人為的な気候変動が重要作物の収量を損ない、世界の食料安全保障に問題をもたらす可能性があることは、以前から知られていました。しかし 新たな研究は大気汚染が気候変動を通じて間接的に作物に害を与えるだけでなく、直接的にも害を与えているようだと示しています。
すすやオゾンによる汚染は、インドの作物収量を大幅に減少させ、人口密度の高い一部の州では相対的な収量損失が50%に達しています。世界に十分な食料を確保するには、大気汚染そのものに目を向ける必要があります。
カリフォルニア大学サンディエゴ校のJennifer BurneyとVeerabhadran Ramanathanは、農業技術が継続的に進歩しているにもかかわらず、近年、収量が横ばいまたは減少しているインドで、大気汚染と人為的な気候変動が作物に及ぼす影響を体系的に調査しました。彼らの研究によると、1980年を基準とした2010年のインドでは、大気汚染全体によって小麦の収量損失の3分の1、米の収量損失の5分の1が生じました。研究成果は学術誌『Proceedings of National Academy of Sciences』に掲載されています。
これまで多くの 研究 が気候変動の作物収量への影響を調べてきました。しかし、この新しい研究は、オゾンとすすによる大気汚染が気候変動よりもはるかに大きな作物収量の損失をもたらしたことを示唆しています。1980年から2010年にかけて、人為的な気候変動による気温上昇と降水量の変化は、インド全体で小麦の収量を3.5%減少させました。一方、同じ期間に大気汚染は小麦の収量を32%超減少させました。
小麦の収量減少の原因は気候ではなく汚染：
インドの小麦収量の相対変化、1980-2010年。 Burney & Ramanathan
その仕組み
すす、すなわち ブラックカーボン は、主に植物や化石燃料の燃焼によって排出されます。太陽光を直接吸収するため、作物が光合成に利用できる光の量が減ります。ブラックカーボンだけでも、気候変動より大きな被害をインドの小麦収量にもたらしています。
オゾンは、大気中で窒素酸化物（NOx）や揮発性有機化合物（VOCs）などの前駆物質が日光の存在下で化学反応を起こして生成される気体です。NOxは主に化石燃料の燃焼によって発生し、VOCsは自然の発生源と人間活動の両方から排出されます。
オゾンは通常のガス交換の際に葉に入り込み、作物に被害を与えます。強い酸化剤であるオゾンは、葉の黄化、細胞損傷、小さな淡褐色の不規則な斑点、褐色化、赤みなどの症状を引き起こします。これは作物の生育に直接影響し、収量を減らします。
オゾンは作物の収量損失を引き起こす主要な汚染物質です。たとえば小麦はオゾンへの曝露に非常に敏感です。オゾンへの曝露は、大豆、落花生、綿花の収量にさらに大きな影響を及ぼす可能性があります。
状況はすぐには改善しそうにありません。大気化学の専門家である同僚の William Blossは、バックグラウンドのオゾン濃度が、最初の測定（1870年代にパリ近郊で実施）以来、およそ2倍になったと指摘しています。「今後については」と彼は述べ、「モデルは、地上付近のオゾンが世界の多くの地域で上昇し続けると予測している」といいます。オゾン汚染は、食料安全保障にとって今後も大きな課題となるでしょう。
インドでは作物の収量損失に大きな地域差があり、一部の州では、主に大気汚染が原因で小麦の収量が50%を超えて減少していることに留意が必要です。これは他の発展途上国、とりわけ中国にとって重要な意味を持ちます。
すすとオゾン前駆物質の排出量はインドより中国の方が大幅に多いため、大気汚染が中国の農業に及ぼす影響は、インドを上回ると予想されます。中国は現在、世界最大の食料輸入国です。中国の大気汚染が、世界市場で食料需要が高まる一因となったのでしょうか。
幸い、オゾンとブラックカーボンは大気中の寿命が短く（数十年から数百年にわたって残る温室効果ガスもあります）、こうした汚染への対策は直接的かつ大きな効果をもたらし、その効果も比較的早く現れると考えられます。
以下との共同制作で掲載： The Conversation
著者：Zongbo Shiはバーミンガム大学のフェローです。
画像：苗が写っています。REUTERS
