気候変動が4主要作物の収量に及ぼす影響に関するグローバルデータセット

要約

気候変動が作物生産に及ぼす影響を評価するために、1984年から2020年に公表されたトウモロコシ、イネ、ダイズ、コムギの作物シミュレーション結果をまとめたグローバルデータセットである。作目、地域、温暖化レベル、適応技術の有無によって異なる影響評価に利用できる。

• キーワード : 温暖化適応、作物モデル、気候シナリオ、系統的レビュー、収量予測
• 担当 : 農業環境研究部門・気候変動適応策研究領域・作物影響評価・適応グループ
• 代表連絡先 :
• 分類 : 研究成果情報

背景・ねらい

気候変動が作物収量に及ぼす影響を定量的に予測することは、将来の食料生産の持続可能性を評価する上で極めて重要である。このため、気候シナリオと作物シミュレーションモデルを用いた収量予測の論文数は過去40年間に著しく増加し、気候変動の影響評価の貴重な情報源となっている。しかし、これらの研究によって得られた豊富なデータは散在しており、機械学習を含むデータ解析に十分活用されていない。そこでここでは、これまでに公表された主要4作物(トウモロコシ、イネ、ダイズ、コムギ)の収量シミュレーション結果を系統的に収集し、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の影響および適応技術の評価などに利用可能なグローバルデータセットを作成する。

成果の内容・特徴

• 本データセットは、IPCCの第6次評価サイクル(2014年から2020年)に公表された作物収量予測に関する入手したシミュレーション結果と、第1～5次評価報告書(2014年以前)に使用された作物シミュレーションを含む既存のデータセットを結合したものである。
• 本データセットは、1984 年から 2020 年の間に公表された202 論文に含まれる8703 のシミュレーション結果からなり、作物種、CO₂排出シナリオ、CO₂濃度、現在の気温と降水量レベル、気温、降水量の変化、CO₂効果の有無、様々な種類の適応策実施の有無などの条件で得られた予測収量などを含む(図1)。
• 21世紀末までの様々な温暖化レベルに対応しているが、トウモロコシ、イネ、コムギに比べてダイズが少なく、アジア、ヨーロッパに比べて中南米、オーストラリア諸国が少ないなど作目や地域の偏りは大きい(図1a-c)。また、用いられた適応技術も、品種、施肥、植え付け時期、灌漑に集中している(図1d)。
• 気候変動による収量の変化率は、同じ作物でも大きなばらつきがあるが、現在の気温が高い地域では、温暖化の負の影響が顕著で(図2)、かつ適応による効果も低い(図3)。
• 2020年までに試された適応技術の種類は限られているが、2020年以降は増加傾向にある(図4)。

成果の活用面・留意点

• 本データセットは、IPCCの一次から6次評価期間に公表された論文をカバーしており、2023年に開始するIPCC第7次サイクル以降の影響評価に活用できる。
• 温暖化レベル、温室効果ガス排出シナリオごとの解析は可能であるが、気候モデルや作物モデルの違いは考慮されていない。
• 気温、CO₂濃度、降水量の長期的な変化に対応した収量予測が主で、極端現象による収量変動は十分に評価できない。

具体的データ

その他

• 予算区分 : 交付金、環境省(環境研究総合推進費)
• 研究期間 : 2019～2022年度
• 研究担当者 : 長谷川利拡、若月ひとみ、Hui Ju(中国科学院)、Shalika Vyas (ボーローグ南アジア研), Gerald C. Nelson (イリノイ大)、 Aidan Farrell (西インド諸島大)、Delphine Deryng (フンボルト大)、Francisco Meza(ポンティフィシア・カトリック大)、David Makowski(INRAE)
• 発表論文等 :
  • Hasegawa T. et al. (2022) Sci Data 9:58
  • Wakatsuki H. et al. (2003) Curr. Opin. Environ. Sustain. 60:101249