気候変動下における半乾燥地での生態系機能を考慮した持続的農業生産モデルの構築

• Project/Area Number: 12J07604
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Boundary agriculture
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 柳川 亜季 東京工業大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,520,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 気候変動 / 干ばつ / 脆弱性評価 / 土地利用履歴 / 生物多様性 / 脆弱性 / NDVI / PDSI / 放牧地生態系

Outline of Annual Research Achievements

＜概要＞持続的農業生産モデルの基礎となる干ばつに対する脆弱性評価のため、生態系機能を考慮し、土地利用期履歴、土壌タイプ、生物多様性を評価に組入れた、モデルの開発を行った。その結果、干ばつに対する脆弱性は、当該干ばつの程度、つまり、干ばつ前年および翌年も含めた降水量に大きく左右されることが既存研究と同様に示唆された。また、灌漑率や草地利用期間といった、土地利用履歴が干ばつの脆弱性を高めている可能性が示唆された。
＜脆弱性の評価方法の検討＞生態学では、干ばつに対する脆弱性の評価について、干ばつ前後の生産量の差から導き出すことがある。これは、Resilienceと呼ばれ、個別地域の干ばつ影響評価において用いられてきた。本研究では、全球を対象とし、MODIS-EVIを使うこととした。干ばつ年の前年および翌年のEVIを差し引きし、常用対数をとったものをResilienceとした。このResilienceの値が正規分布することを確認した。
＜脆弱性評価モデルの構築＞脆弱性評価モデルの構築のため、土地利用履歴、土壌タイプ、生物多様性、降水量、灌漑率などのデータをそろえ、すべて0-1の値におさまるように変換した。そして、空間的・時間的ばらつきを考慮した、ベイズモデルにて解析を行った。解析を行う前に、ベイズ情報量基準に基づいて変数選択を行った。解析の結果、干ばつ年の降水量やその前年・翌年の降水量は脆弱性の指標である、Resilienceに大きな影響を及ぼしていることが示された。一方で、これまで全球スケールの研究において十分に考慮されてこなかった、土地利用履歴や土壌タイプ、生物多様性も脆弱性評価において、重要であることが示された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Factors limiting vegetation recovery processes after cessation of cropping in a semiarid grassland in Mongolia (2016)
  • Author(s): A. Yanagawa, T. Sasaki, U. Jamsran, T. Okuro, K. Takeuchi
  • Journal Title: Journal of Arid Environment Volume: 131 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.jaridenv.2016.03.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Monthly reservoir inflow forecasting in Thailand: a comparison of ANN-based and historical analogue-based methods (2016)
  • Author(s): S. Amnatsan, Y. Iseri, A. Yanagawa, K. Kakinuma, S. Yoshikawa and S. Kanae
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers Volume: 72 Pages: 7-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of drought tolerances in root water uptake model for two co-occuring grass species in Mongolia (2015)
  • Author(s): A. Yanagawa, H. Fujimaki, T. Okuro, U. Jamsran and K. Takeuchi
  • Journal Title: Journal of the Japanese Society of Soil Physics Volume: 130 Pages: 3-10
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 乾燥地における土地利用期間が干ばつへの脆弱性に与える影響，水工学論文集 (2015)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川沙耶花，Jaeil CHO，Hyonjun KIM，鼎信次郎
  • Journal Title: 水工学論文集 Volume: 71 Pages: 931-936
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Illustrating a new approach to estimating potential reduction in fish species richness due to flow alteration on a global scale. (2014)
  • Author(s): S. Yoshikawa, A. Yanagawa, Y. Iwasaki, P. Sui, S. Koirala, K. Hirano, A. Khajuria, R. Mahendran, Y. Hirabayashi, C. Yoshimura and S. Kanae
  • Journal Title: Hydrol. Earth Syst. Sci. Volume: 18 Issue: 2 Pages: 621-630
  • DOI: 10.5194/hess-18-621-2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tolerance of canola to drought and salinity stress in terms of root water uptake model parameters (2013)
  • Author(s): A. Yanagawa, H. Fujimaki
  • Journal Title: Journal of Hydrology and Hydromechanics Volume: 61 Pages: 73-80
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 土地利用履歴・土壌型・生物多様性が干ばつ時のEVIに与える影響 (2016)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川沙耶花，Cho Jaeil，Kim Hyungiun，井芹慶彦，鼎信次郎
  • Organizer: 日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Presentation] 気候変動がモンゴルの社会ー生態システムへ与える影響の評価 (2016)
  • Author(s): 柿沼薫，柳川亜季，佐々木雄大，鼎信次郎
  • Organizer: 日本生態学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター
  • Year and Date: 2016-03-20
• [Presentation] 半乾燥地における生物多様性と干ばつへの脆弱性との関係 (2015)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川紗耶花，金炯俊，鼎信次郎
  • Organizer: 日本生態学会
  • Place of Presentation: 鹿児島県鹿児島市 鹿児島大学
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-22
• [Presentation] 乾燥地における土地利用期間が干ばつへの脆弱性に与える影響 (2015)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川紗耶花，Jaeil CHO，Hyungjun KIM，鼎信次郎
  • Organizer: 水工学講演会
  • Place of Presentation: 東京都新宿区 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-10 – 2015-03-12
• [Presentation] Model-based assessments of glacier melt response and hydrological impact on rivers in HMA under a high-emission (2015)
  • Author(s): Megumi Watanabe, Sujan Koirala, Yukiko Hirabayashi, Aki Yanagawa and Shinjiro Kanae
  • Organizer: International Symposium on Glaciology in High-Mountain Asia
  • Place of Presentation: ネパール カトマンズ Yak and Yeti Hotel
  • Year and Date: 2015-03-02 – 2015-03-06
• [Presentation] 乾燥地の天水農地において土地利用履歴が干ばつの脆弱性に与える影響 (2014)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川紗耶花，Cho Jaeil，鼎信次郎
  • Organizer: 水文・水資源学会
  • Place of Presentation: 宮崎県宮崎市 宮崎グリーンスフィア壱番館（KITEN）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-28
• [Presentation] 土地利用履歴と干ばつへの脆弱性との関係 (2014)
  • Author(s): 柳川亜季，吉川紗耶花，Cho Jaeil，鼎信次郎
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 東京都府中市 東京農工大学
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] Illustrating a New Global-scale Approach to Estimating Potential Reduction in Fish Species Richness due to Flow Alteration (2014)
  • Author(s): Sayaka Yoshikawa, Aki Yanagawa, Yuichi Iwasaki, Pengzhe Sui, Sujan Koirala, Anupam Khajuria, Kazunari Hirano, Roobavannan Mahendran, Yukiko Hirabayashi, Chihiro Yoshimura, and Shinjiro Kanae
  • Organizer: 11th annual Meeting Asia Oceania Geoscience Society
  • Place of Presentation: 北海道札幌市 北海道大学
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Illustrating a New Global-scale Approach to Estimating Potential Reduction in Fish Species Richness due to Flow Alteration (2014)
  • Author(s): Sayaka Yoshikawa, Aki Yanagawa, Yuichi Iwasaki, Pengzhe Sui, Sujan Koirala, Anupam Khajuria, Kazunari Hirano, Roobavannan Mahendran, Yukiko Hirabayashi, Chihiro Yoshimura, and Shinjiro Kanae
  • Organizer: European Geosciences Union General Assembly
  • Place of Presentation: オーストリア ウィーン Austria Center Vienna
  • Year and Date: 2014-04-27 – 2014-05-02