2018 Fiscal Year Annual Research Report
陸域生態系の将来シナリオシミュレーション評価システムの開発
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18J20266
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
芳賀 智宏 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | シナリオ分析 / 森林管理 / 耕作放棄 / 再生可能エネルギー / LANDIS-II |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、社会・生態システムの不確実性を表す定性的な将来シナリオを定量的に評価するために、申請者が開発中の陸域生態系の将来シナリオシミュレーション評価システム(S3-TEC)を高度化することである。S3-TECは１．景観動態モデリングプロセス、２．シナリオーモデルインタープリタ、３．生態系評価ユニット変換エンジンから構成されている。それぞれ１．日本の陸域生態系を構成する多様な土地被覆での植生動態シミュレーションの再現性の向上を図ること、２．将来シナリオで想定される生態系管理のルールを柔軟にモデリングすること、３．マルチベネフィット評価のために評価指標を多様化し、社会・生態システムを俯瞰する包括的な評価を行うこと、の3つの研究課題を設定した。
本年度は別寒辺牛川流域を対象に各課題に取り組んだ。課題１では、従来の森林景観モデルで再現されていなかった放棄地の湿地への回復を表現した。湿地の履歴がある農地では、先行研究を参考に放棄後は潜在的な湿地とみなすようモデルの運用を工夫した。課題２では、2050年の日本社会像と再生可能エネルギー導入を題材に、想定される森林管理や耕作放棄の拡大と再利用を設計した。課題３では土地被覆や森林蓄積などの自然資本や炭素吸収サービス、牧草・木材供給サービスのほか、エネルギー供給ポテンシャルや希少な鳥類の生息適性指数を算出する機能を追加した。
特に課題２と３の進捗によって多様なシナリオの社会・生態システムの将来像を多角的に可視化できた。居住地の選択や活用する資本の選好によって自然資本や生態系サービスが異なることを定量的に示せたほか、再生可能エネルギー導入と生態系影響の潜在的なトレードオフ関係が明らかになった。本研究の成果は将来シナリオ別のSDGs Goal7,13,15間の連関関係を理解するのに役立ち、意思決定を支援する科学的根拠になると期待される。
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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
研究課題２および３に関わる「2050年の4つの将来シナリオ別の自然資本・生態系サービスのシミュレーション」について、査読付国際誌(Sustainability Science)1報、アブストラクト査読付き国際会議(Global Land Programme 2018 Asia conference、英語口頭発表)1報で報告した。また、研究課題１、２、３に関係する「再生可能エネルギー導入と生態系影響のトレードオフ分析」については査読なし国内学会(日本生態学会第66回大会、日本語ポスター発表)1報で報告し高い評価を得るとともに、現在査読付国内誌(土木学会G(環境))に投稿中で査読を受けている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究課題１について、天然更新や耕作放棄後の植生遷移の再現性を向上するため、ササによる木本の更新阻害をプロセスベースでモデル化を試みる。研究対象地域の北海道別寒辺牛川流域の森林の林床にはササが繁茂しており、木本の実生が利用可能な光資源を制限し、天然更新を阻害することが知られている。この現象は日本国内のどの地域でも直面する課題であり、森林景観モデルを日本にローカライズするにあたって計算の信頼性の向上のために改良が必要である。そこで、ササが十分に生育しているグリッドに木本を天然更新させ、木本の定着と初期成長に関わるパラメータのうち、光資源競争に関わる部分を調整し、文献値で検証する。
研究課題２について、自然資本を利活用する社会像を実現する手段として、対象地でニーズが高い畜産系バイオマスの利活用を実装する。対象地では酪農のための牧草生産が盛んである。そこで牧草地を維持し、畜産廃棄物から液肥やバイオガスを生産するシナリオを設計し、生態系影響とエネルギー供給ポテンシャルや期待される生態系サービスのトレードオフ・バンドル分析を行う。さらに、従来型の畜産廃棄物をたい肥として牧草地に散布する場合と液肥利用する場合について、森林景観モデルでシミュレーションされる表層土壌からの栄養塩の溶脱を比較する。
研究課題３では、希少種だけではなく、生態系ディスサービスに分類される鳥獣害リスクを可視化する。そこで、シカやイノシシ、クマなど近年被害が増加している大型野生動物の生息適性を評価する機能を追加する。これまでに実装が完了した自然資本・生態系サービス評価の結果とGISで重ね合わせることで、より多角的なシナリオ分析を実現する。
さらに各課題の成果を統合することで、十分なエネルギーや生態系サービスを享受でき、かつ、自然資本への生態系影響が少なくなる最適なシナリオを探索する。
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Research Products
(5 results)
