2008年2月29日
報道用資料

『日本のウォーターフットプリントの7%は非持続的な水源?』

東京大学 生産技術研究所人間・社会系部門
教授沖大幹、准教授鼎信次郎

国立環境研究所社会環境システム研究領域
研究員花崎直太

概要

東京大学生産技術研究所の水グループでは、国立環境研究所のグループと連携しつつ、地球規模の水循環と世界の水需給に関する研究を進めています。一連の研究の中で、食料の輸出入が各国の水需給にどういう影響があるかを推計するバーチャルウォーター、いわゆる仮想水の貿易に関しても定量的な算定を行ってきました。バーチャルウォーター貿易は食料輸入によって消費国が自国で生産した場合にくらべてどの程度水資源を他に転用できるか、という仮想的な量ですが、今回は、潅漑や穀物成長、ダム貯水池への貯留や放流といった人間活動を組み込んだ統合水循環モデルを用いて、どの国のどういう水源(耕地への雨水、自然の河川水、大規模貯水池からの放流水、非持続的な地下水)からの水がその食物の生育に使われたかを世界で初めて算定しました。この結果が2008年3月5～7日に広島大学で開催される土木学会水工学講演会中日に発表されるのを機会に、プレスの皆様に事前にご説明いたします。また、IPCCの第4次報告書、第2作業部会第3章(淡水資源とそのマネジメント)の和訳を Webで公開すること等も公表させていただきます。

プレス会議

日時: 2008年2月29日(金) 13:30～14:30
場所: 東京大学生産技術研究所 D棟　大セミナー室(Dw-601)

〒153-8505　目黒区駒場　4-6-1　駒場Ⅱ・リサーチキャンパス
地図

発表論文Reference

犬塚俊之、新田友子、花崎直太、鼎信次郎、沖大幹、2008: 水の供給源に着目した日本における仮想的な水輸入の内訳、 水工学論文集、52巻.

配布資料

記者会見の概要
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論文: 犬塚俊之、新田友子、花崎直太、鼎信次郎、沖大幹、2008: 水の供給源に着目した日本における仮想的な水輸入の内訳、水工学論文集、52巻
IPCC AR4 Ch3和訳
日本学士院学術奨励賞の受賞者決定について
「水に関する有識者・実務者検討会報告書」(外務省)
中間取りまとめ本文 (国交省)

短く言うと

ダム貯水池操作や灌漑取水等人間活動も考慮した全球統合水資源モデル(花崎等、2007)に、中規模貯水池、非循環型地下水(化石水など)も考慮できる様にし、精度の高いグローバルな水循環・水資源シミュレーションが可能となった。その結果を用いて、日本が輸入している食料の生産に、どこの国・地域のどういう水源(雨水、自然の河川流量、ダムからの放流水、中規模貯水池からの放流水、非循環型の地下水)からの水がどの程度利用されているか、という日本の「ウォーターフットプリント」が 2000年当時で約42.7km³/年と算定され、そのうち約7.3km³/年(約17%)が灌漑用水、約2.9km³/年(約7%)が非循環地下水起源であると推計された。

となるかと思います。

精度について

細かく考えると、基準年の設定(何年における単位面積当たり収穫量を用いるか)、対象作物の設定 (当該国での生産量が極めて少ない場合でもその国の収量を利用するのか、地域或は世界平均の値で代用するのか)、といった点の取り扱いにより、ここに示された数字は今後見直される可能性があります。

全世界平均の値としては、Falkenmark and Rockstrom (2004)によると、農地全体の水消費量6,800km³/年、そのうち灌漑用水の割合が1,100km³/年(Doell, P., and S. Siebert, 2002)～1,800km³/年(Shiklomanov, I. A., 1999) なので、灌漑用水の割合は16～27%程度(今回推計された日本へのwater footprintでは17%)。農業用の地下水取水量に関しては、 250km³/年(Shiklomanov, I. A., 1999)～ 420km³/年(WRI, 2007)なので、地下水依存の割合は3.7～6.2%程度 (日本へのwater footprintでは6.8%)。つまり、今回の推計値はこれまでに発表された世界の平均的な値とも整合的だと言えます。ただし、ShiklomanovもWRIも地下水を循環型と非循環型に分けていないので、非循環地下水起源の割合はより小さく、ゆえに我々の値は大きめであると言えます。

その他、図表で示した全世界の灌漑水量や蒸発散量の推計値による検証、各国の地下水汲上げ量の推計値による検証が良好なことから、今回の推計値はかなりの確度を持っているものと期待されます。

今後の展開について: 今回の改良により、全球統合水循環水資源モデルによって貯留や取水といった人間活動を考慮しつつ、かつ農業生産量も同時に推計しながら自然の水循環と世界の水資源状況を推計する枠組みが完成しました。今後は、

他の研究グループの各種推計値との詳細な比較検証
全球統合水資源モデルにおける仮定の改良(中規模貯水池配置の吟味、より小さな貯水池分布の推計手法の検討など)
入力データの改良(天水農地の収穫面積の推計など)
全球統合水資源モデルの拡張 (格子点内に複数種類の穀物栽培を考慮可能なモデルへの改良など)
など、より精密化すると共に、 IPCCの次期アセスメントレポートには間に合うタイミングで、将来推計へと研究を進めることが目標です。

本研究は、科学研究費補助金基盤研究(S) (平成19-23年度)の成果です。
すでに終了した科学技術振興事業団戦略的創造研究推進事業(JST/CREST) 平成13年度新規発足研究領域「水の循環系モデリングと利用システム」『人間活動を考慮した世界水循環水資源モデル』の成果を大いに利用しています。

補足資料、データ

本Webページ(http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/Info/Press200802/)の内容をご紹介いただけたり図表等をご利用いただける際には、事後でも結構ですので

沖大幹 (taikan [at] iis.u-tokyo.ac.jp)
- Phone: 03-5452-6382, Fax.: 03-5452-6383
- 〒153-8505 東京都目黒区駒場4-6-1 東京大学生産技術研究所
もしくは花崎直太 (hanasaki [at] nies.go.jp)
- Phone: 029-850-2929, Fax: 029-850-2960
- 〒305-8506 茨城県つくば市小野川16-2 国立環境研究所　社会環境システム研究領域統合評価研究室

までご連絡をいただけますと幸いです。 [at]は@に置き換えてメール送信願います。

論文概要

1. 抄訳

食料生産と水とを定量的に結びつけるvirtual waterの概念は、日本でも広く知られるようになりつつあるが、国際政治における水問題への関心の高まりに伴い、 EUを中心とした海外でもその定量的な推計が盛んになり始めている。特に、これまで「食料などの生産に必要な水の量」は外形的な統計に基づいて推計されることが多かったのに対し、作物成長を表現できる数値シミュレーションを用いてその水の起源が雨水(green water)なのか、潅漑水(blue water)なのか、といった区分まで推定することが研究のひとつのフロンティアとなっている。

本研究では、ダム貯水池操作や灌漑取水、作物生育モデル等を含む全球統合水資源モデル(花崎等、2007)に中貯水池、非循環地下水 (非持続的な地下水)からの取水プロセスを追加した。その結果、灌漑取水量の結果が改善され、より再現性の高い水資源循環シミュレーションが実現した。また、全球統合水資源モデルの出力を用いて、「供給源別」の日本のバーチャルウォーター輸入量を推定した。なお本研究では、従来バーチャルウォーターとの対比でリアルウォーターと呼ばれていた「輸出国で実際に消費された水資源量」の名称を water footprintと呼ぶこととした。これは、「一人の人間が持続的な生活を営むために必要な土地面積」を表す「エコロジカル・フットプリント」の概念を水資源に置き換えたもの、であり、UNESCO-IHEのグループが使用し始めた用語である。

その結果、

農業生産に寄与している全世界の雨水量(グリーンウォーター)と潅漑水量(ブルーウォーター)の推定値と先行研究との比較
2000年の日本の仮想的な水の輸入量(water footprint)
灌漑用水起源の日本のwater footprint
非循環地下水起源の日本のwater footprint
作物ごとの日本のwater footprintの供給源別内訳

などが明らかとなり、日本のwater footprintは2000年当時で約42.7km³/年と算定され、そのうち約7.3km³/年(約17%)が灌漑用水、約2.9km³/年(約7%)が非循環地下水起源であると推計された。

なお、本研究における灌漑用水や非循環地下水という区分は全球統合水資源モデルの中での区分であり、必ずしも実際の灌漑用水や非循環地下水(化石水)の消費量に直結するものではない。しかし、今回の結果は水資源の消費量のうちの持続不可能な分を表していると考えることができ、推定として一定の意味をもつと考えられる。日本の食料輸入の5%以上が持続不可能な水資源に依存している可能性を示した今回の結果により、世界の水問題に対して日本が無関係のものではないという事がより具体的に示されたといえる。

2. 主な図表

図1

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図1: 従来推計してきたVirtual Water Tradeと、今回取り上げたwater footprintの違いの概念図。

図2

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図2: 今回の推計に用いられたHanasaki et al.の全球統合水資源モデル(H07) の特徴。

図3

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図3: 今回の推計に用いられたHanasaki et al.の全球統合水資源モデル(H07) の構成、概要。

図4

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図4: 雨水、自然の河川流量、ダムからの放流水、中規模貯水池からの放流水、非循環型の地下水からの取水の取り扱いの概念図。

図5

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図5: water footprintの算定式。

図6

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図6: 改良された全球統合水循環水資源モデルの検証結果。全球の天水農地、灌漑農地における雨水起源、灌漑水起源の蒸発散量に関する既往の推計との比較。

図7

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図7: World Resources Institute (WRI)による各国の地下水揚水量と改良された全球統合水循環水資源モデルの推計値との比較検証。

図8

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図8: 日本のwater footprint(WF)の2000年に対する推定値。 Virtual Water(VW)との比較、 WF、VWそれぞれに対する水消費原単位の比較を含む。

図9

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図9: 日本の全water footprint、virtual water trade量、灌漑水に関するwater fooprint、非循環的な地下水に関するwater footprint の世界的な流れの比較。

図10

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図10: 主要農畜産物別の日本のWater Footprintの利用水源ごとの割合。

3. 主な参照文献

Doell, P., and S. Siebert, 2002: Global modeling of irrigation water requirements, Water Resour. Res., 38, 1037, doi:10.1029/2001WR000355.

Falkenmark, M. and Rockstorm, J., 2004: Balancing water for humans and nature, Earthscan, London.

Hanasaki, N., Kanae, S., Oki, T., Masuda, K., Motoya, K. and Tanaka, K.: An integrated model for assessment of global water resources. Part 1: Input meteorological forcing and natural hydrological cycle modules, Hydrol. Earth Syst. Sc., under revision.
Hanasaki, N., Kanae, S., Oki, T. and Shirakawa, N.: An integrated model for assessment of global water resources. Part 2: Anthropogenic activities modules and assessments, Hydrol. Earth Syst. Sc., under revision.

Hoekstra, A. Y. and Chapagain, A. K. 2007: Water footprints of nations: Water use by people as a function of their consumption pattern, Water Resour. Manage., 21, 35-48.

Molden, D., 2007: Water for food, water for life: a comprehensive assessment of water management in agriculture, Earthscan, London.

Oki, T., and Kanae, S., 2004: Virtual water trade and world water resources, Water Science and Tech., 49, No. 7, 203-209.

Oki, T. and Kanae, S., 2006: Global hydrological cycles and world water resources, Science, Vol.313, pp.1068-1072.

Shiklomanov, I. A., 1999: World water resources and their use, a joint SHI/UNESCO product, Available at http://webworld.unesco.org/water/ihp/db/shiklomanov/.

World Resources Institute, 2007: EarthTrends: Environmental Information. Available at http://earthtrends.wri.org. Washington DC.

4. その他の参考文献

水の世界地図: Robin Clarke・Jannet King著、沖大幹監訳、沖明訳、丸善(株)出版事業部、平成18年1月30日発行、ISBN 4-621-07644-2.

沖大幹, 地球をめぐる水と水をめぐる人々, 『水をめぐる人と自然─日本と世界の現場から─』, 嘉田由紀子編著, 有斐閣選書, 199-230, May, 2003. ISBN 4-641-28085-1.

5. 背景と経緯

地球規模の水循環変動、世界の水資源問題に関する国内外の動向やこれまでの研究経緯については

2002年7月の生研記者会見資料『世界の水危機、日本の水問題』
2006年8月の生研記者会見資料『地球規模の水循環と世界の水資源』
2009年5月の生研記者会見資料『1台の車、1リットルのビール、1台のPCのウォーターフットプリントは?』

等もご参考にしてください。

本論文の成果は沖-鼎研究室 (東大生研水文学・水資源工学研究グループ)におけるグローバルな水循環・世界の水資源研究に関する集大成です。卒業生、在学生、ポスドク、サポーティングスタッフのみなさんの協力のおかげです。また、各共同研究プロジェクトの共同研究者の皆様の協力を得ています。ここに記して感謝の意を表します。

6. その他: 最近の動向

その他、地球規模水循環変動の研究、社会動向に関わる最近のニュースは次の通りです。

気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の第4次報告書(AR4)が 2007年に相次いで報告されました。政策決定者向けサマリー(SPM)や技術的サマリー(TS)等については担当各省庁により和訳が公表されていますが、レポート本体の和訳は必ずしもないようです。そこで、沖が第2作業部会(WGII)の第3章(Chapter3)にlead authorとして携わったこともあり、東京大学工学部社会基盤学科の 2007年度冬学期「少人数セミナー」において和訳を敢行しました。参加者は次の通りです。西嶋宏介、三國谷隆伸、丹波聖泰、渡部哲史、山崎大、安藤達也、新田友子、赤井朋子、新井裕子、蛭間芳樹、中村晋一郎、鼎信次郎、沖大幹。詳しくはこちらのページをご覧ください。

優れた研究成果をあげ、今後の活躍が特に期待される若手研究者に対して与えられる第4回(平成19年度)日本学士院学術奨励賞を沖大幹教授が受賞することが決定しました。この賞は、創造性に富み優れた研究能力を有する人文・社会科学及び自然科学の全分野の若手研究者(45歳未満) 約20名に毎年授与されている日本学術振興会賞受賞者の中から特に優れた者5名以内に授与されるものです。沖教授の受賞に関わる研究課題は「地球規模の水循環変動と世界の水資源需給の予測」で、種々の観測および世界の水利用に関する膨大なデータに基づくグローバルな水循環と水収支の定量的な推計や、大気と陸面の相互作用および人間活動の影響も考慮して将来の水資源需給を予測可能なモデルの構築など、新たな研究分野を開拓し国際的にも極めて高く評価されています。また、そうした研究成果が気候変動に関する政府間パネル(IPCC)の報告や国連生態系アセスメント(MA)、あるいは日本政府の水と衛生分野に関わる政府開発援助(ODA)政策などに生かされ、世界の水問題の解決に向けた取り組みに貢献している点も今回の受賞理由となりました。沖教授は、
思ってもみなかった光栄で、まさに身の引き締まる思いであり、『萬象ニ天意ヲ覚ル者ハ幸ナリ人類ノ爲メ國ノ爲』という気持ちだ。すべての関係者の皆様に深く心から感謝したい
と感想を述べています。第4回日本学術振興会賞ならびに日本学士院学術奨励賞の授賞式は 2008年3月3日に上野の日本学士院を会場として執り行われる予定で、沖教授は受賞者を代表して挨拶することになっています。
さる2008年2月22日、水と衛生シンポジウム国際衛生年記念『アフリカとアジアへの行動に向けたプラットフォーム』が国連児童基金(UNICEF)、日本水フォーラム、国連開発計画(UNDP)、世界銀行の主催により国連大学ウ・タント国際会議場で開催されました。その際、高村正彦外務大臣が水と衛生に関する政策演説「貴重な水の有効利用のために～安全な水と衛生施設へのアクセス拡大に向けて～」を行いました。その元となった文書は、2007年12月にまとめられた
- 「水に関する有識者・実務者検討会報告書」
です。5月に横浜で開催されるアフリカ開発会議(TICAD)IVや、 7月に洞爺湖で開催されるG8の場などで、気候変動に加えて、保険や教育問題と併せて「人間の安全保障」の観点から水と衛生問題が取り上げられることになる模様です。

Milly等が2008年2月1日づけのScience誌に Stationarity Is Dead: Whither Water Management? と題する文章を掲載した通り、気候変動によって、これまでの水管理のままではうまくいかないことが懸念されています。日本においては、気候変動が河川管理に与える影響に関して公式には検討されてきませんでしたが、 IPCC AR4により社会の関心が高まったこともあり、社会資本整備審議会河川分科会気候変動に適応した治水対策検討小委員会では、水害、土砂災害、高潮災害等の水災害分野における地球温暖化に伴う気候変動への適応策のあり方について2007年8月より審議が行われ、アジア太平洋水フォーラム直前の2007年11月29日に中間取りまとめが公表されました。その中では、
- 気候変動により洪水・水害をもたらすような年超過確率1/100(いわゆる 100年に1度の豪雨)の強度が今世紀の終りには1.1～1.2倍程度になる
- 逆に、今世紀の終りにも年超過確率1/100の水害にも万全の備えをしようとするならば、現状に照らせば1/400の超過確率の豪雨に対する治水システムを構築せねばならない
- 当面の治水安全度の達成に対しても他国と比べて低い整備率である現状と、今後の財政的治水投資余力の見込みに照らして、そうした気候変動による豪雨洪水・水害リスクの増大に施設整備だけで対応することは無理。
- 「犠牲者ゼロ」「国家機能の麻痺を回避」 (政府の事業継続計画Business Continuity Plan; BCP) を目標とした適応策の立案推進として、
  - 流域内での分担
  - 施設による対応の限界の認識
  - 流域内において守る地域などの優先順位づけ
  - 土地利用の規制・見直しなど
  - 危機管理対応
  など新たな適応策を加えた政策への転換
などが述べられています。以前からの流域の総合治水や近年打ち出されてきた2線堤の利用等の施策が、気候変動への適応を契機として全面に出てきた、という感じの大転換(?)です。気候変動で洪水・渇水リスクが上がるからやっぱりダムを作ろう、といった単純な話が通るとは、さすがの河川局内でも考えている人はほとんどいない様に思います。