Elucidation of the determinants and future projection of the geographic distribution of water facilities in the world by application of species distribution models
| Project/Area Number |
23K22874
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| Project/Area Number (Other) |
22H01604 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
花崎 直太 国立研究開発法人国立環境研究所, 気候変動適応センター, 室長 (50442710)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石濱 史子 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (80414358)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
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| Keywords | 水インフラ / 水資源 / 地球環境 / 灌漑農地 / 海水淡水化プラント / 海水淡水化 / ダム / 灌漑 |
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| Outline of Research at the Start |
人口増加、経済成長、気候変動に伴って、今後も世界の水需要は増え、水逼迫も増すと考えられている。世界の水逼迫の将来予測が数多く行われてきたが、水需要を発生させる灌漑農地や、水需給を調節するダムや海水淡水化プラントなど、予測結果を左右する水利施設が、いつ、どこで、どのように増えるか見通す方法がなく、現状で固定したり、一定率で増減させたりするなど極めて簡単な仮定が置かれてきた。本課題では、生態学で発達した生物種分布推定モデルの手法を新たに導入して世界の水利施設の分布を説明する統計モデルを構築し、現在の世界の水利施設の地理的分布を理解するとともに、2050年までを予測することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
海水淡水化は、水不足に悩む沿岸部の地域において重要な淡水源である。海水淡水化施設の分布を推定することは、空間的に詳細な水資源評価を行うことにつながる。今年度は生態学で広く用いられている種分布モデル（SDM）を用いて、海水淡水化プラントのグローバルな空間分布の予測可能性について検討した。一般化線形モデルと一般化加法モデルの2つの回帰SDMと、ランダムフォレストモデルと一般化ブースト回帰モデルの2つの機械学習SDMを、0.5°の空間解像度でクロスバリデーション法を用いて学習・実行した。それぞれのSDMについて、気候学的乾燥度、海岸線までの距離、一人当たりの国内総生産、生活・工業用水年間取水量の4つの説明変数を検討した。その結果、機械学習SDMには、海水淡水化プラントの位置を捉える高い性能があることが明らかになった。また、異なる共有社会経済経路（SSP）と代表的濃度経路（RCP）の下で海水淡水化プラントの将来の分布を予測した。その結果、海水淡水化プラントのある格子点数は、2014年と比較して、2030年、2050年、2070年、2090年にそれぞれ31％、47％、55％、57％増加することが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題は生態学分野で広く用いられている種分布モデル（SDM）を用いて水利施設のグローバルスケールの空間分布の特徴を明らかにし、将来予測に結びつけようとするものである。2022年度はSDMを海水淡水化プラントに世界で初めて適用し、実際の分布が再現できることを示せた。研究に必要な一連のプログラム群も開発することができ、2023年度以降の他の水利施設への適用にも道筋をつけることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は比較的順調に研究を進めることができたことから、2023年度も計画通りに行う。前年度に研究機関に導入されたGPUを持つサーバを利用することで計算時間の短縮を図る。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
