気象パターンの変化による直接的な影響
気温上昇による影響予測 2011年に米国国家研究評議会が予測した、異なる緯度における気候変動による作物収量の変化。[ 30 ] ： トウモロコシは 35 ℃（95 °F） 以上の温度では繁殖できず、大豆は 38.8 ℃（101.8 °F） 以上の温度では繁殖できない。[ 31 ] 気温と気象パターンの変化により、農業に適した地域が変化する。[ 32 ] 乾燥 地域および半乾燥 地域（中東 、アフリカ 、オーストラリア 、米国南西部 、南ヨーロッパ ）では気温が上昇し、降水量が減少する。[ 32 ] [ 33 ] 熱帯地域 では、今世紀前半に予測される中程度の気温上昇（1～2℃）により、作物の収量が悪影響を受ける。 [ 23 ] カナダ や米国北部 を含むすべての地域で作物の 収量が減少すると予測されている。[ 33 ] 主要作物は熱に非常に敏感で、気温が 36 ℃（97 °F） を超えると、大豆の苗は枯死し、トウモロコシの花粉は活力を失う。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]
冬の気温の上昇と霜のない日数の増加は、一部の地域では現在、植物の開花時期と送粉者 の活動との間に季節的な不一致を 引き起こし、植物の繁殖成功を脅かす可能性があるため、混乱を招く可能性があります。[ 38 ] 期間が 長くなるでしょう。[ 39 ] [ 40 ] 黒竜江 省のトウモロコシの収穫量が10年あたり7～17%増加したことがわかりました。[ 41 ] 統計的回帰 、および特定の作物の周囲の土地を一定量温めて対照と比較するフィールド 実験 ) からのデータを比較した 2017 年のメタ分析では、地球規模では、温暖化だけでは 4 つの最も重要な作物の収量に一貫してマイナスの影響を与え、増加は降水量 の変化とCO2 施肥効果 によるものであると結論付けています。[ 12 ] [ 42 ]
国連食糧農業機関（FAO）と世界気象機関（WMO）による2026年の共同報告書では、25℃が作物の収穫量が著しく減少し始め、収穫量と食料価格への影響が最長1年間続く臨界温度閾値であると特定された[ 43 ]
家畜の熱ストレス 地球規模の気候変動の激化により、ジャマイカの家畜の熱指数はさらに大きく上昇する。高い熱指数は、熱ストレスの指標として広く用いられているものの1つである。[ 44 ] 一般的に、家畜にとって好ましい周囲温度範囲は10～30 ℃（50～86 °F）です。[ 45 ] ： [ 46 ] [ 47 ] 熱ストレス に苦しむリスクを大幅に高めます。排出量が最も多く、温暖化が最も大きい気候変動シナリオ SSP5-8.5 では、「低緯度地域の牛、羊、山羊、豚、家禽は、高温多湿による極度のストレスに年間72～136日多く直面する」でしょう。[ 45 ] ：
カリブ海 地域を代表するジャマイカ では、採卵鶏以外のすべての家畜が現在の気候で「非常に深刻な」熱ストレスにさらされており、豚は夏から初秋にかけての5か月間は少なくとも1日に1回は熱ストレスにさらされ、反芻動物とブロイラーは冬の間だけ毎日「非常に深刻な」熱ストレスにさらされることを免れ て いる。 地球温暖化が1.5 ℃（2.7 °F）でも、「非常に深刻な」熱ストレスは反芻動物 とブロイラーにとって 日常的な 出来事になると予測されている。2 ℃（3.6 °F）になると、その影響はより長く続き、カリブ海地域での畜産には大規模な冷却システムが必要になる可能性が高い。2.5 ℃（4.5 °F）では、冬の間「非常に深刻な」熱ストレスに毎日さらされることを免れるのは採卵鶏だけである。[ 44 ]
家畜の熱ストレスに関する研究は、これまで主に牛に焦点を当ててきました。牛は屋外で飼育されることが多く、気候の変化にすぐさらされるためです。一方、2006年頃の時点でも、世界の豚肉生産量の50%強、家禽生産量の70%は、完全に屋内飼育された動物に由来しており、豚の生産量は3～3.5倍、採卵鶏は2～2.4倍、 ブロイラー は4.4～5倍に増加すると予想されていました。従来、このような環境の家畜は、断熱された建物に住み、換気 システムを使用して気候を制御し、余分な熱を放出するため、屋外の動物よりも温暖化の影響を受けにくいと考えられていました。しかし、歴史的に涼しい中緯度 地域では、夏でも屋内温度が屋外温度よりも高くなっており、暖房の増加がこれらのシステムの仕様を超えると、屋内飼育の動物は屋外で飼育されている動物よりも熱に対して脆弱になります。[ 48 ]
農業用水の利用可能性と信頼性の変化 将来の温暖化は豪雨の強さを一貫して増加させると予想されているが、同時に植物が蒸発散によって失う水分量も一貫して増加させる。[ 49 ] CO2施肥効果によって相殺されるが、 2020年から 2023年のアフリカの角の干ばつ のような事象を回避するには十分でない場合もある。[ 3 ] 1984年から2023年までの、天水農業地帯における干ばつの発生頻度の推移。 干ばつ と洪水は どちらも作物の収穫量 の減少につながります。平均して、気候変動は1 ℃（1.8 °F） ごとに大気中に含まれる水 の総量を7%増加させ、降水量 を増加させます。[ 50 ] [ 51 ] 大気循環 パターンによって、すでに地域によって降雨量に差が生じています）。洪水を引き起こす可能性のある豪雨がより頻繁に発生するようになります。これは、起こりうる中程度の気候変動シナリオ [ 52 ] [ 53 ] SSP5-8.5 の下では、イベントの規模は18.5%増加し、イベント間の期間は9.6%増加します。同時に、気温の上昇により、植物による蒸発散による水分損失はほぼあらゆる場所で増加する。[ 49 ] CO2 施肥 効果 も植物によるこのような損失を減少させるが、どちらの効果が優勢になるかは地域の気候によって異なる。そのため、2020年から2023年のアフリカの角の干ばつは、 主に蒸発散の大幅な増加が持続的な低降雨の影響を悪化させたことに起因するとされており、これは産業革命以前の涼しい気候では対処しやすかったであろう。[ 3 ]
つまり、気候変動により干ばつが 平均的に頻繁に発生しているということです。アフリカ、南ヨーロッパ、中東、アメリカ大陸の大部分、オーストラリア、南アジア、東南アジアは、世界的な降水量の増加にもかかわらず、干ばつがより頻繁かつ激しくなると予想される地域です。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] 人口増加 と都市拡大 によって水需要が増加するため悪化する可能性があります。[ 57 ] 水不足 であり、作物の不作や家畜の放牧地の喪失につながり、[ 58 ] 発展途上国 で既存の貧困を悪化させ、 栄養失調 や飢饉 につながる可能性があります。[ 59 ] [ 34 ]
20世紀以降、ヒンドゥークシュ ・ヒマラヤ 地域で氷河の質量減少が観測されている。 [ 60 ] 作物の灌漑は 、局所的な冷却によって、降雨量の減少や気温の上昇が収量に及ぼす影響を軽減または完全に除去することができます。しかし、灌漑に水資源を使用することには欠点があり、費用がかかります。[ 32 ] 1850 年以降氷河の後退が 観測されており、氷河の氷が枯渇し、流出が減少または完全になくなることが予想されるため、夏季に氷河 からの流出 水によって行われる灌漑が含まれます。[ 61 ] 1.5 °C (2.7 °F) 進むと、アジアの高山の氷の量が約 29〜43% 減少します。[ 62 ] 流域 には約 24億人が住んでいます。 [ 63 ] インド だけでも、ガンジス 川は5 億人以上の人々に飲料水と農業用水を提供しています。[ 64 ] [ 65 ] インダス川 流域では、これらの山岳水資源はモンスーン期以外の灌漑の最大 60% と、作物生産全体の 11% に貢献しています。[ 11 ] 気候変動が水循環に及ぼす影響 により、流域の最西端を除く全域で降水量が大幅に増加すると予測されているため、氷河の消失は相殺されると予想されます。しかし、この地域の農業はこれまで以上にモンスーンに依存するようになり、水力 発電は予測不可能で信頼性が低くなるでしょう。[ 66 ] [ 60 ] [ 67 ]
大気中の二酸化炭素 とメタンの増加 が植物に及ぼす影響植物は、大気中の二酸化炭素濃度の上昇に対して、複数の生理的変化によって反応します。大気中の二酸化炭素 （CO 2 ）の増加は、植物の成長パターンと生理機能にさまざまな形で影響を与えます。二酸化炭素濃度の上昇は、光合成プロセスの強化を通じて、作物の収量とバイオマス生産の両方を増幅します。CO 2 濃度 の上昇による気孔 の部分的な閉鎖は、植物の水分損失の減少と水利用効率の向上につながります。[ 68 ] 2 および CH 4濃度の上昇は、複数の経路を介して、植物の成長、生理機能、および生態系プロセスにさまざまな影響を与える可能性があります。C 3 植物の場合、CO 2施肥は通常、CO 2 の増加による光合成の初期刺激を 2 倍以上にし、炭素同化速度、栄養成長、および場合によっては作物収量の増加につながります。このいわゆるCO2施肥 効果は、予測される将来の大気条件を模倣し、屋外条件下での植物の反応を監視するように設計されたFree-Air CO2 Enrichment (FACE) 試験などの制御システムで実証されています。[ 69 ] [ 70 ] さらに 、 蒸散 を減らすために気孔を部分的に閉じ、特に干ばつストレス下で植物の水利用効率を高めることができます。[ 71 ]
しかし、CO 2 増加による利点は、特に窒素とリンなどの栄養素の制限によって緩和される可能性があり、これらは自然生態系におけるバイオマス蓄積を制限します。[ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]
CO2 施肥による収量増加 2007年に推定したところによると、 CO2施肥（灰色）は 、 施肥がない場合（黒色）と比較して、農業生産性に対する累積的な影響を大幅に軽減する。[ 75 ] 1993年の温室での科学的研究のレビューでは、CO 2 濃度が倍になると、156 種の植物の成長が平均 37% 促進されることがわかった。反応は種によって大きく異なり、はるかに大きな増加を示すものもあれば、減少を示すものもあった。たとえば、1979 年の温室の研究では、CO 2 濃度が倍になると、40 日齢の綿植物の乾燥重量は 2 倍になったが、30 日齢のトウモロコシ植物の乾燥重量は 20% しか増加しなかったことがわかった。[ 76 ] [ 77 ]
温室実験に加えて、野外および衛星による測定では、より自然な環境における二酸化炭素濃度の上昇の影響を理解しようと試みている。自由大気二酸化炭素濃度増加（FACE）実験では、 植物 を野外区画で栽培し、周囲の空気中の二酸化炭素濃度を人工的に上昇させる。これらの実験では、一般的に温室実験よりも低い二酸化炭素濃度が用いられる。 成長促進効果は温室実験よりも低く、その効果は研究対象の種に大きく左右される。2005年に475～600 ppmの二酸化炭素濃度で行われた12の実験をレビューしたところ、作物収量は平均17%増加し、 マメ 科植物は他 の種よりも反応が大きく、C4植物は 一般的に反応が小さいことが示された。このレビューでは、実験には限界があることも指摘されている。研究対象となった二酸化炭素濃度 は低く、ほとんどの実験は温帯地域で行われた。[ 78 ] 葉面積指数が増加していることがわかり (つまり、地球の緑化)、CO 2 施肥効果の正の証拠が得られました。[ 79 ] [ 80 ]
地球の植生部分の緑化は注目されているものの、CO2施肥の継続的なプラス効果 は 長期的には不確実なままである。歴史的に、農業は生産性を向上させるために、合成肥料、除草剤、殺虫剤の使用と灌漑やバイオテクノロジーの進歩を組み合わせてきた。Verma, Krishnan (2025). "気候変動への適応：農業の持続可能性への課題" . Plant, Cell & Environment . 48 (4). Wiley: 2522– 2533. Bibcode : 2025PCEnv..48.2522V . doi : 10.1111/pce.15078 . PMID 39136256 . 2025年 10月30日 取得 。 二酸化炭素濃度の上昇が植物の成長に及ぼす プラス の効果は、特にバイオマス生産と長期的な生産性に不可欠な窒素とリンなどの栄養素の制限によって弱められる可能性があることが報告されている。 [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ] [ 84 ] したがって、二酸化炭素 施肥 による地球規模の緑化が進んでいるにもかかわらず、栄養供給と土地管理への相応の調整が なければ、人為的排出量を相殺する可能性は限られているように思われる。[ 85 ]
作物の栄養価の低下 メタ分析 によって複数の研究から再構築された、高濃度の CO2 における様々な作物の微量栄養素 密度の平均減少。[ 86 ] [ 87 ] 大気中の二酸化炭素 の変化により、一部の作物の栄養 価が低下する可能性があり、例えば小麦ではタンパク質や一部のミネラルが減少する可能性がある。[ 88 ] : [ 89 ] C3植物 （小麦、オート麦、米など） の栄養価は特に危険にさらされており、タンパク質やミネラル（亜鉛や鉄など）のレベルが低下すると予想される。[ 6 ] : 一般的な食用作物では、タンパク質 、鉄 、亜鉛 の含有量が3～17%減少する可能性がある。 [ 90 ] 国連食糧農業機関 やその他の公的情報源のデータを使用して、小麦 、米 、トウモロコシ、野菜 、根菜 、果物 など225種類の主食を分析した。[ 91 ]
大気中の二酸化炭素濃度の上昇が植物の栄養価に及ぼす影響は、上述の作物カテゴリーや栄養素だけにとどまりません。2014年のメタ分析では、様々な緯度で 二酸化炭素 濃度の上昇にさらされた作物や野生植物は、マグネシウム、鉄、亜鉛、カリウムなどのいくつかのミネラルの密度が低いことが示されています。[ 86 ]
自由大気濃度増加法 を用いた研究でも、CO 2 の増加は作物および非作物植物の微量栄養素 濃度の低下につながり、人間の栄養に悪影響を及ぼすことが示されています[ 92 ] [ 86 ] [ 93 ] [ 94 ] 生態系 の他の部分にも連鎖的な影響を与える可能性があります[ 95 ] 。
2022年の概説レビューでは、気候変動は食料の量に影響を与えるだけでなく、作物の栄養価も低下させることが強調されています。大気中のCO2濃度の上昇は、 小麦や米などの主要な主食に含まれるタンパク質、鉄、亜鉛、その他の微量栄養素の濃度を低下させることがわかっています。これらの栄養素の損失は、特に脆弱な人々において広範囲にわたる欠乏症を引き起こし、栄養失調のリスクを高める可能性があります。著者らは、これらの課題に直面して食料安全保障と人間の健康の両方を守るためには、気候変動に配慮した農業と持続可能な食料システムが緊急に必要であると強調しています。[ 96 ]
実証的証拠によれば、 CO 2 レベルの上昇は植物組織中の多くのミネラルの濃度低下をもたらす。CO 2レベルが 2 倍になると、平均してミネラルの濃度が 8% 低下する。[ 86 ] CO 2 レベルは、小麦、米、エンドウ豆、大豆中の亜鉛、鉄、タンパク質のレベルを低下させる可能性が高いと報告している。約 20 億人が、亜鉛または鉄の 60 % 以上をこれらの種類の作物から摂取している国に住んでいる。これらの栄養素の欠乏は、すでに年間 6300 万年の寿命の損失を引き起こしていると推定されている。[ 97 ] [ 98 ]
ミネラルの減少に加え、二酸化炭素濃度が2倍に なると、植物中の炭素は6%増加し、窒素は15%減少し、リンは9%減少し、硫黄は9%減少するという証拠がある。炭素の増加は主に、植物の構造的な役割を持たない炭水化物、すなわち人間が消化吸収できる カロリー 源となるデンプンや単糖類によるものである。窒素の減少は、タンパク質含有量の減少に直接つながる。結果として、二酸化炭素濃度の上昇は、植物 の 微量栄養素を減少させるだけでなく、主要栄養素の組み合わせの質も低下させる。
これらの栄養低下は、世界中の公衆衛生に深刻な影響を及ぼし、特に伝統的に植物性食品を摂取してきた地域では深刻です。低所得国や中所得国の人々は、米や小麦などの主食作物が日々のタンパク質、鉄、亜鉛の主な供給源となっているため、特にリスクにさらされています。[ 99 ] CO2 による作物の構成の変化によって生じる栄養素の損失は、すでに存在する欠乏症を悪化させ、貧血、発育阻害、認知能力の発達の遅れの発生率を高める可能性があります。[ 100 ] [ 101 ] [ 102 ]
地表オゾンによる被害の増加 人為的なメタン排出は、メタンの高い 地球温暖化係数 のため、温暖化に大きく寄与しています。同時に、メタンは地表オゾン の前駆物質としても働き、地表オゾンは深刻な大気汚染物質です。その影響には、 生理機能の 低下、ひいては作物の収量と品質の低下が含まれます。[ 6 ] ： [ 6 ] ： CO2 施肥効果（6.5±1.0%）の大部分を相殺します。 [ 6 ] ：
農地の規模と質の変化 アメリカ合衆国 の沿岸部には、淡水井戸の半分以上が海面下にある地域があり、塩水の浸入に対して脆弱になっている。 [ 103 ]
侵食と土壌肥沃度 過去数十年に観測された温暖な大気温度は、より激しい降雨現象を含む、より活発な水循環につながると予想されています。豪雨や異常気象の結果として、侵食 、土壌劣化 、土壌圧縮が発生する可能性が高くなります。 [ 104 ] 土壌の肥沃度 も地球温暖化の影響を受けます。これらは作物の生育を制限します。人為的要因による農業景観の侵食の増加は、50年間で土壌炭素の最大22%の損失につながる可能性があります。[ 105 ]
気候変動は土壌の温暖化も引き起こします。気温の上昇は土壌有機物の分解を加速させ、土壌有機炭素を減少させ、土壌の栄養保持能力と保水能力を低下させます。[ 106 ] [ 107 ] 土壌微生物の 個体数が40～150%も劇的に増加する可能性があります。温暖な環境は特定の細菌種の増殖を促進し、細菌群集の構成を変化させます。二酸化炭素濃度の上昇は植物と土壌微生物の増殖速度を速め、土壌炭素循環を遅らせ、富栄養性細菌（ 富栄養性細菌 よりも増殖が遅く、資源効率が高い）を優勢にします。[ 108 ]
作物収量への影響
観察された効果 気候変動が4つの主要作物の生産に及ぼす影響はすでに観測されている。[ 136 ] 2022年のIPCC第6次評価報告 書によると、気候変動自体は、これまでのところ作物の収量と品質の両方に主にマイナスの影響を与えてきたという 確信度は高い が、地域によって多少のばらつきがある。[ 6 ] ： 724 砂糖大根 ）では気候変動のプラスの影響が観察されている。[ 137 ] ： 8 [ 138 ] 以前 の 研究より も空間解像度 の詳細 と作物 の 数を 増やしまし た。 [ 136 ] この [ 136 ] [ 139 ]
緑の革命は 1960年以降、土地面積当たりの作物生産量を250%から300%増加させており、[ 6 ] : [ 140 ] 脆弱な人々 の食料安全保障 に最も大きな影響を与えただろう。[ 6 ] : 7242019 [ 136 ] オーストラリア のような先進国 でさえ、気候変動に伴う異常気象は、果物、野菜、畜産部門やそれらに依存する農村地域への直接的な影響に加えて、サプライチェーンの 混乱を通じて広範囲にわたる連鎖的な波及効果を引き起こすことがわかっています。[ 141 ]
1961年から1985年の間に、開発途上国における 穀物 生産量は、灌漑、肥料、種子品種の開発により、2倍以上に増加しました。[ 142 ] 先進国から 開発途上国 への普及は、それ自体でいくつかの改善を促進すると予想されます。さらに、近年の農業拡大は鈍化していますが、 パリ協定 に沿った最も楽観的な気候変動シナリオ を除いて、世界の食料供給を維持するために、この傾向は将来的に逆転すると広く予想されています。[ 143 ] [ 87 ]
一般的な収量予測 2003年から2080年までの気候変動が農業収量に及ぼす影響予測マップ（2007年のデータ）。[ 75 ] 2007年のIPCC第4次評価報告書 では、高緯度地域での穀物の生産性向上により低緯度地域での生産性低下が相殺され、21世紀前半に天水農業の世界全体の収量が5～20%増加するため、世界平均気温が約3 ℃（5.4 °F）上昇するまでは、世界の生産ポテンシャルが増加すると示唆されていた。このレベルを超える温暖化では、世界の収量が減少する可能性が非常に高い。 [ 144 ] [ 145 ] ： 14～15 [ 6 ]
米国国家研究評議会は 2011年に気候変動が作物収量に及ぼす影響に関する文献を評価し[ 30 ] [ 30 ] ： [ 146 ] 。
Yuanらによる2024年の包括的なレビューでは、適応策を講じない高排出シナリオでは、気温上昇、降水パターンの変化、蒸発散量の増加の複合的な影響により、 今世紀半ばまでに4つの主要穀物（トウモロコシ、米、小麦、大豆）の収量が約5～10％減少すると予測されている。[ 147 ]
主要4作物の収量への影響 米国国家研究評議会による、気候変動が主要作物に及ぼす影響の予測。[ 30 ] ： 農作物は 数多く存在するが、すべてが等しく重要というわけではない。気候変動評価のほとんどは、「4大作物」であるトウモロコシ、米、小麦、大豆[148]に焦点を当てている。これら は直接的 、間接 的 に 消費 家畜飼料 （大豆の主な用途）としても利用される。これら3つの穀物は、人間の総 カロリー摂取 量の半分を占め[ 149 ] 、大豆 を加えると3分の2を占める[ 12 ] 大豆は 温暖化によって減少する一方、米と小麦の生産量は3 ℃（5.4 °F） の温暖化でピークに達する可能性がある[ 88 ] ： 453
2021年に発表された論文では、21の気候モデル のアンサンブルを用いて、当時最も激しい気候変動シナリオである RCP8.5 の下では、これら4つの作物の世界的収量が2050年頃に3～12%、2100年までに11～25%減少すると推定した。損失は、現在主要な農業生産国および輸出国に集中している。例えば、2050年までに、オーストラリア 、ブラジル 、南アフリカ 、中国南東部 、南ヨーロッパ 、米国 の一部の農業地域では、主にトウモロコシと大豆の生産量が25%以上減少するだろう。[ 150 ] [ 151 ] [ 152 ] 3 ℃（5.4 °F）上昇し、 パリ協定の 目標をはるかに超える）が、現在の軌道により近いと考えられている。[ 52 ] [ 53 ]
さらに、作物の収穫量の減少は、食料価格の上昇や世界全体の農業の繁栄への悪影響につながる可能性があり、2100年までに世界のGDP予測が年間0.3%減少すると予測されています。これは、特に南アジア諸国の何百万人もの人々の生活手段に悪影響を与えるでしょう。アジア地域では、70%以上の人々が農業で生計を立てており、農業は労働力の約60%を雇用し、地域の国内総生産（GDP）の22%を占めています。[ 153 ]
トウモロコシ ウガンダにおけるトウモロコシ栽培は 、気候変動 によって悪化した熱波 や干ばつ によって、より困難になっている。4つの作物の中で、トウモロコシは温暖化に対して最も脆弱であると考えられており[ 154 ] 1 ℃（1.8 °F） 上昇するごとにトウモロコシの収穫量が7.4%減少すると結論付けている[ 12 ] 。
また、 C4炭素固定 植物であるため、 CO2 濃度の上昇による恩恵はほとんど受けません。[ 10 ] 2021年に最新の地球システムモデル と専用の農業作物モデルの出力を組み合わせたモデル実験の結果が発表された際、最も注目すべき新たな発見は、トウモロコシ の世界的収量の予測が大幅に減少したことでした。前世代では、温暖化の低いシナリオでは、今世紀末までにトウモロコシの生産性が約5%増加すると示唆されていましたが、最新のモデルでは、同等のシナリオであるSSP1-2.6 の下で6%減少することが示されました。高排出シナリオであるSSP5-8.5の下では、2100年までに世界的に24%減少すると予測されていましたが、これは以前の1%増加という予測とは対照的です。[ 151 ]
米 ベトナム、カントー市ビン・トゥイ地区 にある、干ばつの影響を受けた水田。研究によると、気温の変化だけでは、地球温暖化が1 °C (1.8 °F)上昇するごとに世界の米の収穫量が 3.2% 減少する。 [ 12 ] CO 2 施肥効果、その他の要因を考慮に入れる必要があるため、予測はより複雑になる。たとえば、東アジア の米の生育に対する気候の影響はこれまで正味プラスであったが、[ 6 ] : 728 中国は 米の収穫量の最大 8% を失う可能性があることが示唆された。[ 29 ] [ 151 ]
気候変動が稲作に及ぼす影響の予測は様々である。世界の米の収穫量は、世界の平均気温が1℃上昇するごとに約3.2%減少すると予測されている[ 155 ] [ 156 ] 。
気候変動が稲作に及ぼす影響は、地理的な場所や社会経済的な状況によって異なります。例えば、20世紀後半の気温上昇と日射量の減少により、アジア7か国の200の農場で米の収穫量が10～20%減少しました。これは夜間の呼吸量の増加が原因である可能性があります。[ 157 ] [ 158 ] [ 159 ] [ 160 ]
イタリアのポー川流域 では、アルボリオ 種とカルナローリ 種の米は21世紀の干ばつにより不作に見舞われている。国立米生産者協会は 干ばつ耐性品種を開発しており、そのヌオーヴォ・プロメテオ 種は干ばつに耐えられるほど根が深いが、リゾットには適していない。[ 161 ]
小麦 2016年の豪雨で被害を受けたハンガリー の小麦畑。 気候変動が天水 小麦 に及ぼす影響は、地域や現地の気候条件によって異なります。イラン における気温と降雨量の変化に関する研究は、温帯から高温乾燥、低温半乾燥まで、さまざまな気候条件が存在するため、世界のさまざまな地域を代表するものです。気温が最大2.5 °C (4.5 °F)上昇し、降雨量が最大 25% 減少するというシナリオに基づくと、小麦の収量損失は重大なものになる可能性があります。損失は 温帯地域 では最大 45% 、高温乾燥地域では 50% を超える可能性があります。しかし、低温半乾燥地域では収量がいくらか増加する可能性があります (約 15%)。最も有望な適応戦略は、種まきの時期に関するものです。11 月から 1 月にかけての遅植えは、降雨の季節性により収量に大きなプラスの効果をもたらす可能性があります。[ 162 ] ただし、これらの実験ではCO 2 増加の影響は考慮されていません。
世界的に見ると、気温の変化だけでも、地球温暖化が1 °C (1.8 °F)上昇するごとに小麦の年間収量が 6% 減少すると予想されています。 [ 12 ] しかし、降水量やCO 2 施肥効果などの他の要因は、小麦の収量にはるかに大きな恩恵をもたらします。2021 年 11 月には、最新の地球システム モデル と専用の農業作物モデルの出力を組み合わせた比較モデル実験の結果が発表されました。トウモロコシの将来の世界収量は、特に温暖化が進むと一貫して減少すると予測されましたが、小麦収量については逆の結果が出ました。以前の世代のモデルでは、高排出シナリオの下で 2100 年までに世界の小麦収量が 9% 増加すると示唆されていましたが、更新された結果では、最も温暖化が進んだ SSP5-8.5 シナリオの下では 18% 増加すると示されています。[ 151 ] [ 153 ]
その他の作物 温室効果ガスの 増加によって引き起こされる気候変動は、作物や国によって異なる可能性が高い。[ 163 ]
気候変動によるアフリカの干ばつストレスは、インゲン豆の栄養価の低下につながる可能性が高い。[ 165 ]
ジャガイモ 干ばつ条件に対する6つの主要なジャガイモ品種の反応。[ 166 ] ジャガイモの植物と収穫量は、CO2施肥効果 の恩恵を受けると予測されている[ 167 ]。 これは光合成速度 と成長を促進し、気孔 からの蒸散量 を減らすことで水分消費量を減らし、食用塊茎のデンプン含有量を増加させる[ 168 ] [ 169 ] 。英国では、天水 ジャガイモ生産に適した耕作地 の面積が少なくとも75%減少すると予測されている[ 170 ] 灌漑 用水の需要増加につながる可能性が高い[ 168 ] 。
ジャガイモは温帯条件下で最もよく育ちます。[ 171 ] °C (86 °F) を超える温度は、塊茎の褐斑などの生理的損傷から、成長の遅延、早期発芽、デンプン含有量の低下まで、ジャガイモの作物に悪影響を及ぼします。[ 172 ] サハラ以南のアフリカ の大部分) [ 168 ] [ 171 ] [ 168 ]
気候変動はジャガイモに直接影響を与えるだけでなく、多くのジャガイモの病害虫の分布や個体数にも影響を与える。例えば、疫病は一部の地域（ フィンランドなど ） 予測 されている。 [ 173 ] 2003 ～ 2069年）の世界のジャガイモの収穫量は、サハラ以南アフリカのような高温地域での減少により、当時よりも18～32%低くなると示唆されている。 [ 124 ] [ 117 ]
気温の上昇に伴い、ブドウ栽培に適した地域が変化するだろう。[ 179 ] 2020年まで10年ごとに10～30キロメートル（6.2～18.6マイル）北に移動し、2020年から2050年の間にはこの速度が倍増すると予測されている。[ 180 ] [ 181 ] [ 179 ]
世界の食料安全保障と栄養不足 2 つの共通社会経済経路 (ベースライン SSP2 および、世界的な競争と紛争が激しいシナリオである SSP3) の下での平均食料供給量 (一人当たりの カロリー消費量で表される)、飢餓リスクのある人口、および障害調整生命年 の予測変化。赤とオレンジの線は、将来の排出量とそれに伴う気候変動の強度が高い場合と低い場合を想定した SSP3 の予測を示しています。[ 186 ] 気候変動が世界の食料安全保障 に及ぼす影響に関する科学的理解は、時を経て進化してきた。2022年の最新のIPCC第6次評価報告書 では、2050年までに、あらゆるシナリオにおいて飢餓の危険にさらされる人々の数は800万人から8000万人増加し、そのほとんどがサハラ以南アフリカ 、南アジア 、中央アメリカ に集中すると予測されている。しかし、この比較は気候変動が起こらなかった世界との比較に基づいているため、現状と比較して飢餓リスクが全体的に減少する可能性を排除するものではない。[ 6 ] ：
気候変動と土地に関する 以前の特別報告書では、比較的高い排出シナリオ（RCP6.0）の下では、社会経済経路に応じて2050年には穀物が1～29%高くなる可能性があると示唆された。[ 88 ] ： [ 88 ]
気候変動が食料の利用（食品の腐敗防止、栄養素を吸収できる健康状態など）に及ぼす影響を予測することは困難です。2016年のモデル研究では、今世紀半ばまでに、最も深刻な気候変動シナリオでは、世界の1人当たりの食料供給量が3.2%減少し、赤身肉の消費量が0.7%、 果物 と野菜の 消費量が4%減少すると示唆されました。その数値によると、その結果、2010年から2050年の間に52万9000人が死亡し、その大半は南アジア と東アジア に集中するとされています。これらの死亡の3分の2は、飢餓ではなく、果物 と野菜の 供給減少による微量栄養素 の不足が原因です。気候変動を遅らせるための対策を講じれば、これらの予測を最大71%削減できるとされています。[ 187 ] 食料価格 もより不安定になると予想されています。[ 188 ]
2017年時点で、約8億2100万人が飢餓に苦しんでいた。これは世界人口の約11%に相当する。地域別に見ると、サハラ以南アフリカ の23.2% 、カリブ海の16.5%、 南アジア の14.8%が含まれる。[ 15 ] [ 14 ]
2020年の研究では、社会経済開発のベースライン予測レベル（共有社会経済経路2 ）では、人口が92億人に達するにもかかわらず、2050年までに世界全体でこの数字は1億2200万人に減少すると示唆されました。気候変動の影響により、この2050年の数字は最大で約8000万人増加するとみられ、関税 撤廃などの措置で食料貿易を容易にすることで、マイナスの影響は2000万人にまで軽減できる可能性があります。[ 15 ]
2021年に行われた食料安全保障に関する57件の研究のメタ分析 では、より悲観的な結果が出ており、SSP2シナリオでは2050年の飢餓リスク人口は約5億人になると示唆されている。気候変動が大きく、公平な世界的発展が欠如している 共有社会経済経路 のいくつかのバリエーションでは、2010年レベルから世界の飢餓が最大30%増加するという結果になった。[ 13 ]
2007年のIPCC第4次評価報告 書では、4つの主要なSRES 経路の分析により、中程度の確信度 （約50%の確実性）[ 189 ] で、そのうち3つ（A1、B1、B2）の社会 経済発展 の傾向では、2080年までに栄養不足の人の数が1億～1億3000万人に減少すると予測されていましたが、A2の傾向では、栄養不足の人は7億7000万人と予測されていました。これは、現代（21世紀初頭）の数字である約7億人とほぼ同じです。これらのシナリオで示唆されている気候変動の影響を考慮に入れると、A1、B1、B2のシナリオでは、2080年までに栄養不足の人は1億～3億8000万人（ 2006年のレベルから飢餓 が大幅に減少）となり、A2では7億4000万～13億人になると予測されましたが、これらの数字の確実性は低度 （20%の確実性）から中程度 でした。[ 190 ] 主に社会経済動向の違いにより、サハラ以南アフリカは 世界で最も食糧不安な地域としてアジアを 追い抜く可能性が高い。 [ 191 ]
異常気象と同時多発的な作物不作の影響 2100年までに、低排出シナリオと高排出シナリオの両方において、農業がより困難になり、歴史的に農業に適した条件が失われる可能性がある世界の地域。[ 18 ] 一部の科学者は、前述の作物収量と食料安全保障の予測は、主に気候変動を平均的な気候状態の変化としてモデル化しており、極端な気候を考慮するのに十分ではないため、その有用性は限られていると考えている。たとえば、2021年に発表された論文では、2050年に飢餓に直面する人々の数を計算しようと試みたが、これは、新しい 気候で発生する可能性が1%（つまり100年に1回）の気候イベント（現在の気候では事実上不可能だった）がその年に影響を与えるという仮定に基づいている。この論文では、そのようなイベントは、低排出シナリオでも基準値を11～33%増加させ、高排出シナリオでは20～36%増加させると推定している。そのようなイベントが南アジア のようなより脆弱な地域に影響を与えた場合、その打撃を吸収するために、2021年の既知の食料備蓄量の3倍が必要になるだろう。[ 16 ]
特に、他の論文では、 2003年のヨーロッパの熱波 などの最近の歴史的な極端な事象を気候モデルでシミュレートすると、現実世界で観測されたものよりも影響が小さくなることが示されており、将来の極端な事象の影響も過小評価される可能性が高いことが示唆されている。[ 17 ] [ 192 ]
2番目に高い温暖化シナリオであるRCP6.0 の下での、2100年と2500年の7つの主要作物の収穫量の予測。（2021年の研究）[ 193 ] 気候の平均値と極端な値との差は、農業が成り立たなくなる地域を特定する上で特に重要となる可能性がある。 2021年、ある研究チームは、 気温と水循環 の平均変化に関する気候モデル 予測を2500年まで延長することを目指した。彼らは、2番目に強い温暖化シナリオRCP6.0の下では、主要な4つの温帯作物（トウモロコシ、ジャガイモ、大豆、小麦）を支えることができる土地面積は2100年までに約11%、2500年までに18.3%減少する一方、主要な熱帯作物（キャッサバ 、米、サツマイモ 、ソルガム、タロイモ、ヤムイモ ）について は、 2100年頃にはわずか2.3%減少するが、2500年までには約15%減少すると示唆した。低排出シナリオRCP2.6の下では、変化ははるかに小さく、2500年までに温帯作物に適した土地面積は約3%減少し、熱帯作物については同程度の増加が見込まれる。[ 193 ]
しかし、2021年の別の論文では、高排出シナリオSSP5-8.5の下では、2100年までに現在の作物と家畜の生産量の31%と34%が、著者らが「安全な気候空間」と定義した地域から外れるだろうと示唆している。つまり、これらの地域（南アジア と中東 の大部分、およびサハラ以南アフリカ と中央アメリカの一部）では 、ホルドリッジ生活圏 （HLZ）とそれに伴う気候が非常に急速に変化する一方で、社会的な回復力も低いということになる。注目すべきは、世界の作物と家畜の生産量の同様の割合がHLZの大きな変化を経験するが、それは適応の可能性が高いより発展した地域であるということである。対照的に、低排出シナリオSSP1-2.6の下では、作物と家畜の生産量の5%と8%が、安全な気候空間と定義される地域から外れるだろう。[ 18 ]
世界の一部の国は特定の輸出国からの輸入に特に依存しており、それらの国での作物の不作に対して最も脆弱な立場にある。[ 194 ] また、2021年には、高排出シナリオでは、2030年までに穀倉地帯の不作（収量が10%以上減少することと定義される）の確率が4.5倍に増加し、2050年までに25倍に増加する可能性があると示唆された。 [ 195 ] 1.5 ℃（2.7 °F） と2 ℃（3.6 °F） の閾値に達することに相当する。以前の研究では、トウモロコシの場合、これにより、 20世紀後半の気候の下での6%から、複数の穀倉地帯の同時不作 （収量が10%以上減少すること）のリスクがそれぞれ40%と54%に増加すると示唆された。[ 8 ]
一部の国は特定の輸出国からの輸入に特に依存しているため、それらの国で作物が不作になると、不均衡な影響を受けることになる。つまり、ロシア 、タイ 、米国 からの主要作物の輸出禁止だけでも、約2億人（90%がサハラ以南アフリカ出身）が飢餓の危険にさらされることになる。[ 194 ]
Additionally, there is the issue of representing synchronization - where extreme climate events happen to strike multiple important producer regions around the same time. It was estimated that if hypothetically, every region with a synchronized growing season were to experience crop failure at the same time, it would cause losses of four major crops between 17% and 34%.[ 196] [ 197]
According to a 2016 estimate, if global maize, rice and wheat exports declined by 10%, 55 million people in 58 poor countries lose at least 5% of their food supply.[ 194] Rossby wave pattern are known to induce simultaneous heat extremes in either Eastern Asia , Eastern Europe and Central North America, or in Western Asia , Western Europe and Western Central North America, respectively. These heat extremes have already been shown to cause 3–4% declines in crop yield across the affected regions:[ 198] [ 9]
地域的な影響
アフリカ 農業はアフリカにおいて特に重要なセクターであり、大陸全体の生計と経済に貢献しています。多くの人々が経済的に自立し、食料源として農業に依存しています。多くの人々が気候変動の影響を受けやすい資源に依存しています。サハラ以南アフリカでは作物の活動が減少すると予測されています。[ 206 ] [ 207 ] 天水農業 に依存しています。[ 208 ] 小規模 農家はサハラ以南アフリカの耕作地の80%を占めています。[ 207 ] [ 209 ] : [ 210 ] [ 210 ] [ 210 ] [ 211 ]
農業システムに関しては、天水に頼った自給自足農業への過度の依存と気候変動に強い農業慣行の 普及の遅れが、このセクターの脆弱性の高さに寄与している。適応策を支援する気候データや情報の信頼性の低さやアクセスの悪さが、状況をさらに悪化させている。[ 212 ] [ 213 ]
気候変動と気候変動は、降雨に大きく依存する開発途上国における世界の食料生産の変動の主な原因であり、現在もその状況は続いている。[ 214 ] [ 215 ] [ 216 ] [ 217 ] [ 218 ] 一部のアフリカ諸国では、天水農業 の収穫量が2020年までに最大50%減少する可能性がある。[ 217 ] [ 219 ] これは、2020年に東アフリカでバッタ の大発生が農業に悪影響を与えたため、特に重要である。 [ 220 ] [ 220 ]
アジア 東アジア と東南アジア については、2007年の推計では、21世紀半ばまでに作物の収穫量が最大20%増加する可能性があるとされていた。 [ 145 ] : 中央アジア と南アジアでは、同じ期間に収穫量が最大30%減少する可能性があると予測されていた。総合的に見ると、いくつかの発展途上国では飢餓のリスクが非常に高いままであると予測された。
アジア諸国は気候変動から様々な影響を受けている。例えば、中国は 炭素施肥を伴う1.5 ℃（2.7 °F）の気温上昇シナリオから恩恵を受け、年間180億米ドルの3%の増加につながる。しかし、 インドは 春の気温上昇により高収益の農業収入が打撃を受けるため、大陸全体の農業損失の3分の2に直面することになる。[ 221 ] インドのインド・ガンジス平原 では、熱ストレスと水の利用可能性が小麦の収量に大きな悪影響を与えることが予測されている。[ 222 ]
気候変動により、バングラデシュ では病気、飼料不足、熱ストレス、繁殖戦略により畜産 生産量が減少するだろう。 [ 223 ]
オーストラリアとニュージーランド 気候変動へのさらなる適応がなければ、予測される影響は相当なものになるだろう。2030年までに、オーストラリア南部と東部の大部分、およびニュージーランド東部の一部で、農業と林業の 生産量が減少すると予測されている。[ 224 ] [ 224 ]
ヨーロッパ 南ヨーロッパ では、2007年に気候変動により作物の生産性が低下すると予測されました。[ 145 ] : 中央 ヨーロッパと東ヨーロッパ では、森林生産性が低下すると予想されました。北ヨーロッパ では、気候変動の初期の影響により作物の収穫量が増加すると予測されました。2019年の欧州環境庁の 報告書「ヨーロッパの農業部門における気候変動への適応」は、これを改めて確認しました。この2019年の報告書によると、小麦、トウモロコシ、テンサイなどの非灌漑作物の収穫量は、南ヨーロッパでは2050年までに最大50%減少すると予測されています（高排出シナリオの場合）。これにより、その日までに農家の収入が大幅に減少する可能性があります。また、南ヨーロッパの一部では、2100年までに農地の価値が80%以上低下すると予測されており、耕作放棄につながる可能性があります。貿易パターンも影響を受けると言われており、それが農業収入に影響を与えます。また、世界的な食料需要の増加は、今後数十年間で食料価格に圧力をかける可能性があります。[ 225 ] ウクライナ では、年間を通して気温が上昇し、降水量も増加すると予測されているため、北部および北西部地域では、2010年と比較して2050年までに冬小麦 （冬に播種される小麦）の収量が20～40％増加する可能性がある。[ 226 ]
ラテンアメリカ ラテンアメリカ の主要な農産物には、家畜 や穀物（トウモロコシ、小麦、大豆、米など）が含まれます。 [ 227 ] [ 228 ] [ 228 ] [ 229 ] ブラジル 、メキシコ 、アルゼンチン だけで、ラテンアメリカの農業生産全体の70～90%を占めています。[ 228 ] [ 227 ] [ 228 ] ウルグアイ で小麦の生産量が減少すると予想されています。[ 228 ] アルゼンチン、ウルグアイ、ブラジル南部、ベネズエラ 、コロンビア の一部地域で主要な農産物である家畜の生産量も減少する可能性が高いです。[ 227 ] [ 228 ] [ 227 ] [ 227 ]
降雨量の変動性の増加は、中央アメリカとメキシコにおける気候変動の最も壊滅的な影響の1つです。2009年から2019年にかけて、この地域では降雨量が平均を下回る年の間に、大雨の年が続きました。[ 230 ] [ 231 ]
ラテンアメリカの農業に対する地球温暖化の影響を軽減するための潜在的な適応戦略として、植物育種技術の利用や灌漑インフラの設置などが提案されている。[ 228 ]
北米 2014年、米国とアフリカの首脳が、ワシントンD.C.にある米国科学アカデミーで開催された食料安全保障と気候変動に関する首脳会議で会談した。 北アメリカ西部の乾燥地帯や半乾燥地帯 では、気温の上昇に伴い干ばつがより頻繁かつ深刻化しており、春の雪解け洪水の時期と規模が早まり、夏の河川流量が減少している。 [ 232 ] 生育段階の 変化、共生関係の混乱などがある。これらの影響は河川流量の気候変動によって悪化する可能性があり、複合的な影響により在来樹木が減少し、外来の草本植物 や干ばつに強い競合植物が増加し、多くの在来動物の生息地の質が低下し、落葉分解と栄養 循環が遅くなる可能性がある。気候変動が人間の水需要と灌漑に及ぼす影響は、これらの影響を強める可能性がある。[ 233 ]
カナダ では、春まき小麦の収穫量が著しく増加すると予測されている。[ 234 ]
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 大きく、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%を占めています。[ 247 ] 直接的な温室効果ガス排出量には、 稲作 や畜産 からの排出量が含まれます。[ 248 ] 森林 などの非農業用地を農地に転換することによる間接的な排出量も非常に重要です。 [ 249 ] [ 250 ] 亜酸化窒素 とメタンが 農業からの温室効果ガス排出量全体の半分以上を占めています。[ 251 ] [ 252 ]
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