の自然史資料を入手し、日本と同様にそこから生物に関する情報を読みとり、緯度経度を付与することで生物の分布データ化を実施した。この作業を効率化するため、対象国における地名辞書を作成した。

## （２）日本国内における農業生態系の生物多様性評価手法の開発

## 1 ）限られたデータの活用方法

項目（1）で整備した各種データを利用し、都道府県以上の広域スケールを想定した農業生態系における生物多様性の評価手法を検討した。まず、サンプル数が限られた生物情報を有効活用できる手法の検討を行った。こういった手法を検討する意義として、生物の分布情報、特に過去の生物情報を入手することには限界があることが挙げられる。例えば同じ場所で、同じ調査手法、調査努力を投入するというモニタリング調査が行われていれば、その場所における生物相の変化を直接評価し、増加や減少を論じることができるが、実際にはそういった調査が実施されている場所は多くない。現実的には機会的に採集された標本や観察情報等、散在する限られたデータを集めるしかない。そのため、モニタリングデザインになっていないような生物情報を活用して生物多様性を評価する手法や、生物多様性を指標するパラメータを決定し、生物多様性の変化を評価するといった手法が必要とされる。そこで、過去と現在という2時期のオサムシ科昆虫標本に緯度経度情報を与えた分布情報（項目（1）で作成）を利用し、過去にも現在にも同じ種が分布し
ている場所（在－在）はハビタットが安定的に存在しているという仮定に基づき、少ない生物情報からハビタットが安定的に存在する条件を抽出した。具体的には、過去にも現在にも3種以上、同じ種が分布している場所を抽出し、そこに共通した物理環境条件があるかどうかを検討した。参照する物理環境条件としては、長期的に安定していると考えられる地形要因を利用した。なお、オサムシ科昆虫は一般に移動力が乏しいため、ハビタットの評価に適していると考えられている種群である。

## 2 ）豊富なデータの活用方法

項目（1）で整備したデータを利用し、1）とは逆に、国土スケールで複数種群の生物分布情報が利用可能な場合に、それらを有効利用できる手法を検討した。ここでは、保全の対象となりうる複数の生物群について豊富な分布データがある場合を想定し、それらの情報をもとに保護区や保全努力を投入すべき地域を決める際に有効となる生物多様性指標を検討した。具体的には、日本全体のγ多様性、すなわち全国スケールで累計した種多様性を最大化できる保全優先エリアの選定を考え、ある種群、分類群を指標に設定した場合に、その分布域が他の種群、分類群を同時にどれだけカバーするかの検討を行った。指標種群としてトンボ、蝶、維管束植物を用いた。なお、トンボ、蝶、維管束植物は、それぞれ農業生態系における生物多様性指標として利用可能と考えられている分類群である。評価軸として、生物種数（α多様性）、希少種数、地点間の相違を最大化する指標（＝相補性、β多様性）の3つを利用した。ここで、希少種の条件は、環境省が作成しているレッドリストに記載されていることとした。

## （３）農業生態系における生物多様性の第一の危機および第二の危機を評価

生物多様性の第一の危機要因として農地の圃場整備、第二の危機要因として耕作放棄に注目し、それらの空間分布と絶滅危惧植物の分布の関係について（データはいずれも項目（1）で整備）、全国規模での検討を行った。絶滅危惧植物については、もともと広域に分布していたが、現在では分布域の多くで絶滅危惧となっている種（「元」普通種）を選定した。「元」普通種の基準は、都道府県版レッドデータブック／レッドリストで35都道府県以上（全国の75%）指定されていることとした。「元」普通種は、全国のどこにでも存在する危機要因によって減少していると考えられるため、全国どこにでも存在する圃場整備、耕作放棄との関係を見る上で適切と考えられる。解析の単位は全国を対象に10kmメッシュ（二次メッシュ）としたが、圃場整備については、神奈川県のみを対象として1km単位の解析も実施した。解析手法は、同じ規格に合わせた圃場整備、耕作放棄それぞれの地図と、「元」普通種の分布地図を重ね合わせ、その関係（無関係なのか、重複するのか、排他するのか）を検討するという単純なものとし、共通したパターンを抽出することのみに主眼を置いた。さらに圃場整備、耕作放棄それぞれについて、それ自体をもたらす要因の検討を行った。説明要因としては、気候、地形といった自然要因と、人口、インフラ整備といった社会要因の両者を検討した。

## （４）開発した評価手法を東南アジア域への適用

過去に実施されてきた研究において一般的な生物多様性評価で行われる手法、ならびに、項目（2）、（3）で開発あるいは実施した生物多様性評価手法について、東南アジア域への適用を試みた。適用ができなかった場合は、何が原因で適用できなかったのか、適用するためには何が
必要かについて検討を行い、評価に必要な要件の明確化をはかった。

## 4 ．結果及び考察

## （１）基盤地図情報、生物分布情報の調査、収集、整備

## 1 ）日本

各種地図データを収集し、利用可能なGISデータとして重ね合わせられるように再整備を行った。本研究の核となる農地利用データについては、統計情報である農林業センサスを二次メッシュ単位で地図化したデータが最も研究課題に適していると判断された。Landsat TM画像を利用した農地被覆データの構築は、平坦な地においては一定の分類精度が得られたものの、山間部においては大幅に過小評価してしまうことが明らかになったため、本課題で実施する都道府県以上の広域的な研究には不向きという結論になった。地形については国土地理院から入手した基盤地図情報、気象については気象庁から入手したメッシュ気象値、人口等の社会情報については基盤地図情報、国土数値情報、国勢調査それぞれを農地利用データと同じように二次メッシュ化し、農地利用データと重ね合わせられるようにした。

生物データについては、研究期間内を通してリソースの収集、分布データ化を継続し、まとまった単位での分布データができた後に適宜、評価手法の適用を行った。

## 2 ）東南アジア

共同研究者を確保することができたタイ国を研究のコアエリアに位置づけ、収集したデータリソースから地形、気象、行政堺といった基本的な地図データを一元化し、重ね合わせ可能な GIS データ化した。これら情報をタイ国側とも共有するため、データをインターネット上で共有できるプラットフォームを構築した（図(2)-1）。データは、適宜タイ国の共同研究者へ提供した。なお、データリソースは全て公開されたものを利用したため、知財等の問題は発生しない。

収集した図鑑、観察記録等の自然史資料のうち、コアエリアに決定したタイにおいて比較的分量が多かった蝶の分布データについてGISデータ化を行い、緯度経度を付与し、空間解析が可能なGISデータに整備した。ただし、入手できた自然史資料に記録された位置の精度が低かったため、解析可能な空間単位は最も詳細であっても行政堺レベル(数十平方km程度)となった。

各種データをweb上で共有し、

タイでも利用可能に

図(2)-1 タイ国における各種データのGIS化

生物については図鑑および標本目録を入手し、それに記載された採集地情報から緯度経度を算出した。これにより、公開データベースから作成した地形、気象等のGISデータと重ね合わせることが可能になった。
共同研究者の所属であるタイ国、コンケン大学（Khon Kaen University）およびコンケンフィールドクロップセンターを訪問し、コンケン県内のサトウキビ畑においてトラップ等を利用した昆虫調査を共同で実施し、可能な範囲で同定を行い、昆虫インベントリーを作成した（図(2)-2）。なお、標本は全てコンケン大学博物館に収蔵した。ここで収集した昆虫目録は、国際規格であるDarwin Coreフォーマットで電子化し、データペーパーとして公表した後に（論文(2)-2）国際的な生物多様性情報データベースであるGlobal Biodiversity Information Facility (GBIF)ネットワーク上(http://www.gbif.org/dataset/308f7f4b-279c-457f-b6e3-ecfccd1b598d）で公開した（図(2)-3）。これにより、誰でもインターネットを通じて本データを取得し、研究等で利用することが可能になった。

図(2)-2 タイ国のサトウキビ畑 タイにおいてサトウキビは主要作物の一つである。

図(2)-3 GBIFネットワーク上で公開された タイの昆虫データ

## （２）日本国内における農業生態系の生物多様性評価手法を開発

## 1 ）限られたデータの活用方法

関東地域全域を対象に、10km メッシュ単位で同種が3種以上共通で存在する条件を検討したところ（図(2)-4）、単位面積あたりの河川総延長が大きく、地表面がなめらかである（単位メッシュ内における標高値の変動係数が小さい）場所では、対象種にとってのハビタットが安定的に存在すること（図(2)-5）が示された（論文(2)-3）。この地形条件は、定期的な洪水攪乱が起こりやすいことを示唆しており、自然発生の礫河原を持つ河川敷を主なハビタットとするオサムシ科昆虫の生態とも一致した。ここで実施したような、「過去にも現在にも同種が存在する条件」を検討することにより、ハビタットが安定的に存在する条件を抽出できるとともに、昆虫標本のように散発的な採集記録データを一元化し、利用できる可能性を提示することができた。
図(2)-4 関東全域を対象に、10kmメッシュ内に同種が3種以上確認された場所 これらの場所の物理条件を検討した。

図(2)-5 過去と現在の両方にオサムシ科昆虫の分布記録があった場所（●:10kmメッシュ）に共通する地形要因

箱ひげ図は関東全域の傾向を示す。単位面積当たりの河川総延長(左)が長く、標高の変動係数(右)が低い（地表面が平坦）という共通点が検出された。

## 2 ）豊富なデータの活用方法

様々な条件における複数種群のカバー率を検討した結果、種数が格段に多い維管束植物（約5300種）を代理指標に用い、相補性（β多様性）で評価した場合、トンボ（190種）・蝶（240種）も効率的にカバーすることができ、効率的な保護区設定に向けた指標として利用できることが示された（図(2)-6）。多様性指標としては、α多様性はパフォーマンスが一番悪く、どの分類群を代理指標にした場合でも、ランダムに保全優先エリアを設定した場合と大きく差がなかった。一方、希少種数、相補性はランダムに保全優先エリアを設定した場合よりも高い保全効率を示した。

図(2)-6 日本全体の多様性を保全するために有効な分類群および指標の検討分類群としては種数が圧倒的に多い維管束植物が優れていて(左、相補性指標の例)、指標としては、相補性のパフォーマンスが一番よく、次いで希少性であった(右、維管束植物の例)。
## （３）農業生態系における生物多様性の第一の危機および第二の危機を評価

## 1 ）第一の危機

生物多様性の指標に用いた「元」普通種の絶滅危惧植物について、環境省生物多様性センターより23種の全国的な分布データを入手できた。圃場整備の全国的な二次メッシュ地図および神奈川県の三次メッシュ地図と、「元」普通種の分布データを重ね合わせた結果、二次メッシュ内の全ての農地が圃場整備された場所には絶滅危惧植物はほとんど生息しないこと、三次メッシュ単位にすると、その傾向は少し弱まること（表(2)-1）が示された（論文(2)-6）。この結果から、圃場整備は絶滅危惧植物にとって明らかに負の影響を持つこと、その影響は圃場整備の実施年代に関わらず、長期にわたること、面的に大きく圃場整備が実施されることで負の影響がさらに大きくなる可能性が示唆された。同時に、整備の規模が小さく、周囲に未整備の農地が存在している場合は、絶滅危惧植物が回復できる可能性があることが示唆された。

表(2)-1 農地が全て圃場整備されたメッシュにおける絶滅危惧植物の分布状況

解析スケール	整備されたメッ
シュ数	総メッシュ数	比	種名	整備された
分布メッシュ
数	分布メッシュ
総数	比
全国
(10kmメッシュ)	1553	5397	0.29	スズサイコ
タコノアシ
ムラサキミミカキグサ
ミズニラ
計23種を解析	5	248	0.02
神奈川県
(1kmメッシュ)	369	1603	0.23	タコノアシ
ミズニラ
オオアカウキクサ
イトリゲモ
計6種を解析	12	67	0.18
2	40	0.05
2	29	0.07
2	18	0.11

## 2 ）第二の危機

耕作放棄の全国二次メッシュ地図と、「元」普通種の分布データを重ね合わせた結果、耕作放棄地の分布と絶滅危惧植物の分布は全国的に重なること（図(2)-7）が明らかになった(論文(2)-2)。この結果から、耕作放棄は絶滅危惧植物にとって、負の影響（第二の危機）と、正の影響（放棄によって農地が自然のハビタットに回帰していく）の2つが存在している可能性が示唆された。1）の結果と組み合わせて考えると、圃場整備を経験したうえで放棄された地は、ほぼ確実に正の影響は存在しないと考えられるため、未整備かつ放棄された場所について、正負それぞれの影響を及ぼしている場所がある可能性はあるが、本課題においては正負に分かれる条件は明らかにできなかった。

図(2)-7 10kmメッシュあたりの耕作放棄面積全国平均と絶滅危惧植物の分布記録があるメッシュ内の平均耕作放棄面積（タコノアシの例）

「元」普通種23種の分布記録がある10kmメッシュ内の平均耕作放棄面積は、全国平均と比べて有意に大きく、重なっていることが示された。
さらに、放棄面積を被説明変数にした放棄地の立地解析を実施したところ、放棄をもたらす主要要因は北海道では最高気温、本州、四国、九州では農業従事者数であること（図(2)-8）が明らかになった(論文(2)-5)。この地域性は、農業における土地利用形態が大きく影響していると考えられた。つまり、農家1軒あたりの農地面積が約16haと大規模化されている北海道では、気象条件が厳しい地が放棄され、対して農家1軒あたりの農地面積が2haに満たないその他地域では、離農がそのまま放棄につながっていることが示唆された。圃場整備を被説明変数にした立地解析については、特に顕著な傾向を検出することができなかった。この理由は、圃場整備事業は1960年代から1990年代にかけて国家事業として全国的に実施されたため、近年急激に発生している耕作放棄のような地域性が存在しないことが理由と考えられた。

図(2)-8 耕作放棄をもたらす主要因の地域性

## 3 ）国内における研究成果をまとめた地図化

項1）と2）の研究によって得られた、「圃場整備を経験した農地には指標性を持つ絶滅危惧植物がほとんど分布しなくなる」と「耕作放棄地は指標性を持つ絶滅危惧植物の分布と全国的に重なる」という結果を組み合わせ、現在の農地を、i)食料生産に特化させた方が良い農地と、ii)生物多様性保全に注力したほうが良い農地に区分するというゾーニング手法を提示し、対象ゾーンを地図として視覚化した。具体的には、大規模（解析単位である二次メッシュ内の農地の100%、90%）が圃場整備済みで、一定面積以上（二次メッシュ内に16ha以上:北海道の農家あたり平均と同値）の農地面積を持つ場所は近代農業が適切な地としてi)に区分し（図(2)-9）、i)に区分されず、未整備農地を持ち、かつ、項1）と2）で提示された指標植物種（「元」普通種）の分布記録がある地はii)に区分する（図(2)-10）という考え方に従い、全国の農地を区分けした。その結果、i)は北海道に集中し、ii)は本州、四国、九州に多く存在するという結果が得られた。この結果は、放棄を引き起こす主要因の違いとも類似する傾向となった。
図(2)-9 食料生産機能が発揮できる農地

図(2)-10 生物多様性の保全機能が発揮できる農地

さらに、区分けした地に2005年時点における放棄地を割り付けると、i)に総放棄地の1.2%、9%（整備率100%、90%）が該当し、ii)には52%、49%（整備率100%、90%）が該当した。このことから、食料生産効率が高い場所は放棄されにくく、生物の生息場としての機能が高い場所は相対的に放棄されやすいことが明確に示された。項2）で示したとおり、絶滅危惧植物の分布域は放棄が進んでいる場所と全国的に重なっている。そのため、農業生態系において生物多様性の保全対策を行う場合、それが食料生産と競合することはないことが示唆され、今回提案したゾーニング手法は、持続的な農業と生物多様性保全の両立を実現する上で有効な方策の一つであると考えられた。この結果は、愛知目標戦略目標B、個別目標7「農業・養殖業・林業を持続的に管理する」に貢献できる内容である。

## （４）開発した評価手法を東南アジア域への適用

## 1 ）基本的な多様性評価手法をタイ農地へ適用

タイのサトウキビ畑における昆虫相データを利用し、サトウキビの単作と輪作（数年に1度陸稲を栽培する畑）における機能群の多様性評価を検討した。具体的には、昆虫標本を形態から植食者、捕食者、分解者、寄生者という機能群に分け、それぞれの種多様性（α、β、γ）と作付体系（新植か株出か）の関係を検討した。その結果、輪作を行うことで植食者、捕食者の種多様性が高まり、間接的に単一種の大発生を抑え、害虫被害を低減できている可能性が示唆された。

## 2 ）プロジェクト内で新開発した広域評価手法をタイ全土へ適用

項（2）－1）（論文(2)-3）で開発したハビタット評価手法について、タイへの適用を試みた。具体的には、項（1）で整備した時系列の蝶の分布データ（1960年代～2000年代）を3時期（1960-1980年、1981-2000年、2000年以降）に分け、3時期で継続して3種以上同種が分布している郡（行政界）
を抽出し、その地域における森林率、農地面積（S9-1-4から提供を受けた）データとの関係を検討した。その結果、10郡（行政堺）において3種以上同種が分布していることが確認でき、そのうち3郡はChang Mai県であった。そこでChang Maiの農地面積（米作面積）、森林率の推移と蝶の種数との関係を検討したが、特にこの地域に顕著な土地利用やその推移パターンを見出すことはできなかった。日本においてオサムシ類を指標として実施した解析では、安定的にハビタットが維持されている地域の抽出に成功したが（論文(2)-3）、タイでは移動能力が高い蝶を指標種としたことにより、地域的な土地利用の影響をうまく検出できなかったことが原因である可能性が高いという結論になった。

圃場整備、耕作放棄については、タイ国の地図データを整備することができなかった。耕作放棄の発生しやすさについての推定は、国内で実施したもの（論文(2)-5）と同様の環境要因を揃えることが不可能であったため、同様の解析が実施できなかった。国内結果における重要要因（最高気温、降雨、農業従事者数、農地の区画整理率、総農地面積）に絞っても、農地の整備や農業従事者という社会条件が全く入手できず、適用自体ができなかった。複数種群の広域的な分布データから効率的な保護区や保全区域を設定する手法についても、広域的な分布データが入手できたのが蝶のみであり、適用自体ができなかった。

## 3 ）東南アジアにおける農業生態系の生物多様性評価に向けた必要要件の抽出

国内における農業生態系の生物多様性評価で用いた手法をアジア地域（タイ）で適用するために不足している要件を表にまとめた（表(2)-2）。結論は、生物多様性評価の基本となる生物分布データが最も不足しているということになった。アジア域では、日本に比べて利用可能な基盤データ、例えば標本コレクション等が電子化されていない、あるいはコレクション自体が存在していないため、評価を行う際にはそれらの整備から実施する必要があり、国内ではある程度実施できた面的な生物多様性評価が実行できないか、あるいは、良い結果が得られなかった。この問題を解決するためには、それらを整備するための取り組み、例えばGlobal Biodiversity Information Facility (GBIF)のような生物多様性情報を集積する取り組みへの積極参加が必要である。GBIFではデータ記述フォーマットや横断利用に向けた技術開発等が積極的に行われており、ソフトウェア等も無料で提供しているので、散在するデータを一元化する上でも有効と考えられる。

次いで不足していると考えられたのは、土地利用データである。地形や単純な土地被覆分類、たとえば森林、農地、市街地、水域といった分類結果のデータは衛星リモートセンシング画像等を通して整備、入手が可能であったが、本プロジェクトで注目した耕作放棄、圃場整備状況など農業生態系にかかわるデータは、人間活動が大きく関与し、短期間で変化するため、十分な情報が得られなかった。これらの整備を進める実現可能性が高い具体的な方法についての提案は困難であるが、日本を例にすると、行政主導の全国レベルの統計調査等を行う等が考えられる。これら基盤情報を整備し、利用可能な形で公開を進めていくことも今後、多様性評価を進めていく上で欠かすことができない要件である。
表(2)-2 国内で実施した研究において利用したデータと、東南アジア（タイ）でそれを実施する上で不足している項目および、その不足を埋めるための対応案

国内で実施した研究(評価手法)	実施に必要なデータ	タイ国データの不足(研究期間で発見できず、未整備であると判断されたもの)と解析結果	対応案および実際にプロジェクト内で実施した対応
① 広域的な生物の分布解析(論文(2)-1,2)	同定済みの生物分布データ(複数種)、河川等の基本地形GISデータ	同定済みの生物分布データが不足したため解析できなかった。	対応案:生物調査の実施および分布情報の一元化、Sleeping Dataの電子化、公開促進実際に実施した対応:データペーパーの公表(論文4)および国際データペース(GBIF)への登録、公開
② 農地利用(耕作放棄、圃場整備)と絶滅危惧生物の分布の関係検討(論文(2)-2,6)	国レッドリストおよび分布データ、地方版レッドリスト、農地利用データ	全てのデータが不足したため解析できなかった。	対応案:生物データの電子化促進、地方での生物調査およびレッドリスト作成の促進、土地利用に関する統計等の調査推進
③ 標本等から時系列の生物分布データを整備し、ハビタットの安定的な条件を抽出(論文(2)-3)	指標になる生物種群の時系列分布データ、基本的な土地利用、地形データ	一応必要なデータは入手できたものの、解析の結果、期待した関係性は見出せなかった。	対応案:様々な種群を対象とした分布データの整備実際に実施した対応:タイの蝶については本プロジェクト内である程度整備したので、著作権の問題が解決すれば公開可能。
④ 複数種群の広域的な分布データから効率的な保護区や保全区域を設定するための指標群およびステータス(絶滅危惧種等)を検討	複数種群(植物、蝶、トンボ)の広域的な分布データ	複数種群の広域的な分布データが必要だが、本プロジェクトでは蝶類データしか整備できなかったため、解析できなかった。	同上
⑤ 農地利用の変化(耕作放棄)をもたらす要因の解析(論文(2)-5)	面的な農地利用データおよび人口等の社会データ、地形等の自然データ	面的な農地利用データ、人口等の社会データが不足したため、解析できなかった。	対応案:政府が主導した統計調査等の実施およびそれらの公開(オープンデータ化)。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

## 1 ）東南アジア

東南アジア域では生物多様性に関する基盤データが極めて乏しい現状を把握し、それに対する対応策としてデータ整備および公開（論文(2)-4）を進めることができた。まだ論文化できていないが、それら整備データを利用し、東南アジアにおける農業生態系の生物多様性評価研究を実施することができ、将来に向けた明確な一歩を踏み出すことができた。

一方、国内で実施してきた面的な生物多様性評価手法は事実上アジア域において全く適用できなかった。その原因は、①生物分布データ、②農地利用データという基盤情報が整備、入手できなかったことによる。今後の課題として、これら基盤情報を整備するための取り組み、例えばGlobal Biodiversity Information Facility (GBIF)のような生物多様性情報を集積する取り組みへの積極的な参加が必要であろう。また、農業生態系を評価するためには、無償の衛星リモートセンシング画像を利用して抽出される土地利用データでは精度が十分ではなく、日本で実施されているような政府主導による統計調査や、基盤地図情報の整備も必要となるだろう。これら今後のアジア域における農業生態系の評価研究を発展させる上で必要な要件が明確になった
点は重要な成果であると言える。

## 2 ）国内

既存地図データを活用した研究の推進（論文(2)-1,2,3）、農業生態系における第一の危機として圃場整備（論文(2)-6）を、第二の危機として不完全ではあるものの、耕作放棄（論文2）が重要である可能性を全国スケールで提示したこと、散在する限られた自然史資料を利用したハビタット評価手法の開発（論文(2)-3）、第二の危機と目される放棄の拡大に関係する要因の検討（論文(2)-5）といった、国内ではほとんど実施されてこなかった農業生態系における生物多様性の広域的な評価および手法開発を実現し、日本における農業生態系の評価研究を大きく発展させることができた。

以上のように、研究計画に挙げた課題は基本的に全て遂行できたと考えている。しかし、いくつかの成果について論文化が間に合わなかった点、主要な研究成果である圃場整備、耕作放棄の評価について、ともに入手できたデータリソースの制限から、時系列的な変化を検討することができなかった点、耕作放棄について、正負両方の影響が存在することが示唆されたが、その詳細な影響メカニズムの特定には至らなかった点が残された課題として挙げられる。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

全国スケールで農地利用と生物多様性の関係を検討した研究論文は国内においてほとんど例がなく、食料生産と生物多様性保全の両立に向けたゾーニング手法という愛知目標戦略目標B、個別目標7「農業・養殖業・林業を持続的に管理する」の達成に貢献できる成果を示すことができた。したがって、国や都道府県レベルの環境政策および農業政策の立案において今後利用されることが期待できる。また、現在作成が進められている日本版生物多様性概況（JBO）第二版のとりまとめに際し、本課題の成果を複数提案しているため、少なくとも一部は反映されると期待している。

### 6. 国際共同研究等の状況

東南アジアにおける研究拠点としてタイ国を選び、コンケン大学（Khon Kaen University）農学部のHanboonsong准教授ならびに、同国において滞在研究を行っていた国立研究開発法人国際農林水産業研究センター JIRCASの小堀陽一主任研究員の協力を得て研究を遂行した。両機関とは特にMoU（Memorandum of Understanding）等を締結することはせず、個別の研究課題における共同研究者として両氏に加わってもらった。そのため関連した論文については、両氏が共著者となっている（論文(2)-4）

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表
## <論文（査読あり）>

1) T. OSAWA, H. MITSUHASHI and H. NIWA: Ecological Complexity, 15, 26-32 (2013), Many alien invasive plants disperse against the direction of stream flow in riparian areas

2) T. OSAWA, K. KOHYAMA and H. MITSUHASHI: PLoS ONE, 8, e79978 (2013), Areas of increasing agricultural abandonment overlap the distribution of previously common, currently threatened plant species.

3) T. OSAWA, K. WATANABE, H. IKEDA and S. YAMAMOTO: Entomological Science, 17, 425-431 (2014), New approach for evaluating habitat stability using scarce records for both historical and contemporary specimens: A case study using Carabidae specimen records

4) I. VORAPHAB, Y. HANBOONSONG, Y. KOBORI, H. IKEDA, and T. OSAWA: Ecological Research 30(3), 415-415 (2015), Insect species recorded in sugarcane fields of Khon Kaen Province (Thailand) over three seasons in 2012

5) T. OSAWA, K. KOHYAMA, and H. MITSUHASHI: Science of the Total Environment, 542, 478-483 (2016), Multiple factors drive regional agricultural abandonment

6) T. OSAWA, K. KOHYAMA and H. MITSUHASHI: Land Use Policy, 54, 78-84 H (2016), Trade-off relationship between modern agriculture and biodiversity: Heavy consolidation work has a long-term negative impact on plant species diversity

くその他誌上発表（査読なし）>

1) 池田浩明：植生情報、17, 20-26 (2013)

「追想録：それは環境決定論だ！」

（2）口頭発表（学会等）

1) S. YAMAMOTO: Seminar ‘Biodiversity and Ecosystem Services’, Padjadjaran University, Bandung, Indonesia, 2011

“Effect of landscape structure and its changes on Japanese rural biodiversity”

2) S. YAMAMOTO: The 5th EAFES International Congress, Shiga, Japan, 2012

"The effect of landscape structure on both agricultural production and biodiversity"

3) 山本勝利：日本生態学会第59回大会（2012）

「わが国における半自然草地の減少とその要因」

4) H. IKEDA and S. YAMAMOTO: MARCO Symposium 2012, NIAES, Tsukuba, 2012

“Positive and negative relationships between agricultural activities and biodiversity in rice paddy landscapes of Japan”

5) 池田浩明：植生学会第17回大会 (2012)

「長期耕作放棄地におけるセイタカアワダチソウの個体群動態」

6) 大澤剛士、神山和則、三橋弘宗：日本生態学会第60回大会 (2013) 「絶滅危惧植物への影響から耕作放棄地を仕分ける」

7) 池田浩明：日本生態学会第61回大会 (2014)

「『被度』という割り算が織りなす連続確率分布：調査面積が不定の場合について」
## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) 生物多様性観測・評価・予測研究の最前線4～生物多様性と第一次産業～（S9-1-1と合同主催、2015年1月7日、東京大学弥生一条ホール、聴衆約90名）

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない

## (6) その他

特に記載すべき事項はない

### 8 \. 引用文献

特に記載すべき事項はない
（３）植物の広域データ解析によるホットスポット特定とその将来の定量的予測

国立研究開発法人国立環境研究所

生物・生態系環境研究センター生物多様性評価・予測研究室

$$ 竹中 \quad 明夫 \cdot 石濱 \quad 史子 \cdot 角谷 \quad 拓 $$

平成23～27年度累計予算額：37,852千円（うち平成27年度：6,915千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

土地利用・開発、温暖化といったヒトの活動による環境変化は、地球規模で生物種の存続を脅かす要因となっているが、東南アジア域では十分な評価が行われていない。日本の高精度データを使って分布推定・保護区選択等の手法の高度化を行うとともに、東南アジアのマメ科植物を対象として、分布推定モデルを利用した、広域的なホットスポット評価と土地利用・気候変動による影響の評価を行った。また、これらの解析に必要な環境情報等の基盤データの整備を行った。

手法の高度化では、絶滅リスクを考慮した保全優先地域特定手法を開発し、日本の維管束絶滅危惧植物に適用したところ、優先保全地域を適切に選べば、愛知目標に定められた陸地の17%の保護区面積は絶滅回避のために十分な広さであること、しかし保護区内での保全効果が十分でなければ、面積のみ増やしても絶滅は回避し切れないことが明らかとなった。

分布推定手法の高度化では、分布データの少ない種の分布推定を効果的に行うために、多数の種を同時に分布推定する手法を検討した。また、分布データの座標精度の違いを考慮することで、出現頻度の少ない種の分布推定精度を向上する手法を開発した。

アジアのマメ科4属(Dalbergia、Mucuna、Desmodium、Bauhinia)の植物に分布推定モデルを適用し、ホットスポットの推定と、土地利用および気候変動による影響の評価を行った。その結果、温暖化はこれらの種のホットスポットの位置にはほとんど影響せず、それぞれの種の分布面積は約8割の種で1割以内の減少にとどまると推定された。これに対して、過去から現在にわたるヒトによる森林利用は、森林を主な分布域とする種には多大な影響を与えており、約7割の種が、潜在的な分布域のうち8割以上の面積において、高い人為圧を受けていると推定された。

## [キーワード]

分布推定モデル、ホットスポット、保護区選択、マメ科植物、土地利用

### 1. はじめに

土地利用・開発、温暖化といったヒトの活動による環境変化は、地球規模で生物種の存続を脅かす要因となっているが、アジアスケールでは十分な評価が行われていない。生物多様性に対するこれらの要因の広域的な影響評価を、限られたデータから効果的に行うための手法開発が必要とされている。近年、生態学分野で多用されている分布推定モデルは、限られた分布情報から、広域の生物多様性の状態を推定するために非常に効果的な手法である。しかし、分布データの量