「土地利用の変化」とは、人類が自然の景観を改変するあらゆる方法を指します。
現在の土地利用変化の推計は、世界全体における実際の範囲のわずか4分の1しか捉えられていない可能性があります。
新たな研究により、人類が地球の陸地表面をどれほど変えてきたかについての従来の推計が見直されました。
1960年以降、陸地表面の72万平方キロメートルが毎年変化してきたことが判明しました。これはドイツの面積の2倍にあたります。
20世紀後半を通じて土地利用変化の速度は着実に増加してきましたが、世界全体の速度は2005年以降減速しています。
新たな研究によると、現在の土地利用変化の推計は、世界全体における実際の範囲のわずか4分の1しか捉えられていない可能性があります。
本論文は『Nature Communications』に掲載されたもので、熱帯雨林の破壊などを通じた人類による地球の陸地表面への影響について、従来の推計を見直しています。同じ場所で複数回発生した変化を考慮すると、1960年以降、陸地表面の72万平方キロメートルが毎年変化してきたことが判明しました。著者らは、この面積は「ドイツの面積のほぼ2倍」に相当すると指摘しています。
今回の新たな推計は、高解像度の衛星画像と長期的な土地利用の目録を統合したものです。著者らは、この2種類のデータソースを組み合わせることで、土地利用の変化を「前例のない」詳細さで検証できるとしています。
20世紀後半を通じて土地利用変化の速度は着実に増加してきましたが、世界全体の速度は2005年以降減速しています。著者らは、この減速を2007～08年の金融危機に起因するものとし、これが北半球の経済的な変動を引き起こし、世界中に波及したと仮説を立てています。
「慎重な再構築」
「土地利用の変化」とは、人類が自然の景観を改変するあらゆる方法を指します。これらの変化の中には、都市の拡大のような恒久的な破壊もあります。一方、耕作地の放棄や森林の再生のように、以前の被害を修復しようとする変化もあります。これは広範な現象であり、著者らによると、人類は過去千年の間に「地球の陸地表面のおよそ4分の3」を改変してきたとしています。
土地利用は一般に、高解像度の衛星画像か、大規模な統計的調査の2つの方法のいずれかで測定されます。しかし、この研究によると、土地利用の変化を評価する際には、いずれの方法にも欠点があるとされています。衛星は、高い詳細度で土地利用を捉えることができますが、その記録は数十年分しか遡れません。また、衛星画像に基づく推計では、未管理の草地と放牧に利用される草地の区別など、土地利用の微妙な違いを見落としがちです。
統計的手法や、例えば国連食糧農業機関（FAO）が1961年から実施している調査などは、衛星記録よりも遠い過去まで遡れますが、解像度ははるかに粗くなります。また、この2つの手法を組み合わせる取り組みはほとんど行われてきませんでした。
「土地および土地利用の変化に関する情報は非常に断片的です」と、カリナ・ウィンクラーは、本研究の筆頭著者で、土地システム動態を専攻する博士課程の学生であり、所属はカールスルーエ工科大学およびワーヘニンゲン大学です。Carbon Briefに対して次のように語っています：
「できるだけ多くのデータ［ソース］を収集し、それらを統合することが目的でした。」
著者らによると、これら多様なデータソースを組み合わせることには、単一のデータセットに固有の不整合や限界を軽減できるという利点もあるとされています。
ウィンクラーと同僚たちは、20以上の衛星による土地利用データセットと長期的な調査を統合しました。その結果得られたデータセットは「歴史的土地動態評価プラス」（略称HILDA+）と名付けられ、世界中の土地利用の年間変化を1kmの解像度で捉えています。
しかし、すべての土地利用の変化が恒久的というわけではありません。そのため、地域全体の変容のみを捉える「純」変化ではなく、HILDA+は、耕作地と牧草地の輪作のように、土地利用が複数回変化した場所を捉えています。これらの「総」変化を合計すると、1960年から2019年の間の土地利用変化の総面積は4,300万平方キロメートルに達し、これは地球の陸地表面全体のわずか3分の1弱です。
以下の地図は、世界中で単一の変化（黄色の陰影）と複数の変化（赤色）の両方がどこで発生しているかを示しています。複数の変化は欧州、インド、米国に多く見られ、単一の変化は南米、中国、東南アジアに広く見られます。
「総」変化を考慮すると、世界の土地利用変化はほぼ倍増し、地球の陸地表面の17％から32％になります。そして、この総変化のほぼ3分の2は、複数の変化によるものです。土地利用の変化を「純」変化としてではなく、時間の経過とともに生じたすべての変化の累積として研究することは、土地利用に関連する温室効果ガス排出量をより適切に把握するのに役立つ、とウィンクラー氏は述べています。
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排出源と吸収源
によると、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の2019年の特別報告書（土地と気候変動に関するもの）では、2007年から2016年の間に人為的に排出された温室効果ガス総排出量のおよそ4分の1が、農業、林業、その他の土地利用に起因していました。全体として、土地利用は電力・熱生産に次ぐ、世界で2番目に大きな温室効果ガス排出源です。
しかし、土地は温室効果ガスの主要な「吸収源」でもあります。例えば、森林に吸収される炭素などがこれに当たります。IPCCの報告書は、土地利用の変化による排出源と吸収源のこのバランスが、陸域の将来の炭素循環を検討する上での「不確実性の主要な要因」であるとしています。過去の土地利用変化の動態をより詳細に把握することは、気候モデル研究者がこれらの変化をどのように表現するかを検討する上で役立つ、とウィンクラー氏は述べています。
「土地被覆の変化は本当に、非常にダイナミックです」と、ナビン・ラマンクッティ教授（土地システム科学者、ブリティッシュコロンビア大学所属）は、Carbon Briefに語っています。本研究に関与していないラマンクッティ氏は、次のように付け加えています：
「単に時間の経過に伴う純粋な土地利用の変化を用いるだけでは、土地によって炭素が再び吸収される動態を実際には捉えられない可能性があります。」
新たな研究だけでは、これらの総土地利用変化が気候変動の全体像にどのような影響を与えるかについて、十分な知見は得られないとラマンクッティ氏は述べています。「細部に真の問題が潜んでいる」と彼は説明します：
「（新たな推計を）炭素循環モデルで実際に計算するまでは、（気候変動への）影響を述べるのは困難です。」
しかし、更新された推計は「土地の変化をはるかに慎重に再構築したもの」であると、彼は付け加えています。また、それは「従来の研究よりも洗練されているように見える」と指摘し、新たなデータセットの利用を推奨するとしています。
変化のパターン
FAOの年次調査で用いられている定義に従い、研究者らは土地利用を6つのカテゴリーに分類しています。都市部、耕作地、牧草地、未管理の草地、森林、そして植生の乏しい土地です。著者らによると、どの種類の変化がどこで発生しているかを見ると、いくつかの顕著なパターンが浮かび上がるとのことです。
例えば、単一の変化の約半分、すなわち全変化の約20％近くは、森林破壊などの農業の拡大に起因しています。また、複数の変化の86％は農業に関連しており、主に北半球と急速に成長している一部の経済国で発生しています。
世界平均で見ると、FAOの調査が開始されて以来、ほぼ半世紀にわたり、土地利用の変化は着実に増加してきました。しかし、2005年にこの傾向に「かなり急激な変化」が生じ、世界的に土地利用の変化が減速し始めたと、著者らは記しています。
以下のグラフは、6つの地理的地域と世界平均との間の土地利用変化の速度の違いを示しています。世界的な変化の速度は、1960年から2000年代初頭までの加速期間と、2005年頃以降の減速によって特徴づけられます。
世界の政治・経済の出来事を背景にこれらの変化を検討すると、研究者らは、「世界の土地利用変化の速度と範囲は、社会経済の発展と混乱に応じて変化する」という仮説を立てています。
このような因果関係を確実に証明することは困難ですが、著者らは、「加速する土地利用変化から減速する土地利用変化への移行は、2000年代後半に発生した世界の経済・食糧危機という文脈における市場の動向と関係がある」と記しています。1990年代から2000年代初頭にかけては、グローバル化の進展と急速な人口増加が土地利用の拡大を促しました。石油価格が急激に上昇し、2008年にピークに達すると、北半球からのバイオ燃料の需要も高まりました。ただし、その燃料は南半球で生産されていました。
しかし、2007～08年の世界金融危機の後、輸入が減少し、商品作物の需要が低下したことで、南半球の農業拡大は鈍化しました。それ以降、海外投資と土地の取得の減少により、土地利用変化の減速が続いています。
加速する土地利用変化から減速する土地利用変化への移行は、より大きな「テレコネクション（遠隔連関）」のパターンの一例にすぎません。これは、世界のある地域の経済的変化が、遠く離れた地域の土地利用に広範な影響を及ぼしうることを指します。ウィンクラー氏は次のように述べています：
「北半球の政治的変化が、南半球におけるいくつかの土地集約型の変化を推進しており、これらの影響は2000年代または1990年代後半以降に強まっています。」
著者らは、耕作地の利用の変化は森林被覆の変化よりも変動が大きいと指摘しています。これは、農業が地政学的な変化、極端な気象、世界的なサプライチェーンの混乱などの外的要因により、より敏感に反応するためです。
今後、ウィンクラー氏は世界中の土地利用変化に対する社会経済的な出来事の影響を引き続き明らかにしていく計画ですが、多くの人々が新たなデータを自身の研究に活用することを期待しています。彼女はCarbon Briefに対して、この新たなデータセットは「多くの異なる関係者が利用するためのもの。土地利用の変化について新たな視点を得るための、いわば遊び場であり出発点です」と語っています。彼女はさらに次のように付け加えています。
「最も重要なメッセージは、土地利用の変化というテーマを、より精密な視点や詳細さで検討すると…この調和的なアプローチによって、土地利用変化の速度をより適切に追跡でき、さらに土地利用変化が起きる背景も探ることができるということです。」
