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1 2015 年 3 月 25 日 ( 水 ) 第 19 回 DIAS-GRENE 合同テレビ会議 アジアモンスーン地域における気候変動とその農業への影響評価 東京大学大学院農学生命科学研究科溝口勝 首都大学東京 / 高橋洋海洋研究開発機構 / 松本淳農業 食品産業技術総合研究機構 / 田中慶農業環境技術研究所 / 桑形恒男

2 アジアモンスーン地域における気候変動とその農業への影響評価溝口勝 ( 東京大学 ) 分担機関 : 首都大学東京 海洋研究開発機構農業 食品産業技術総合研究機構 農業環境技術研究所 概要 アジアモンスーン地域において 将来気候予測の信頼度を高め 予想される気候に対する農業の適応策 緩和策を策定できる基盤情報を構築する 世界の人口の 6 割以上が居住し 農業国が多いアジアモンスーン地域において起こり得る気候変動を適切に予測し それに対する農業の適応策 緩和策を構築することは重要課題である 本研究では 気候変動研究チームと農業影響研究チームが連携し アジアモンスーン地域における基礎的環境情報の整備や気候変動将来予測に基づく農作物への影響予測 適応策 緩和策に資する基盤情報を構築する 気候変動研究 アジアモンスーン地域の途上国における農業気象 気候データベースの構築 気候変動研究開発 -1 長期間の信頼できる広域的気候農業気象データセット作成 紙媒体の観測データのデジタル化 ( ベトナム フィリピン ) 高時間分解能を持つ気象データのリアルタイム取得とデータベース化 農業気候シナリオデータの作成 DIAS アジアモンスーン地域の地表面状態の気候への影響評価 気候変動研究開発 -2 DIAS 上の気候モデル出力と詳細の地表面データの利用 アジアモンスーン域の人為的な影響を含めた 大気陸面相互作用の重要性を明らかにする 通常の気象観測では得られない農業気象要素の推定 地表面熱収支モデル 農業影響研究 アジアモンスーン地域の主要農作物に対する気候変動影響の解明 気象データと作物モデルを用いた評価システム 農業影響研究開発 -2 様々な条件下で栽培シミュレーションを行うシステムの構築 気候変動が作物生産に与える影響評価 イネ栽培可能性シミュレータ アジアモンスーン地域の気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 農業影響研究開発 -3 農業気象 土壌 土地利用 農地管理に関わる情報の収集と整備 農耕地における温室効果ガス収支に関する基礎データの収集 現地調査に基づく評価システムの検証 農業影響研究開発-1 作付の実態調査 シミュレーションと実際の作付けの比較 シミュレーションに基づく試験栽培の実施 現地観測 適応策 緩和策の策定のための基盤情報 アジアモンスーン地域における基礎的環境情報の整備と政策決定への利用気候変動研究や温暖化の適応策 緩和策研究を主導する若手研究者の育成温暖化適応策 緩和策の実現に向け 農業セクターにおける有効な提言を行うための基盤情報の構築

3 東南アジアにおける 適応策 緩和策 天水田地域 雨だけが頼り 山岳地域 気候変動の影響 雨期と乾期の始まり がずれ始めている 農民は農作物の組み 合わせを変えることで 適応し始めている Source: Anan P. and G. Marten (1986) 3

4 FMS による農地モニタリング 11 Dec Dec Dec Jan Jan Jan Feb Feb Feb Mar Mar Mar Apr Apr Apr May May May Nov Dec 2011 VWC_4cm VWC_8cm VWC_16cm VWC_32cm VWC_64cm FC(0 15cm) FC(15 30cm) PWP(0 15 cm) PWP(15 30cm) growth of cassava (cm) Dec Jan Feb Mar Apr May rainfall 21 Nov 2011 soil moiture content (cm3/cm3) Rainfall (m m )

5 研究の出口 アジアモンスーン地域を対象にして 気象データ MetBroker 農業気象データベース 気温 日射量 土壌水分 作物モデル DSSAT, ORYZA,... 水稲 キャッサバ トウモロコシ サトウキビ 野菜類 検証のための比較 栽培データ 結果データ 収量 栽培期間気候変動の影響 データ表示アプリケーション 気候変動パラメータ 気候変動への適応策 緩和策の立案

6 H26 年度の事業計画 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 6

7 H26 年度の成果 Analysis H26~ Data H23~ Integrated H24~ System H25~H27 7

8 H26 年度の成果 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 8

9 タイにおける地点日降水量 ( 左 ) 0.05 度グリッドに内挿した日降水量 ( 中 ) 地点日照時間 ( 右 ) ( 増田と井上による ) 9

10 タイ東北部の 3~4 月降水量の年々変動 タイ東北部 8 地点平均の 3~4 月降水量と先行冬季 Niño3.4 海面水温の年々変動 タイ東北部の 3~4 月降水量 :1970 年代後半以降 エルニーニョ現象との相関が強まる 15 年移動相関 ( 井上による )

11 12~2 月 Niño 3.4 海面水温と 3~4 月降水量ラグ相関係数 両年代で 15 年以上の降水量データがある地点をプロット タイ東北部だけでなく 近隣の国などでも負相関が強くなっている ENSO の遠隔応答がインドシナ半島の広い範囲で確認されることを示唆 ( 井上による )

12 H26 年度の成果 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 12

13 FMS によるタイの水田洪水モニタリング DIAS GRENE フォーラム資料 ( 2011 年 11 月 8 日 ) より抜粋 13

14 2011 年のタイの洪水には 西太平洋から西向きに進む熱帯低気圧活動が重要 連続的な降水イベントと熱帯低気圧活動が雨季を通して見られる Thailand Dashed lines show TCs along the Thai latitude. Takahashi et al. (2015) Journal of Climate

15 2011 年のタイの洪水には 西太平洋から西向きに進む熱帯低気圧活動が重要 西太平洋に熱帯低気圧活動が活発のシグナル ( 赤色 ) 33 年間のタイの季節的な降水量多い年には インドシナ半島の東側で熱帯低気圧活動が活発 2011 年だけではなく 過去においても同様のメカニズムによりタイの年々変動が説明できることを見出した 大気循環場の解析では 統計的に有意であることも示した (not shown) Takahashi et al. (2015) Journal of Climate

16 東南アジア 南アジアを対象に 地表面状態の変化が降水活動にどのような影響を及ぼすのか を高解像度実験で調査 将来の地域気候予測を高解像度で実施予定 その結果を収量モデルに入れて 将来の収量予測をする 感度実験設定 地表面変化が大きい南アジアのケース 降水強度 降水頻度の変化を調査している Sugimoto and Takahashi (2015), in prep.

17 H26 年度の成果 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 17

18 タイにおける作物収量予測システム 目的 : アジアモンスーン地域における気候変動による主要作物への影響評価 対象地域 Chiang Mai 天水田地域 ( コンケン ) Khon Kaen 山間部 ( チェンマイ近郊 )

19 システムの構成 気象データダウンスケーリング データウェザー ジェネレータ サービス リクエスト データ 作物モデル DSSAT, ORYZA, SIMRIW, 水稲, キャッサバ, 野菜類 保存 結果収量, XML 形式 リクエスト データ ユーザタブレットパソコン リクエスト 表示 Web アプリケーション地図レイヤ結果データ レイヤ

20 結果表示用 Web アプリケーション 作物 品種 地図種別 作物モデル 移植日等を選択結果表示 ( 収量 ) ユーザ : 農家 利用機器 : タブレット (7インチ) 利用場所 : 圃場

21 H26 年度の成果 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 21

22 1 地温 土壌水分のモデル推定データの整備 ( 気候研究 1と連携) モデルの入力値となる地上気象観測データを整備 ( 中国気象局 約 200 地点 ) 土壌データベース (Harmonized World Soil Database) に基づき 各地点の土壌パラメータ ( 理化学性 ) を決定 地温 土壌水分量のモデル推定 ( 中国全土 ) 年平均値 年 年平均値 年

23 2 農耕地における温室効果ガスモニタリングと広域評価 (1) DNDC-Rice モデル DNDC (Denitrification-Decomposition) モデルでは 農耕地での CO 2, CH 4,N 2 O 交換量などの評価のために 農業生態系における炭素 窒素循環を統合的に扱う (originally developed by Prof. Changsheng Li.) 6 種類のサブモデル : 土壌の物理化学性 作物生育 腐敗プロセス (CO 2 ) 脱窒プロセス (N 2 O) 硝化プロセス (N 2 O) 発酵プロセス (CH 4 ) DNDC-Rice モデルにおいては 水田からのメタン放出プロセスを改善するために オリジナルの DNDC モデルから さらに改良を加えている (by Tamon Fumoto, NIAES, Japan)

24 (DNDC Rice モデルの検証 ) 異なる輪作体系におけるメタン放出量のモニタリングデータとモデル計算結果の比較 ( タイ王国 ラチャブリ県 KMUTT 試験地 )

25 (2) 水田からのメタン放出量の広域評価 気候変動に伴う水田メタン放出量の増加は水管理で相殺できるか? 背景 ( タイでの事例解析 ) 大気 CO 2 濃度上昇と気温増加が 水田からのCH 4 放出を加速 主要なコメ生産国のタイでは 近年 潅漑水田が急増 水管理は 潅漑水田における最も有効なCH 4 放出の緩和策である 水管理の違いによる影響を評価 ( 来年度取りまとめ )

26 H26 年度の成果 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 (6) 人材育成 26

27 The Fourth International Workshop of CAAM March 2015 Vietnam National University Hanoi University of Science 27

28 WS4 におけるハイライト 人材育成が進んだ 東南アジアの若い研究者が元気 気候グループの解析が進んだ 東南アジアの降水パターンが変化してきている 最低気温が上昇してきている 農業に対する影響の事例を集める必要 適応策では女性の力が重要 ( フィリピンからの報告 ) ICT 農業のプラットフォームが整備されつつある モニタリング装置の管理に関する情報センターの設立 By Prof. Wilfredo A Dumale at NVSU( フィリピン ) Philippines, Indonesia, Vietnam, Thailand, Japan, & others 28

29 人材育成 ( ) 学生ポスターセッション 29

30 H27 年度の計画 (1) 農業気象 気候データベースの構築 (2) 地表面状態の気候への影響評価 (3) 主要農作物に対する気候変動影響の解明 (4) 気候変動に対する主要農作物の適応策 緩和策の策定のための基盤情報の構築 (5) 関係協力研究者との連携 パンフレットやマニュアル (6) 人材育成 教材の開発 30

31 東大ハチ公物語 上野英三郎博士 ハチ公の飼主 東大農学部の教授 耕地整理法 (1900) 耕地整理講義 (1905) 農業土木とは 食料生産の基盤整備 農地造成 灌漑 排水 不毛な大地 肥沃な農地 東大農学部

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