Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### d. 経済成長シナリオ

中成長シナリオとして、気候変動シナリオと対応させるため、RITEのALPSプロジェクトにおけるシナリオを用いた。それを基準に低成長率と高成長率の2つの成長率を設定した。具体的には、2010年から2050年にかけての1人当たりGDPの成長率を、インドネシア（2.0%、3.0%、4.0%）、ラオス（2.0%、3.3%、4.0%）として設定した。

### e. エネルギー需要シナリオ

Goodwin et.al. $ ^{3)} $ を参考に、ガソリンの所得弾力性を0.93として推計した。

### f. 土地利用シナリオ

ナムグム川流域では過去20年間において水田面積の減少は起きていない。また、都市域の面積も大きくは変化していない。しかし、チタルム川流域では、水田から都市へと土地利用が大きく変化している。水田面積の減少は、バイオエタノールの原料となる稲わらの供給量が減少することを意味する。そこで、チタルム川流域については、将来の土地利用変化の影響を検討した。分析の方法については、後段で詳説する。

## 5 ）チタルム川流域における食糧・エネルギーの需給バランスとCO2排出削減効果

### a. 食糧需給バランス

供給可能量は、投入された水・肥料を最大限活用した際の生産量を示している(図(4)-24参照)。2010年における二期作の供給量は、実際の供給量に近い値だと考えられる。分析の結果、基本となる中成長シナリオの場合、需要量は2010年から2025年にかけては増加するが、2025年から2050年にかけては人口増加による影響が一人当たりの消費量の減少で相殺されほとんど変わらない。食糧需給バランスについては二期作でも三期作でも従来の施肥量と品種では需要が供給を上回る可能性がある。

低成長シナリオでは中成長シナリオよりも米の需要量は若干増加し、高成長シナリオの場合は逆に米の需要量は若干減少するが、需給バランスの傾向は中成長シナリオのときとほとんど変わらない。

土地利用変化については、2010年から2025年までは水田面積は若干減少するものの大きく変化はしないが、それ以降は下流部での都市化が顕著になり2050年の水田面積は2010年に比べて約20%減少するという推計結果を得た。したがって、気候変動、肥料、品種に加え、土地利用変化を考慮すると、肥料の投入量を増やし、高収穫品種を導入した場合のみ、流域内の需要に見合う供給量を確保できると考えられる。

### b. バイオエタノール需給バランスとCO_{2}削減効果

バイオエタノールの需給バランスでは経済成長にともないガソリン需要が大幅に増加するため、稲わらを原料としたバイオエタノールの需要充足率は年を経るごとに急速に減少する(図(4)-25参照)。ここでは、バイオエタノールの需要量はインドネシア政府が計画しているガソリンに15％バイオエタノールを混入するB15とする。中成長シナリオの場合、2025年では2期作において高収穫品種を導入するか3期作を行うことで需要を満たすことができる。しかし、2050年には3期作
や高収穫品種を導入しても、需要を満たす供給量を確保することは難しい。

高成長シナリオの場合でも2025年までは、流域内の需要を満たすことができるが、2050年には、供給量は需要量の約50%程度になる。他方、低成長シナリオの場合は、三期作を行うか、高収穫品種を導入することで2050年においても供給量は需要を賄える。

土地利用変化の影響を考慮すると、水田面積が2050年までに2010年までに20%減少するため、さらに供給ポテンシャルは減少する。

稲わらを原料としたバイオエタノールのガソリンに対するCO2削減効果は、51%である。現状に近い、2010年の二期作での流域におけるガソリン由来のCO2排出量を17.5%減少させる。中シナリオの場合、2025年、2050年における最大のCO2削減量は、それぞれ、7.7%、4.0%CO2排出量を削減する。ただし、2050年には都市化で水田面積が減少するため、削減効果は20%程度減少すると見込まれる。

### 6 ). ナムグム川流域における食糧・エネルギーの需給バランスとCO2排出削減効果

### a. 食糧需給バランス

食糧需要は、チタルム川流域と同様で、人口増加による増加分は経済成長にもなう一人当たり米消費量の低下で相殺され、2025年から2050年にかけて大きな変化はないと見込まれる(図(4)-26参照)。また、経済成長の異なる、低成長シナリオ、中成長シナリオ、高成長シナリオでも、米の需要量に大きな変化はない。そこで中シナリオを中心に検討する。

食糧需給バランスについては、食糧供給ポテンシャルは、食糧需要を大きく上回り、流域内の需要を満たすという観点からは、乾期作を行う必要はない。しかし、ナムグム川流域は実質的に流域の南に位置するビエンチャン市街地の食糧供給地域である。資料で確認可能な2000年のナムグム川流域の人口は約40万人であるが、ビエンチャン市街地を含めると人口は約100万人になる。そこで流域に、ビエンチャン市全体を含めると、現状の肥料投入量と品種では雨期作だけでは供給量は需要量を下回り、高収穫品種の導入、もしくは乾期作が必要であることが分かった。

### b. バイオエタノール需給バランスとCO_{2}削減効果

図(4)-27で示している需要量はB100の値である。バイオエタノールの需要もチタルム川と同様に、経済成長とともに需要は大幅に増加することが見込まれる。しかし、需給バランスについては、チタルム川とは異なり、流域の供給ポテンシャルは、流域内の需要だけであれば、高成長シナリオにおける最も供給量が少ない場合を除き、雨期作だけで満たせることが分かった。ビエンチャン市全体を含めた場合でも、水資源を最大限活用して、流域の水田全てで雨期作と乾期作をすれば、低成長シナリオおよび中成長シナリオの場合は、ほぼ需要を満たすことができることが分かった。高成長シナリオの場合は、2050年における最も供給量の多いケースのみ供給量は需要を満たすと考えられる。

ガソリン由来のCO_{2}排出削減効果は、中成長シナリオにおいては、稲わらでバイオエタノールを製造した際に最大削減される50%程度と見込まれる。

しかし、ナムグム川流域では牛の放牧がされており、稲わらは飼料として活用されている。加えて、流域の水田面積は約10万haであり、うち灌溉施設が整備されているのは4万haである。飼料との競合や灌溉設備整備の費用便益分析などは今後の課題である。
図(4)-24 チタルム川流域における米の需給バランス
図(4)-25 チタルム川流域におけるバイオエタノール需給バランス
図(4)-26 ナムグム川流域における米の需給バランス
図(4)-27 ナムグム川流域における稲わらバイオエタノールの需給バランス
### 7 ). チタルム川流域における土地利用変化の将来予測

### a. はじめに

チタルム川流域では人口密度が高く、水田の宅地や工場等の都市的土地利用への転用が流域の食糧供給、バイオエネルギーの供給に大きく影響を与えると考えられる。そこで、多項ロジットモデルを用いて、自然的条件（標高、傾斜度）、社会的条件（人口密度、一人当たり地域生産額（GRP）、主要幹線道路までの距離）によって、将来の土地利用を予測するモデルを構築し、2025年、2050年の土地利用を予測した。

### b. 分析の方法

分析には多項ロジットモデルを用いた。分析に用いた式を以下に示す。ここで、iは土地、jは土地利用のインデックスをそれぞれ示す。 $ \pi $ は土地iにおけるjの土地利用の確率を示す。Xは変数のベクトル、 $ \beta $ は係数のベクトルをそれぞれ示す。

$$ \pi_{ij}=\frac{\exp(\overrightarrow{x}_{i}\beta_{j})}{\sum_{r=i}^{J}\exp(\overrightarrow{x}_{i}\beta_{j})}j=1,\ldots,J $$

この際、都市と水田は傾斜などの条件が他の土地利用と比べてよく似ている。そこで、まず、都市と水田、畑、茶畑、プランテーション、森林の6分類で分析モデルを作成し、次いで都市と水田を判別するモデルを作成し、2段階で土地利用を推計した。

### c. 分析結果

パラメータの結果を表と表に示す。

表(4)-4 第1段階のモデルの推計結果

BUL & Paddy	Vegetable	Tea	Plantation
intercept	3.7E+0 ***	-4.6E+0 ***	-12.7E+0 ***	1.9E+0 ***
elevation $ ^{2} $	68.1E-9	-3.9E-6 ***	-6.2E-6 ***	-1.9E-6 ***
elevation	-2.6E-3 ***	9.2E-3 ***	18.0E-3 ***	964.0E-6 ***
pop density	65.1E-3 ***	48.5E-3 ***	-1.1E-3	8.6E-3 ***
slope	-144.7E-3 ***	-62.7E-3 ***	-107.0E-3 ***	-34.2E-3 ***
GRP capita	33.1E-3 ***	34.3E-3 ***	-12.5E-3	-6.4E-3 ***
road	-143.4E-3 ***	-271.8E-3 ***	-92.3E-3 ***	-117.7E-3 ***

（注）BUL & Paddy は都市及び水田、Vegetable は畑、Tea は茶畑、Plantation はプランテーションをそれぞれ示す。変数は、elevation2 は標高の 2 乗、elevation は標高、pop density は人口密度、slope は斜度、GRP capita は一人当たり地域総生産、road は幹線道路からの距離をそれぞれ示す。また、***は信頼区間が 0.01 以下であることを示す。
表(4)-5 第2段階のモデルの推計結果

Paddy
(Intercept)	2.8E+00 ***
pop density	-1.8E-02 ***
slope	1.1E-02 ***
GRP capita	-2.1E-02 ***
road dummy(1km)	-1.4E+00 ***

(注) Paddy は水田を示す。変数の road dummy(1km)は、幹線道路からの距離 1km(ダミー変数)を示す。また、***は信頼区間が 0.01 以下であることを示す。

図(4)-28に、第1段階のモデルを使って、標高と人口密度を変化させて、各土地利用の確率がどのように変化するかを示した。例えば、バンドンが位置する、標高700m地点では、人口密度が低い段階では、プランテーションとして利用される確率が最も高くなる。しかし人口密度が高くなるにつれ、水田もしくは都市域として利用される確率が急上昇し、およそ250人/kmを超えると、都市域になる確率が最も高くなる。

これに対して、畑が多く分布している、標高1400mの地域では、土地利用の確率が標高700mの地域とは異なる。この地域では、人口密度が低い段階では森林としての利用が最も確率が高いが、人口密度が上昇するに従い、水田もしくは都市域になる前に、畑としての利用が大きく増加する。このモデルを用いて、2050年におけるチタルム川流域の土地利用を推計した結果を図(4)-29、と図(4)-30に示す。2050年においては、バンドン近郊に加え、チタルム川の下流部で都市化が進む可能性が高いことを示している。また、バンドン周辺の山地において、畑の面積が拡大していくと見込まれた。分析の結果、2010年から2050にかけて水田面積は、約23万haから17万haまで減少し、そのほとんどは都市域になると見込まれた。

図(4)-28 標高・人口密度の変化と土地利用確率の変化
2010年（现状）

2050年（将来予測）

図(4)-29 チタルム川流域の土地利用の現状と将来予測

図(4)-30 チタルム川流域における土地利用変化
## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

これまで、稲わらを含むセルロース系原料のバイオ燃料については供給ポテンシャルの検討が行われてきたが将来の食糧・エネルギーの需給にどのように影響するかについては十分検討されていなかった。また、都市化による農地の減少の影響はあまり検討されておらず、特に、チタルム流域のような人口密度が高い地域で将来の供給ポテンシャルを検討する際には推計値が過大評価になる可能性が高い。本研究では、気候変動や都市化による農地の減少も含め、セルロース系原料の供給ポテンシャルと、食糧・エネルギー需要との関係を明らかにした。

## （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＞

ラオス、インドネシアともにバイオエタノールについては第1世代を中心に導入が検討されており、稲わらなどセルロース系原料の利用可能性はあまり研究されていない。現地で行ったシンポジウムにおいて研究発表したところ、現地の政策担当者に強い関心を持ってもらった。そこで、日本の国際環境技術協力の可能性を検討すべく、ラオス・インドネシアへの日本のセルロース系、バイオエタノール製造技術の適用可能性を調査した。日本でセルロース系バイオエタノールの製造に取り組んでいる企業・研究機関は幾つかあるが、発展途上国にも適用可能な、比較的設備投資を押さえた技術でセルロース系バイオエタノールの製造技術を有している企業として、株式会社コンティグ・アイ（岐阜市）がある。そこで対象流域の稲わらのアルコール化試験を依頼したところ、稲わら1kg当たりのアルコールの収率はインドネシア、ラオスそれぞれ、158g（約202ml）、147g（約188ml）であった。日本国内の一般的な草本の場合は、1kg当たり約200gのため、技術のローカライズに向けた研究が必要であることが分かった。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) D. MOON and H. SHIRAKAWA.: Journal of Environmental Information Science, 40(5), 69-78 (2012)

“Increase in biofuel use and corresponding changes in land use in Indonesia”

2) ZHOU, X., H. SHIRAKAWA. and Lenzen, M.: in “Computational intelligent data analysis for sustainable development (Chapter 3)”, 53–77, CRC Press (2013)

“Aggregation effect in environmental extended multi-region input-output analysis”

3）乃田啓吾，沖一雄，安瀬地一作，吉田貢士，白川博章，Gurardi Sigit，26(3)，環境科学会誌，
(2013).

「インドネシア・チタルム川流域における農民貧困緩和策の検討－チヘア灌溉地区における水資源および稲わらバイオマスポテンシャル－」

4) K. YOSHIDA, I. AZECHI, R. HARIYA, K. TANAKA, K. NODA, K. OKI, C. HONGO, K. HONMA, M. MAKI and H. SHIRAKAWA: Journal of Developments in Sustainable Agriculture, 8(1), 25-31 (2013) "Future Water Use in Asia Monsoon Region: A Case Study in Indonesia"

## <査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

## くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1）文多美、白川博章：環境科学会2011年会(2011)

「インドネシアにおけるバイオ燃料の需給現状と課題」

2）白川博章、文多美、東修：環境科学会2011年会(2011)「バイオ燃料の需給と温室効果ガス削減効果」

3）文多美、白川博章：環境・経済政策学会2011年会(2011)

「インドネシアにおけるバイオ燃料の需要拡大が森林面積に与える影響」

5) O. HIGASHI, S. A. ABDULLAH, N. NAKAGHOSHI, H SHIRAKAWA and P. S. Miguel: $ 2^{nd} $ Congress of the East Asian Association of Environmental and Resource Economics (2012)

“Study on Effective and Efficient REDD-Plus Mechanisms Based on Forest Management System in the State of Pahang, Peninsular Malaysia”

6）白川博章：作物学会第233回講演会(2012)

「インドネシアにおけるバイオ燃料開発の経済的影響- チタルム川流域における稲わらを用いたバイオエタノールの生産を例として-」

7) H. SHIRAKAWA and X. ZHOU: 20th International Input-Output Conference, Blatislava Slovakia, (2012)

“Block structural path analysis in a multiregional input-output system: An environmental application to Asia Pacific region.”

8) H. SHIRAKAWA and P. S. Miguel: 12th conference of science council of Asia and international symposium, Bogor, Indonesia (2012)

“Economic impacts of 2nd generation biofuel development in Indonesia—A Case study of bioethanol production from rice straw in the Citarm river basin.”

9) H. SHIRAKAWA and P. S. Miguel: ACES/EM/ESP Conference of 2012, Fort Lauderdale, Florida, USA (2012)
“Economic impacts of 2nd generation biofuel development in Indonesia—A Case study of bioethanol production from rice straw in the Citarm river basin”

10) H. SHIRAKAWA: Workshop on Integrated Research on River Basin Management and Resilience, Bundan, Indonesia (2013)

“Economic impacts of biofuel development in Indonesia, Case study in Citarm river basin by production of bioethanol from rice straw.”

11) H. SHIRAKAWA: Joint symposium on Green Innovation for Water Environment, Food Production and Biomass Energy in Laos, Vientiane, Laos (2013)

“Potential for second-generation biofuel in Lao PDR.”

12) H. SHIRAKAWA, K. OKI, K. NODA, P. S. MIGUEL and O. HIGASHI: International Symposium on Remote Sensing 2013, Chiba, Japan (2013)

"Land Use Pattern and Trends in Citarum River Basin"

13) P.S.MIGUEL, H.SHIRAKAWA, K.NODA and K.OKI: Japan Society for International Development spring conference 2013, Utsunomiya, Japan (2013)

“The prevalence of Payment for Environmental Services’ essence: assessment and acceptance. Lessons from Citarum River Basin, Indonesia”

14) P. S. MIGUEL, H. SHIRAKAWA, K. NODA and K. OKI : 6th International ESP Conference, Bali, Indonesia (2013)

“Concept and practice of payment for environmental services: Schemes’ assessment and acceptance, Lessons from Citarum River Basin, Indonesia”

15) H. SHIRAKAWA, K. NODA, K. OKI, P.S. MIGUEL and O. HIGASHI: International Symposium on Agricultural Meteorology, Sapporo, Japan (2014)

“Modeling the spatial pattern of land-use change in Citarum River Basin”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない。

（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
filling the tank without emptying the stomach?. Environmental Research Letters, Vol(2) No(4), 1-9

2）住友林業（2002）地球温暖化対策クリーン開発メカニズム事業調査インドネシアにおける植林の評価方法に関する調査報告

http://gec.jp/main.nsf/cc0545bc7408f27649256b47001a7489/f7ddff045ef44ddd492576e900425800/$FILE/FS199905.pdf

3) Goodwin, P; Dargay, J; Hanly, M; (2004) Elasticities of road traffic and fuel consumption with respect to price and income: a review. Transport Reviews, 24 (3) 275 - 292.
# （５）水・食糧・エネルギーに焦点をあてたアジア環境先進型流域圏の提案

東京大学

<研究協力者>

東京大学

沖一雄

乃田啓吾

平成23～25年度累計予算額：31,465千円

（うち、平成25年度予算額：8,748千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

これまでに、気候変動による水資源やグローバルな食糧生産潜在機能への影響の一部については気候モデルによって明らかにされつつある。しかしながら、開発途上国における流域を対象とした水利用及び水質汚濁問題、農業形態の変化を含めた実際的な食糧生産、人口・エネルギー問題を同時にバランス良く考慮した研究はほとんどない。特に、人間が農業を介して経済的に豊かになろうとするための行為と3つの因子（水・食糧生産・エネルギー）を取り込んだ技術開発から流域レベルでの計画、普及を考慮した実現性の高い研究は少ない。そこで、本サブテーマでは、人間生存基盤である水、食糧、エネルギーに焦点をあてた診断情報を整備し、アジア環境先進型流域圏の提案を行った。具体的には、インドネシア、ラオス両国の現地研究者および行政機関と環境保全コミュニティを構築し、対象流域の現状および将来適応すべき問題点について共通認識を形成し、サブテーマ1～4の研究成果を基に、以下のようにそれぞれの流域における適応策を提案した。1）過剰施肥による水質悪化が深刻化しているインドネシア・チタルム川流域の適応策として、低投入型農業シナリオを提案した。その結果、施肥量の半減による減収は約10%であるが、水資源を効率的に利用して3期作を行う、もしくは一作あたりの生産量の多い品種に変更することで適応できること、またその際、流域からの窒素流出量は約30%削減できることが明らかとなった。2）農地開発による森林減少が懸念されるラオス・ナムグム川流域の適応策として、土地生産性向上シナリオを提案した。その結果、営農技術の改良および流域内未利用資源の活用により、2040年代まで水田の新規開発を抑制できる可能性を示唆した。

さらに、アジア環境先進型流域圏に関するマニュアルを英語で出版し（Crop Production, pp.17-48, INTECH, ISBN:978-953-51-1174-0）、環境保全コミュニティを通じて現地語版を配布した。

## [キーワード]

適応策、環境保全コミュニティ、貧困緩和、未利用資源

### 1. はじめに

アジア地域の国々での人間圏と自然共生の社会的なインフラ整備は欧米諸国と異なり、多くの問題を抱えている。対象地域の国内総生産は年々成長しており、急速な発展と開発によって伴って生じた食糧生産をとりまく環境問題は日々深刻化している。これらの問題緩和のために
は、人間が農業を介して経済的に豊かになろうとするための行為と3つの因子（水・食糧生産・エネルギー）を取り込んだ技術開発から流域レベルでの計画、普及を考慮した実現性の高い研究が必要となる。そのために、水・食糧・エネルギーに焦点をあてた環境モニタリングの基盤整備は有効な手段である。しかし、この分野の研究者の育成の遅れや地域社会への研究成果の普及の遅れが問題解決の大きな障害になっている。そのため、水・食糧・エネルギーのインフラ整備を実践しながら適切な研究体制を確立・継続していくことがアジア環境先進型流域圏の構築のためには絶対条件であること考えている。

## 2 ．研究開発目的

本サブテーマでは、水・食糧・エネルギーに焦点を当てたアジア環境先進型流域圏の提案とそれを実践するための環境保全コミュニティの形成を目的とした。アジア環境先進型流域圏とは、アジア開発途上国における流域の環境・エネルギーを考慮しつつ食糧を持続的に生産・増産可能な適応策であり、対象流域ごとの適応策の検討および提案・普及を行う場が環境保全コミュニティである。

## 3 ．研究開発方法

## （１）流域土地情報の整備

流域土地被覆情報を整備するために、衛星画像を利用して土地被覆マップを作成した。インドネシア・チタルム川流域においては、現在（2010年）、10年前（2000年）、20年前（1990年）のマップを、ラオス・ナムグム川流域においては、現在（2010年）、20年前（1990年）のマップをそれぞれ作成した。

## （２）アジア環境先進型流域圏の提案

## 1 ）農民の現状把握

現地農家の現状を把握する目的で、2011年7月、同12月、2012年3月にインドネシアで、2011年10月、2012年1月、同2月にラオスでそれぞれ聞き取り調査を行った。具体的には、現状のコメ収量および収入についての満足度、米生産以外の収入の有無について把握した（図(5)-1）。

## 2 ）未利用資源のポテンシャル評価

インドネシア・チタルム川流域を対象に、流域内で未利用となっている水・バイオマス資源を活用した貧困緩和策の検討を行った。具体的には、水資源の有効活用による水稲三期作、農業残渣である稲わらのバイオマス利用について、農民の経済活動への影響を試算した。ここでは、チタルム川流域内のチヘア灌溉地域において昨年度実施したアンケート調査の結果を元に、収穫面積0.26ha、水稲栽培以外に副業のない4人家族をモデルケースとした。

## 3 ）流域ごとの適応策の提案

前述の1）および2）から得られた知見、およびサブテーマ1～4の成果から得られた水・食糧・エネルギー情報をまとめ、アジア環境先進型流域圏の提案を行った。その際、研究対象地の現地行政機関、研究機関と構築した環境保全コミュニティにおける議論に基づいて対象流域の特徴を考慮した。なお、それぞれの流域で提案した具体的な適応策は後述の通りである

(チタルム川流域における問題点とその適応策)
チタルム川流域における湖沼の富栄養化問題は90年代より上流のダム湖から順に顕在化してきた。その原因として、水田における過剰施肥（サブテーマ2および3）および人間由来負荷の増大（サブテーマ1）が指摘された。そこで、前者については水稻の品種および作付回数のオプションを考慮した営農技術シナリオ（サブテーマ2）を、後者については流域内の土地利用を考慮した人口分布シナリオ（サブテーマ4および5）を作成し、サブテーマ1の開発したモデルを用いて、それぞれ流域から排出される窒素負荷量への影響を検討した。

## (ナムグム川流域における問題点とその適応策)

ナムグム川流域の8割以上は山岳・丘陵地帯であり、残り2割の平地が農地および都市部として利用されている（サブテーマ1）。また、大半の農地は天水田であり、粗放的な営農が行われている（サブテーマ2および3）。ラオスでは、今後急速な人口増加および経済成長が予測されているが、その結果、不適切な耕地拡大による森林破壊が懸念される。そこで、施肥量および水稻の品種のオプションを考慮した営農技術シナリオ（サブテーマ2）および流域内の資源ポテンシャルを活用した土地生産性向上シナリオを作成し、サブテーマ4の開発したモデルを用いて、森林開発抑制効果を検討した。

## （３）環境保全コミュニティの形成

2011年12月にインドネシアで、2011年1月にラオスで、関係省庁や地域コミュニティとの意見交換を実施した（図(5)-1、図(5)-2）。また、2011年10月、2012年3月にパジャジャラン大学で、2011年12月にボゴール農科大学で、2012年2月にラオス国立農林研究所で、2012年3月にウダヤナ大学で、それぞれセミナー・ワークショップを開催した（図(5)-3）。

2013年2月27日にラオス日本センターにおいて国立ラオス大学と共催でシンポジウムを開催した。約50人が出席し、日本側から大使館、JICA職員、ラオス側から行政機関（農林省、エネルギー鉱業省）、若手を含む研究者が出席し、当プロジェクトの研究成果の発表およびその活用可能性について議論した。なお、本シンポジウムの様子は現地の新聞であるVientiane Times（2013年3月1日）に掲載された。

チタルム川流域における研究成果をまとめたマニュアルを英語で出版し、環境保全コミュニティを通じ、インドネシア語版をさまざまなステークホルダーに提供した。

図5-1 地域コミュニティでのヒアリング

図(5)-2 ラオスエネルギー鉱業省での意見交換
図(5)-3 ウダヤナ大学（左）、パジャジャラン大学（右）でのシンポジウム

## 4 ．結果及び考察

## （１）流域土地情報の整備

流域土地被覆情報を整備するために、衛星画像を利用して土地被覆マップを作成した。インドネシア・チタルム川流域においては、現在（2010年）、10年前（2000年）、20年前（1990年）のマップを、ラオス・ナムグム川流域においては、現在（2010年）、20年前（1990年）のマップをそれぞれ作成した。使用した分類手法は教師無し分類法で、分類数は、1：農耕地(水田が主)、2：農耕地(畑、混作等)、3：プランテーション、4：農耕地(茶畑)、5：森林、ブッシュ、6：街、居住地、建物、建造物等、7：裸地、8：内水、9：雲およびその影の9分類とした。一例として、図(5)-4に衛星画像ASTER（空間分解能15m）を使用して作成した現在のチタルム川流域の土地被覆マップを示す。その結果、チタルム川流域内の現在の土地被覆率は、農耕地(水田が主)が35%、農耕地(畑、混作等)が5%、プランテーションが19%、農耕地(茶畑)が0.9%、森林、ブッシュが23%、街、居住地、建物、建造物等が12%、裸地が0.4%、内水が2%、雲およびその影が3%と判明し、水田の利用が最も大きいことが確認された。なお、それぞれの流域の土地利用とその変化の詳細については、サブテーマ4で説明されたため、本節では割愛する。これらの土地被覆の結果は、各サブテーマで利用された。
図(5)-4 現在のチタルム川流域の土地被覆状況

## （２）アジア環境先進型流域圏の提案

## 1 ）農民の現状把握

ラオス・KM6灌溉地区（以下、KM6）およびインドネシア・チヘア灌溉地区（以下、チヘア）（図（5）-5）において実施した聞き取り調査結果を表（5）-1に示す。調査対象とした両地区では灌溉設備が整備されており、KM6では水稲の二期作または水稲と野菜の二毛作、チヘアでは水稲の三期作または水稲と野菜の三毛作（水稲二期＋野菜）というのが典型的な年間営農スケジュールである。水稲の単収が同程度であると仮定すると、1年あたり単位面積から得られる収入では、KM6と比較してチヘアの方が大きいが、農民の満足度ではKM6の方が高いということが明らかとなった。そこで各世帯の耕作面積を追加調査したところ、図（5）-6に示すように、チヘアでは世帯当たりの耕作面積が小さく、自己消費分を除くと現状では現金収入がほとんど得られない世帯が多く存在することが原因であることが明らかとなった。ここで得られた知見は、3）における流域ごとのシナリオ設定の基礎データとして活用した。
図(5)-5 聞き取り調査対象地区（左：KM6、右：チヘア）

表(5)-1 聞き取り調査結果

(数値は各設問にYesと回答した割合)

設問	KM6	チヘア
水稻収量を増やしたい	99.5%	100%
毎年収入が安定している	44.5%	2.0%
現状の収入で自分が満足している	76.0%	22.0%
現状の収入で家族が満足している	81.5%	8.0%

図(5)-6 世帯構成人数と年間水稲生産量および自家消費量

年間水稲生産量は単収4.0t/haで二期作、自家消費量は100kg/人/yrと仮定して試算。
## 2 ）未利用資源のポテンシャル評価

水稻の収量についてはサブテーマ2、3の実施した現地調査結果を、生産コストおよび販売価格については昨年度実施した聞き取り調査を参照し、モデルケースの4人家族が1年間に水稻生産から得られる利潤を求めたところ、 $ 5.2 \times 10^{6}Rp./yr $ となった。ただし、自家消費量は西ジャワ州の統計データを元に100kg/人/yrとした。2008年のインドネシアの農民世帯一人当たりの可処分所得 $ 5.2 \times 10^{6}Rp./yr $ と比較すると約1/4であり、この地区の平均の世帯の水稻生産による利潤が低い水準にあることが分かる。また、2001年から2010年までの10年間の一人当たり実質GDP成長率は3.7%であり、今後もこの格差は拡大することが予想される。

水資源を有効活用して水稻三期作を実施した場合、現状焼却処分されている稲わらをバイオエタノール原料として利用した場合の利潤を表(5)-2にまとめる。なお、稲わらを利用する場合には稲わらの販売および収集作業への賃金が発生するものとする。現状では、年間2期作で稲わらを焼却処分しているため、年間収益は5.2×10⁶Rp./yrであるが、年間3期作を行い、稲わらをバイオエタノール原料として利用する場合、年間収益は8.9×10⁶Rp./yrとなり、現状と比較して約1.7倍、年間3.7×10⁶Rp./yrの増収が見込まれる。聞き取り調査の結果を元に、収穫作業の平均日当4.0×10⁴Rp./人/dayとすると、この増収は年間約92人・day/yrの新規雇用創出に相当することが示された。ここで得られた知見は、3）における流域ごとのシナリオ設定の基礎データとして活用した。

表5-2 年間収益の試算結果 $ \left(10^{6}Rp./yr\right) $

Rice straw
Burn	Bio-fuel
Number of planting	2 time	5.2	5.5
3 time	8.4	8.9

## 3 ）流域ごとの適応策の提案

サブテーマ1～4の成果から得られた水・食糧・エネルギー情報をまとめ、アジア環境先進型流域圏の提案を行った。その際、研究対象地の現地行政機関、研究機関と構築した環境保全コミュニティにおける議論に基づいて対象流域の特徴を考慮した。なお、それぞれの流域で提案した具体的な適応策は後述の通りである。

## (チタルム川流域における問題点とその適応策)

チタルム川流域における湖沼の富栄養化問題は90年代より上流のダム湖から順に顕在化してきた（図(5)-7）。その原因として、水田における過剰施肥（サブテーマ2および3）および人間由来負荷の増大（サブテーマ1）が指摘された。そこで、前者については水稻の品種および作付回数のオプションを考慮した営農技術シナリオ（サブテーマ2）を、後者については流域内の土地利用を考慮した人口分布シナリオ（サブテーマ4および5）を作成し、サブテーマ1の開発したモデルを用いて、それぞれ流域から排出される窒素負荷量への影響を検討した。
図(5)-7 ダム湖における内水面漁業の被害量（Zainal et al., 1998より作成）

営農技術シナリオについては以下の3つを設定した。①ベースシナリオ（一作あたり施肥量140kgN/ha、生育日数100日）、②減肥シナリオ（一作あたり施肥量70kgN/ha、生育日数100日）、③品種改良シナリオ（一作あたり施肥量70kgN/ha、生育日数130日）。①および②では利用可能水资源によって年間最大3期作が可能であるが、③では生育日数が長いため、年間最大2期作とした。図(5)-8は、それぞれのシナリオにおける2000年、2025年、2050年における流域内の可能生産量の総量である。その結果、施肥量の半減による減収は約10%であるが、水資源を効率的に利用して3期作を行う、もしくは一作あたりの生産量の多い品種に変更することで適応できること、またその際、流域からの窒素流出量は約30%削減できることが明らかとなった（図(1)-31）。

人口分布シナリオについては、サブテーマ1において報告された。

図(5)-8 チタルム川流域における営農技術シナリオごとの総生産量の比較（サブテーマ2の開発したモデルを適用）

(ナムグム川流域における問題点とその適応策)

ナムグム川流域の8割以上は山岳・丘陵地帯であり、残り2割の平地が農地および都市部とし
て利用されている（サブテーマ1）。また、大半の農地は天水田であり、粗放的な営農が行われている（サブテーマ2および3）。ラオスでは、今後急速な人口増加および経済成長が予測されているが、その結果、不適切な耕地拡大による森林破壊が懸念される。そこで、施肥量および水稻の品種のオプションを考慮した営農技術シナリオ（サブテーマ2）および流域内の資源ポテンシャルを活用した土地生産性向上シナリオを作成し、サブテーマ4の開発したモデルを用いて、森林開発抑制効果を検討した。

営農技術シナリオについては、以下の3つを設定した。①ベースシナリオ（一作あたり施肥量25kgN/ha、収穫指数0.3）、②増肥シナリオ（一作あたり施肥量50kgN/ha、収穫指数0.3）、③品種改良シナリオ（一作あたり施肥量50kgN/ha、収穫指数0.5）。収穫指数とは全バイオマス量に対する粉重量の割合である。なお、灌漑率には現状の統計値を用い、灌漑の導入されている地域では年間2期作、それ以外では雨季作のみとした。図(5)-9はそれぞれのシナリオにおける2000年、2025年、2050年における流域内の可能生産量の総量である。その結果、施肥量および収穫指数の改良により、生産量が1.9倍向上すること、またその際、流域からの窒素流出量は低い水準が維持されることが明らかとなった（図(1)-32）。

図(5)-9 ナムグム川流域における営農技術シナリオごとの総生産量の比較（サブテーマ2の開発したモデルを適用）

営農技術シナリオに加え、流域内の未利用資源を活用した土地生産性シナリオとして、以下の2つを設定した。④灌溉開発シナリオ（灌溉率100%）、⑤バイオエタノールシナリオ（灌溉率100%、農業残渣（稲わら）をバイオエタノール原料として利用）。なお、④および⑤では、営農技術は品種改良シナリオを採用し、すべての水田において年間2期作が実施されるとした。また、⑤では、稲わらの販売による収入の増加および稲わら収集による雇用創出効果を考慮した（サブテーマ4）。以上、①～⑤のシナリオについて、農地開発により都市と農村の格差が生じない生産水準を満たす、という仮定の下で、新たに開発が必要な水田面積について推計した（図(5)-10）。その結果、営農技術の改良により2027年まで、灌溉開発およびバイオエタノール導入によりそれぞれ2039年、2044年まで新たな農地開発を抑制できる可能性が示唆された。
図(5)-10 ナムグム川流域における土地生産性シナリオごとの新規開発農地需要（サブテーマ4の開発したモデルを適用）

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

一般に公開されているMODIS画像では空間分解能が粗く流域内の土地利用状況およびその変化について詳細な解析が困難であったが、本研究で整備した詳細な土地利用データにより圃場区画レベルでの解析が可能となった。

現地農民を対象とした聞き取り調査の結果から、一般に公開されている統計情報には反映されない農民の現状について把握し、インドネシア・ラオスそれぞれの現状と将来予測に基づいたシナリオ設定の基礎データを得た。

水・食糧・エネルギーに関連する分野間で有機的に情報を活用することで、東南アジアにおける水質悪化、森林減少といった環境問題への適応策を提案する研究フレームを構築した。本研究で構築した研究フレームは我が国においても適用可能である

## （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＞

過剰施肥による水質悪化が深刻化しているインドネシア・チタルム川流域の適応策として、低投入型農業シナリオを提案した。その結果、施肥量の半減による減収は約10%であるが、水資源を効率的に利用して3期作を行う、もしくは一作あたりの生産量の多い品種に変更することで適応できること、またその際、流域からの窒素流出量は約30%削減できることが明らかとなった。

農地開発による森林減少が懸念されるラオス・ナムグム川流域の適応策として、土地生産性向上シナリオを提案した。その結果、農業技術の改良および流域内未利用資源の活用を段階的に導入することにより、2040年代まで水田の新規開発を抑制できる可能性を示唆した。
カウンターパート : Dr. Leimona Beria, ICRAF

本研究で構築した環境保全コミュニティにおける議論では、日本側研究チームと現地の行政機関および研究機関との間で双方向の情報交換がなされた。これにより、対象流域の特徴に応じたローカルスケールでの適応策の検討が可能となった。

## 6 ．国際共同研究等の状況

国際アグロフォレストリー研究センター（ICRAF）とインドネシア・チタルム川流域における生態系サービス支払い制度の実現可能性に関する共同研究を進めている。

2011年11月より複数回の意見交換を行い、チタルム川流域における森林保全、水資源保全、水質保全、貧困緩和を目的とする生態系サービス支払い制度の実現可能性に関する共同研究を行っている。2014年3月、国際農業気象学会（ISAM）において本研究プロジェクトが開催したシンポジウムにDr. Leimonaを招へいし、共同研究の進捗および今後の方針について議論した。また、2014年4月、ICRAF主催のワークショップ“Climate-smart, tree-based, co-investment in adaptation and mitigation”に研究協力者の乃田が参加し、生態系サービス支払い制度の実装に向けたフレームワークを議論した。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1）乃田啓吾、沖一雄、安瀬地一作、吉田貢士、白川博章、Gnardi SIGIT：環境科学会誌，26(3)，236-243，(2013)

「インドネシア・チタルム川流域における農民貧困緩和策の検討-チヘア灌溉地区における水資源および稲わらバイオマスポテンシャル」

2）鈴木涉、乃田啓吾、木口雅司、沖一雄、Somchai BAIMOUNG、Porrames AMAYATAKUL、Aphantree YUTTAPHAN、沖大幹：土木学会論文集B1（水工学），70(4)，I_583-588，(2014).

「北部タイにおける降水量変動がコメおよびトウモロコシの生産に与える影響」

3）濱田準哉、乃田啓吾、木口雅司、沖一雄、Somchai BAIMOUNG、Porrames AMAYATAKUL、Aphantree YUTTAPHAN、沖大幹：土木学会論文集B1（水工学），70(4)，I_595-600，（2014）.

「衛星画像を用いた干ばつ指標の開発」

## くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない

## （2） 口頭発表（学会等）

1）乃田啓吾：平成24年農業農村工学会大会講演会(2012)

「インドネシア・チタルム川流域における農民貧困緩和策の検討」

2) Keigo NODA, Kazuo OKI, Nao ENDO and Gunardi Sigit: ACES and Ecosystem Markets 2012, Fort Lauderdale, USA, 2012

“Evaluation of Scenarios for Alleviating Farmers’ Poverty in Indonesia”

3) K. Noda, H. Shirakawa, K. Yoshida and K. Oki: International Symposium on Agricultural Meteorology, Sapporo, Japan, 2014
“Evaluation of Ecosystem Services regarding Soil Conservation in Citarum River Basin”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）シンポジウム、セミナー等の開催（主催のもの）

1）環境科学シンポジウム2011 東南アジアにおける農業・気候変動と流域管理－その現状と課題－（平成23年9月7日、関西学院大学、観客約20名）

2) Economic impacts of biofuel development in Indonesia（平成23年10月22日、インドネシア・パジャジャラン大学、観客約150名）

3) Development and Practice of Advanced Basin Model in Asia – Toward Adaptation of Climate Changes-（平成23年12月17日、インドネシア・ボゴール農科大学、観客約50名）

4) 1st Workshop on Green Innovation for Water Environment, Food Production, and Biomass Energy in Laos（平成24年2月27日、ラオス国立農林研究所、観客約20名）

5) 1st Symposium on Green Innovation for Water Environment, Food Production, and Biomass Energy in Indonesia（平成24年3月13日、インドネシア・パジャジャラン大学、観客約30名）

6) Development and Practice of Advanced Basin Model in Asia – Toward Adaptation of Climate Changes-（平成24年3月16日、インドネシア・ウダヤナ大学、観客約20名）

7）作物学会シンポジウム2012 今後の作物生産戦略－流域管理から見た最適化－（平成24年3月30日、東京農業大学）

8）農業農村工学会特別セッション2012アジア環境先進型流域圏の構築と普及（2012年9月20日，札幌市、50人）

9) Special Session at the ACES Conference 2012, Development and Practice of environmentally advanced basin model in Asia, (13–15 December, Fort Laudeldale, Florida, USA, 20人)

10) Joint Symposium on Green Innovation for Water Environment, Food Production and Biomass Energy in Laos（2013年2月27日、ラオス日本センター、参加者50人）

11) Evaluation of Environment and Economics in Citarum River Basin, International Symposium on Remote Sensing (May 17, 2013, Maukhari Seminar House, Chiba)

12) Development and Practice of Advanced Basin Model in Asia, International Symposium on Agricultural Meteorology (March 18, 2013, Hokkaido University)

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1) Vientiane Times（2013年3月1日）“Experts mull green future for Laos”

## (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