農業からの温室効果ガス排出量
農業からの温室効果ガス排出量は著しい。農業、林業、土地利用部門は、世界の温室効果ガス排出量の13%から21%を占める。排出は直接的な温室効果ガス排出（例えば、稲作や畜産から）と間接的な排出から生じる。直接排出に関しては、亜酸化窒素とメタンが農業からの総温室効果ガス排出量の半分以上を占める。 2023年のレビューでは、農地の排出量が土壌の種類、気候、管理慣行などの要因によって形成されることが強調されている。また、不耕起栽培、精密農業、水利用の改善、バイオ炭の施用など、排出量を削減し、土壌炭素貯蔵を強化できるいくつかの緩和戦略も強調されている。一方、間接排出は、森林などの非農業用地を農地に転換することから生じる。さらに、輸送や肥料生産のための化石燃料消費もある。例えば、窒素肥料の製造と使用は、世界の温室効果ガス排出量全体の約5%を占める。畜産は温室効果ガス排出の主要な発生源である。同時に、畜産は気候変動の影響を受ける。
家畜の消化器系は、単胃動物と反芻動物の2つのカテゴリーに分けられる。肉牛や乳牛などの反芻動物は温室効果ガス排出量が上位に位置する。それに比べて、単胃動物、つまり豚や家禽関連の食品は排出量が少ない。単胃動物の消費は排出量を減らす可能性がある。単胃動物は飼料転換効率が高く、メタンもあまり生産しない。家禽などの非反芻動物は、温室効果ガスの排出量がはるかに少ない。
農業からの温室効果ガス排出量を削減するための戦略は多く存在する（これは気候スマート農業の目標の一つである）。フードシステムにおける緩和策は、需要側の変化、生態系保護、農場での緩和、サプライチェーンにおける緩和の4つのカテゴリーに分けられる。需要側では、食品廃棄を制限することが食品排出量を削減する効果的な方法である。植物性食品への依存度を低くする食事への変更も効果的である。これには、牛乳代替品や肉代替品が含まれる。また、畜産からの温室効果ガス排出量を削減するために、遺伝子選抜、メタン酸化細菌のルーメンへの導入、飼料の変更、放牧管理など、いくつかの方法が研究されている。
世界的な推定
2022年のアグリフードシステムからの総排出量は162億トンの二酸化炭素換算（Gt CO2eq）の温室効果ガスが大気中に放出され、これは2000年と比較して10%（1.5 Gt CO2eq）の増加である。
2020年には、食料システム全体で温室効果ガス総排出量の37%を占め、この数字は人口増加と食生活の変化により2050年までに30〜40%増加すると推定された。
2010年から2019年の間に、農業、林業、土地利用は世界の温室効果ガス排出量の13%から21%を占めた。亜酸化窒素とメタンは、農業からの温室効果ガス総排出量の半分以上を占める。
過去の推定
活動の種類別の排出量
土地利用の変化
農業は、主に4つの方法で土地利用を通じて温室効果ガス増加に寄与している。
これらの農業プロセスは合わせて、メタン排出量の54%、亜酸化窒素排出量の約80%、そして土地利用に関連するほとんどすべての二酸化炭素排出量を占める。
1750年以降、人間が温帯地域を森林破壊したため、土地被覆は大きく変化した。森林や森林地帯が畑や牧草地に道を譲るために開墾されると、影響を受けた地域のアルベドが増加し、現地の状況に応じて温暖化または冷却効果をもたらす可能性がある。森林破壊はまた、地域の炭素再吸収にも影響を与え、その結果、主要な温室効果ガスであるCO2の濃度が増加する可能性がある。焼畑のような土地開墾方法は、バイオマスの燃焼が温室効果ガスやすすのような粒子状物質を直接大気中に放出するため、これらの影響をさらに悪化させる。土地開墾は土壌炭素スポンジを破壊する可能性がある。
畜産
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畜産は、農業からの温室効果ガス排出量の大部分を占め、農業における淡水需要の約30%を必要とする一方で、世界のカロリー摂取量のわずか18%しか供給していない。動物由来の食品は人間のタンパク質需要を満たす上でより大きな役割を果たすが、それでも供給量の39%と少数派であり、残りは作物が供給している。
気候変動に関する政府間パネルが用いる共有社会経済経路のうち、1.5°C目標を達成する現実的な可能性を提供する唯一の経路はSSP1である。グリーン技術の大規模な導入などの対策と合わせて、この経路は、動物由来の食品が現在と比較して世界の食料において低い役割を果たすことを想定している。この結果、世界各地で畜産農家に現在提供されている補助金の段階的廃止が求められており、ネット・ゼロ移行計画には、アイルランドのような広範な畜産部門を持つ一部の国における既存の家畜数の大幅な削減を含む、家畜総数の制限が盛り込まれている。しかし、肉や動物性食品の人間による消費を完全に終わらせることは、現在、現実的な目標とは見なされていない。したがって、気候変動の影響、特に現在および将来の農業への気候変動の影響への適応に関する包括的な計画は、畜産も考慮に入れなければならない。
畜産活動は、トウモロコシやアルファルファなどの作物が動物の餌として栽培されるため、土地利用への影響にも不釣り合いに寄与している。
2010年、腸内発酵は、世界の全農業活動からの温室効果ガス総排出量の43%を占めた。ライフサイクルアセスメント研究のグローバルメタ分析に基づくと、反芻動物の肉は、他の肉や菜食主義のタンパク源よりも高い炭素換算フットプリントを持つ。羊や山羊などの小型反芻動物は、約4億7500万トンの二酸化炭素換算の温室効果ガス排出に寄与し、これは世界の農業部門排出量の約6.5%を構成する。動物、主に反芻動物によるメタン生産は、世界のメタン生産の推定15〜20%を占める。
世界的に、畜産は農業に使用される全土地の70%、または地球の陸地表面の30%を占める。世界の食料システムは、世界の人間活動による温室効果ガス排出量の3分の1を占めており、そのうち肉が60%近くを占める。
牛、羊、その他の反芻動物は、腸内発酵によって食物を消化し、そのげっぷが土地利用、土地利用変化、林業からの主要なメタン排出源である。これらは家畜の糞尿からのメタンおよび亜酸化窒素と合わせて、畜産が農業からの温室効果ガス排出の主要な発生源となっている。さらに、牧草地に放置された糞尿、土壌に施用された糞尿、管理システムで処理された糞尿は合わせて、世界の農業温室効果ガス排出量の7%〜10%に寄与している。
IPCC第6次評価報告書は2022年に、「植物性タンパク質が豊富で肉や乳製品が少ない食事は、温室効果ガス排出量が低いことと関連している。[...] 適切であれば、植物性タンパク質の割合が高い食事、動物性食品の適度な摂取、飽和脂肪の摂取量の削減への移行は、温室効果ガス排出量の大幅な減少につながる可能性がある。利点としては、土地占有の削減や周辺環境への栄養素損失の減少も含まれ、同時に健康上の利益をもたらし、食事関連の非感染性疾患による死亡率を減少させるだろう。」と述べた。
| 食品タイプ | 温室効果ガス排出量 (g CO2-Ceq / g タンパク質) |
|---|---|
| 反芻動物の肉 | 62
|
| 循環型養殖システム | 30
|
| トロール漁業 | 26
|
| 非循環型養殖 | 12
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| 豚肉 | 10
|
| 家禽 | 10
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| 乳製品 | 9.1
|
| 非トロール漁業 | 8.6
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| 卵 | 6.8
|
| 根菜 | 1.7
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| 小麦 | 1.2
|
| トウモロコシ | 1.2
|
| 豆類 | 0.25
|
2022年の研究によると、畜産を即座に停止することで、地球温暖化を2°C未満に抑えるというパリ協定の目標達成に必要な温室効果ガス排出量削減の半分を達成できるという。公正な移行の一環として、畜産補助金の段階的廃止を求める声が上がっている。
世界の温室効果ガス排出量の文脈において、世界の食料システムにおける食料生産は約26%を占める。内訳を見ると、畜産と漁業が31%に寄与し、作物生産が27%、土地利用が24%、サプライチェーンが18%をそれぞれ排出量に加えている。
2023年の研究では、ヴィーガン食が排出量を75%削減することがわかった。
ニュージーランドの研究では、温室効果ガス排出量を削減しながら、より健康的な食事に向けて農業生産を転換する費用は、ニュージーランドの農業部門の輸出収入の約1%と推定されており、これはより健康的な食事による推定医療費削減額よりも桁違いに少ない。
様々な海藻種、特にアスパラゴプシス・アルマタを、反芻動物のメタン生産を削減するのに役立つ飼料添加物として使用することに関する研究が続けられている。
肥料
作物管理
稲作
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気候変動が稲作に与える影響の予測は様々である。世界のコメ収量は、地球平均気温が1℃上昇するごとに約3.2%減少すると予測されている一方で、別の研究では、世界のコメ栽培は当初増加し、約3℃の温暖化（1850～1900年比2091～2100年）で頭打ちになると予測されている。
気候変動が稲作に与える影響は、地理的場所と社会経済的状況によって異なる。例えば、20世紀後半の気温上昇と日射量減少は、アジア7カ国の200の農場でコメの収量を10%から20%減少させた。これは夜間の呼吸増加が原因である可能性がある。IRRIは、地球平均気温が1℃上昇するごとにアジアのコメ収量が約20%減少すると予測している。さらに、イネは花が1時間以上35℃以上の温度にさらされると結実できないため、これらの条件下では作物が失われることになる。
イタリアのポー平野では、21世紀に干ばつによりアルボリオやカルナローリといったリゾット用米の収穫量が減少した。Ente Nazionale Risiは耐乾性品種を開発しており、その品種「ヌオーヴォ・プロメテオ」は、干ばつに耐えられる深い根を持っているが、リゾットには適していない。
温室効果ガスの種類別の排出量
農業活動は、温室効果ガスである二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素を排出する。
二酸化炭素排出量
畑の耕うん、作物の植え付け、製品の出荷などの活動は二酸化炭素排出を引き起こす。農業関連の二酸化炭素排出量は、世界の温室効果ガス排出量の約11%を占める。不耕起栽培の削減、未耕作地の減少、作物のバイオマス残渣の土壌への還元、被覆作物の使用増加などの農法は、炭素排出量を削減できる。
メタン排出量
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畜産からのメタン排出量は、世界的に農業温室効果ガスの最大の寄与源である。畜産は人間活動による温室効果ガス総排出量の14.5%を占める。牛1頭だけでも年間220ポンドのメタンを排出する。メタンの滞留時間は二酸化炭素よりもはるかに短いものの、熱を閉じ込める能力は28倍も高い。畜産は有害な排出に寄与するだけでなく、多くの土地を必要とし、過放牧につながり、それが土壌の質の低下や種多様性の減少を引き起こす可能性がある。メタン排出量を削減するには、肉の少ない植物中心の食事への切り替え、家畜により栄養価の高い飼料を与えること、糞尿管理、そして堆肥化などが挙げられる。
伝統的な稲作は、畜産に次ぐ農業メタンの2番目に大きな発生源であり、近年の温暖化への影響は航空機からの二酸化炭素排出量に匹敵する。トウモロコシ、小麦、牛乳などの農産物に対する需要が高いため、農業政策における政府の関与は限られている。米国国際開発庁（USAID）の地球規模の飢餓と食料安全保障イニシアチブである「Feed the Future」プロジェクトは、食料の損失と廃棄に取り組んでいる。食料の損失と廃棄に取り組むことで、温室効果ガス排出量の緩和も図られる。12カ国の20のバリューチェーンの酪農システムのみに焦点を当てることで、食料の損失と廃棄を4〜10%削減できる可能性がある。これらの数値は影響が大きく、人口を養いながら温室効果ガス排出量を緩和するだろう。
亜酸化窒素排出量
亜酸化窒素排出は、合成肥料と有機肥料の使用量の増加に由来する。肥料は作物の収量を増加させ、作物をより速い速度で成長させる。米国の温室効果ガス排出量に占める農業からの亜酸化窒素排出量は6%であり、1980年以降30%増加している。6%は少ない寄与に見えるかもしれないが、亜酸化窒素はポンドあたり二酸化炭素よりも300倍効果的に熱を閉じ込めることができ、滞留時間は約120年である。点滴灌漑による水の節約、過剰施肥を避けるための土壌栄養素の監視、肥料施用の代わりに被覆作物を使用するなど、様々な管理方法が亜酸化窒素排出量の削減に役立つ可能性がある。
排出量削減
農業はしばしば政府の排出量削減計画に含まれない。例えば、農業部門はEUの温室効果ガス排出量の約40%をカバーするEU排出量取引制度の適用外である。
Almost 20% of greenhouse gas emissions come from the agriculture and forestry sector. To significantly reduce these emissions, annual investments in the agriculture sector need to increase to $260 billion by 2030. The potential benefits from these investments are estimated at $4.3 trillion by 2030, offering a substantial economic return of 16-to-1.
Mitigation measures in the food system can be divided into four categories. These are demand-side changes, ecosystem protections, mitigation on farms, and mitigation in supply chains. On the demand side, limiting food waste is an effective way to reduce food emissions. Changes to a diet less reliant on animal products such as plant-based diets are also effective.
With 21% of global methane emissions, cattle are a major driver of global warming. When rainforests are cut and the land is converted for grazing, the impact is even higher. In Brazil, producing 1 kg of beef can result in the emission of up to 335 kg CO2-eq. Other livestock, manure management and rice cultivation also emit greenhouse gases, in addition to fossil fuel combustion in agriculture.
Important mitigation options for reducing the greenhouse gas emissions from livestock include genetic selection, introduction of methanotrophic bacteria into the rumen, diet modification and grazing management. Other options are diet changes towards ruminant-free alternatives, such as milk substitutes and meat analogues. Non-ruminant livestock, such as poultry, emit far fewer GHGs.
It is possible to cut methane emissions in rice cultivation by improved water management, combining dry seeding and one drawdown, or executing a sequence of wetting and drying. This results in emission reductions of up to 90% compared to full flooding and even increased yields.
Reducing the usage of nitrogen fertilizers through nutrient management could avoid nitrous oxide emissions equal to 2.77 - 11.48 gigatons of carbon dioxide from 2020 to 2050.
関連項目
外部リンク
- Climate change on the Food and Agriculture Organization of the United Nations website.
- Report on the relationship between climate change, agriculture and food security by the International Food Policy Research Institute
- Climate Change, Rice and Asian Agriculture: 12 Things to Know Asian Development Bank
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