世界干ばつ関数とその食糧生産マクロ予測への展開(序論)

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(1)近畿大農だ要. 2 6: 4 7 - 5. 2(1993). 4 7. T .Ki n kiUn Me n Fa c .AC i v .2 6:7 4-5 2(1993). 世界干ばつ関数とその食糧生産マクロ予測への展開 ( 序論) 南. 勲. W or l dDr oughtFunct i onandi t sAppl i cat i ont o Macr o. -. f or ecas. t i n. goff oodPr oduct i on. l saoMI N. AMI. Synop s. j 8 Thepol yf l df oo dpr ou dc t i onso h u一 dbeca hn ge df r omn oo t nl ypr o gr e s s i c orwor edc o unr ti e sbut ot e s s gc ounr 亡i e son山eGl ob ei n山ef uu tr e .Thn山ew e e sov e r山e al s oa tlpr o gr i n ae trr e s our c smut ec r e ae tdf r o m notonl yi mgat i ons y s t e msbt u al s os ci e nt cr whl oer e go in s b i f i ai nwae tr c acm th e ns tys t e m Thes t ud i e sow f or l ddr ou ht g f un c t i o nan di t sap pl i c a t i ont oma c r o･ f o r e c as t i n g dpr ns ho ul db eake ypr off oo. ou dc. t i o. o bl e m. 前. 雷. き. 現在 ( 1 992年)の国際的食糧生産改発を地球レベルで考える場合,近い将来大きく政腰変換を迫られるものと予想される｡すなわち現在世界の食糧生産は,地球上敷%のカンガイ面耕からで,いわゆる先進国の生産力によって支えられているといえる｡残された地球上9% 0 以上の土地は,現状の開発技術からすれば水資源不足のため農業開発ができないとされ,途上国といわれ,食糧生産がきわめて低く, 逆に人口増加が著しい地方となっている｡以上のような食糧生産の現状から想蝕するに,各種研究横関の指摘するように,世界の人口と食糧生産量とのバランスがきわめて近い将来崩れようとしているといえる｡これは人類が地球上で生存するためにきわめて憂慮すべき￠態である｡早急に食糧生産に必要な水源源の増強方法に付いて,地球上9% 0 を占める途上国に受け入れられる実際的な技術を見つけだきなければならない｡すなわち解決の唯一の方法として " 雨水賓源化技術"が早急に開発されなければならない｡本間確の解決に対し,国際自然資源苧研究室では, 国際雨水資源化技術の研究を全力を挙げて行ってい. るが, その中心的研究として.世界干ばつ関数の研究及びそのマクロ食楓生産への展開の研究成果を, 休系的に発来していこうと考える｡現在, この観点の国際的学術研究団体は,". I ne tr ･ nat i onalRan iwae trCac th me ntSy s t e msAs s. o ci a t i o. n( Haw. ai iUn i ve r s i t y) " と,その共同関係にある "日本国際雨水賓源化学会"がある程度で,早急に関連研究棟関の増強が要望される｡地球全域における雨水資源の開発なくして世界の食糧生産の飛躍的増産は期待できないからである｡. 第 1章世界における食糧生産の問題点世界における食糧生産をマクロに考えることは, 人類がその食糧政策を決める場合きわめて盃畢な根拠を与える｡この研究は,世界的な全食塩生産量 F という関数値を定義することから出発する｡本論文においては食糧生産量の自然科学的･分析的手法による研究ではなく,むしろマクロ的･総合的な手法を用いる｡世界における食糧生産量 Fを,カンガイ地域生産量 Fiと,要雨水資源化地域生産量 Frとに 2大別して考えろ｡. E qP白河f■す ( L Abcmt or yolJ l l l e mat J OmI IN且L t J r alRe 5 0ur Ce 8D epa r t mentoltt ne. J l lt a l. Or t a. lR. 伽 ur C e Sト 1 a nagm l e nL ).

(2) 4 8. 近畿大学農学部紀要第 2 6号 ( 1 9 9 3 ). ( 1) カンガイ地域生産量F i. 先進国といわれるE gのカンガイ農糞生産方式によるものであり,いずれも大河l l I が存在し催済的な水資源のえられる地方に限られる開発手法である｡そこにはダム,水路,取水施設,送水施設,配水施設, 水管理の行い届いた農地群が並解され,近代的な各種研究技術成果が帝人され, これまですぼらしい生産量増強をはたしてきた｡しかしこのカンガイ農業生産方式の適用できる地域は, 残念ながら地球表面秋の数%の商銀にすぎず, これらは先進国といわれる地域に存在し,現在までに効率の良いほとんどの地域の開発が終了し,現在の世界食糧を安定供給している地域となっている｡しかし,地球的人口増加に対応して,食檀増産を持続的に増大さすためには, このカンガイ農業生産方式による発展は,地球上の適地が激減していることから, もし強引に現在以上に拡大しようとすれば, 逆に著しい経済的,環境的障番が発生する可能性が予想される｡この "限界状態の水源源' 'に到達したことにより発生する主な開発上の軒啓としては以下の堺項が考えられる｡ 1)水利開発における経済効率の悪化 2)水資源利用分野の細分化と調整による水丑ロス. の増加. 3) 限界的水源源開発に際しての環境問題の発生. 等であり, これらは先進国がいずれも経鼓しつつあるきびしい条件である｡問題は, この状況は食凍増産を先進国のみに限定して行うとすれば,現在の科学的技術力をもってしても,容易に解決されるものではなく,21 世紀にはいればさらにさびしい状況になることが予想されることである｡世界的な人口増加に対応し食糧生産を保証するためには, これまで放正されてきた9 0 %の地域を丞祝し,地球レベルの新しい発想と対応が必要で, このためには,雨水資源化の実際技術の早急な開発が求められる｡ ( 2) 要雨水資源化地域生産慮. 0 %は,降雨量が少なく,あるいは雨量地球上の9 の分布が不規則で,現在の技術によるかんがい農薬生産方式の専人が不可能な地域である｡一般に大河川がなく,農業生産量がきわめて低い地域である｡そこでは,人口増加が著しく,水資源が限界状態下にあり,食糧生産量を増加さすため碗々の努力がなされているが,その結果逆に自然に対する一哉の人工的収奪が現れ, 砂添化の現象さえ指摘されている｡. 間膚なのは地球上の9 0 %以上の面額を占め,途上国といわれ,人口増加をつづける地域に生活する人々の食糧が,従来の先進国のカンガイ点薬生産方式の生産量では, ささえきれなくなってきた現状である｡従ってこの地域において自らの食糧を生産せざるをえないが,そのためには,新しく d雨水資源化技術を導入した食糧生産システムr ' が必要である｡途上国を含めた世界的食糧改廃決定の一助とするため,限界下の水資源量を具体的に表示する世界的干ばつ関数を設定し, その関数を利用して,食糧生産最マクロ予測のために,q! 子計昇様を用いた総合的なシミュレ-ションがきわめて鴫要である｡. 第 2章世界食糧生産に関係するマクロ指標世界の食棟生産に関係する要素は多い｡たとえば. 作物,ハイテク,肥料,その他枚挙に唄がないが, 生産環境要紫の一つである水分は,その生産の主要な要素である｡また時には絶対的条件にもなる｡この意味で本論文では,長井生産量に関係するものとして水分条件を虫点的に取り上げた｡この場合生産丑は次式で与えられる｡. F=F+ iF r. ( 1 ). ここに. F: 世界の食糧生産瓜. Fi:かんがい地域の生産丑. Fr:要雨水資源化地域の生産量. 第 3章. 世界干ばつ関数. 1)関数雨量たとえば,作物が 1回カンガイされたのち枯死せずに生育を持続できる期間内の雨血が,世界干ばつ関数の関数雨屯選定のf R要な点である｡一度カンガイすると,作物は数日間は土壌の保水力によって生育を持続する｡従って- El 雨丑によって解析することができれば,より椅度商い計許ができる薯である｡しかし逆に莫大なデータとなり実用価値を失う｡普通の土壌では一度カンガイすると 5日程度であれば,土壌の保水力により生育を持続できる｡従って 5日雨丑は関数雨丑としてきわめて有用なことがわかる｡ついで 1月雨量があるが,普通の土壌の保水力による生育持続時間に対して長過ぎる｡しかし叔小限の精度を与える関数雨瓜とし得る雨丑である｡ 1月雨最以上の長期而立となると解析柄度が極端に低下する｡ 2)関数雨血戦測期間.

(3) 4 9. 南 :世界干ばつ関数とその食糧生産マクロ予測への展開. ( i.アフリカ.2:アジア､3:商アメリカ,4:北アメリカ,5:豪州等 ,6:ラ- ロツバ ) 図 1 世界における代表的雨t観測点分布図. 2 5 0 】 5 0 5 0 5 t O 1 5 2 0. -一一一一--5日 _ 平均気温 ( 摂氏,3年 0 平_ 均) 一一一一一一一----一一一一一一一. 75 5 0 25. ｡. 2 / I. 畑. I. 2 3 度3 0 分 S,4 6 度3 7 分W) 地点プラi Zル (. は. 1. m 150. L l 4 0 3 5 3 0. 3. 1. / I. 1. 5 / l. 6 1. 7 / 1. 8 ′ 1. 9. 1 O. 1. 1. l l /. 1. 図 2- 1 ブラジルにおける平均雨J ( 関数雨t)分布 Em t 50. 3 9 度45分 N.104度52分W) 地点北アメリカ (. 潤. 仰. _→ 一一一一一一. 75. ヽヽヽ一一一一__. __一一一一. 25. 5日合計雨量 ( mm,3 0年平均). 5;. 一 . 〇八 U2 50 V5 0 3 3 25 -0 -5n l 一5 -. 5日平均気温 ( 摂氏.3 0 年平均). 0. ‖ 九は T I l 2 回. 3/ I. 2 1 1. り人ワ】. 5 ′ I. 6. 7. 1. / l. 8 L. 9. 1 0. 1. I. 北アメリカにおける平均雨量 ( 関数雨t)分布.

(4) 近畿大学農学部紀要. 第 26号 (1993). ∩S ! ∩1. _ _ _. 一一 _ 一一一一一. 1. /. 2. 25 20 1 5 10 5 0 . I ,1 0.0 一 - 一2 一. 5日平均気温 ( 拝氏,3 0 年平均). 5 I 00. お 30. 凍 0 4. 地点イラン ( 3. 5度4. 1 分 N,51 度1 9分 E). 5 7. ノ. -' ■. ヽ. ヽ､. 一一一_. 帥. 一一一 -. 2L . , O. A 1. 4. 5. /. /. l. I. 6 l. 7. 8. 9. /. /. /. 1. 1. 1. 1 0. 1. 日 /. 1. 図 2- 3 イランにおける平均雨JL( B E I 致雨J L )分布 ∩∩ 紬_. 地点日本 ( 31 度55. 分 N. 1 31 度25分 E). 旧. 一一一一一. 3 0年平均)_′---一一一一一㌧ _一一一′. ､. 00L. 5日平均気温 ( 紙. 75. ■ → - 一一一. ､､一一一. ■. 一一. お. 一. 50. /-＼. ----------一一一. o. 1. /. 1. 5. 6. 1. 1. /. 7. 8. 9. 1 0. 1. 1. 1. 1. /. /. 1 1. 図 21 4 8本における平均雨量 ( 叩鞍雨J L)分布. m 帥l. 度 40. 翁却 25 20 15 川 . hO. 地点ガーナ (9度30分 N, 0度51 分 W). 潤 _00 75 5｡. 0. 25. ⊃ -1 0 5 -1 2 0. 5E l 平均気温 ( 摂氏,30年平均). 2 l. 3. 】. J 1. / l. 5. I. 6. I. 7 / 1. 8. I. 9. 1 0. 1 1. 1. / I. 1. 図 2- 5 ガ-ナにおける平均雨量 ( 関数雨量)分布世界干ばつ関数の独立変数を与える上記関数南瓜. る｡これは世界干ばつ関数の研究が十分な伸度で行. に対しては.科学的に卜分な僧頼性を掛るためには,. い得るという丑要な条件が揃ったことになる｡. 連続観測期間として30年間が必要である｡世界大戦. 3) 雨Jt 観測地点の世界的分布. 後数十年が経過した現在 , 2000点に近い世界の主賓. 干ばつ関数を定款するためには,関数雨丑観測点. 観測点では,上記条件がほぼ達成されてきたと考え. が広く世界的に分布していなければならない｡図 1.

(5) 南 :世界干ばつ関数とその食糧生産マクロ予測への展開. 5 1. ここに k:雨水利用技術係数. n: 実験指数雨水利用技術係数はきわめて蒐重な意味を持つ｡それは実際の耕作のあらゆる技術の総合されたものであり,"雨水密度比" 増加の効果を現すものである｡勿論この考え方の中に,今後早急に解決すべき雨水資源化技術の研究成果が集約されている｡雨水資源化技術の一方の限界が完全カンガイ技術であり,他の限界が雨水のみによる自然農業である｡ n は各哉堺例研究により今後確定する実験常数である｡. 第 4章. 雨量と世界農米生産t のマクロ予測関数雨量と農業生産量の関係は.以下のマクロモ. 図 3 変動関数雨Jt 関数は本論文で解析に使用する約2 0 0 0 点の関数雨量観測点の世界的分布であり,アジア, ヨーロッパ, 77 リカ,北アメリカ,商アメリカ,オーストリヤが含まれている｡すなわちマクロな干ばつ関数の研究にはほぼ十分な観測点分布図である｡各観測点の位置は,緯度,経度で示される｡ 4) 世界雨量関数地球上の関数雨量を各地域毎の "平均雨量関数と変肋雨量関数'の 2つに分類して,関数で襲現すれば,( 2) ,( 3) 式のようになる｡世界平均雨量関数 Rm Rm = R m( l s( I 3 ｡ ) ,L) 3｡. 世界変動雨量関数. R%=R%. ( 2 ). デルで表現する｡ 1)食糧生産関数第 1原始関数. Fr=Fト H( DOIRd) n. Fr:雨水渠源化技術を用いた食糧生産ポテンシャ / レ. Fi:完全カンガイ下の正常食糧生産ポテンシャル. H: 食糧生産低下関数 Rd:干ばつ関数雨農 DO:完全カンガイ水止. m. '突験常数 k:雨水利用技術係数第 2原始関救. R%. ( 1 ,(または l 】｡ ),L ) 3 ｡. ( 3 ). Fr -Fi, %(a )( 81土琵 )b. ここに. ここに. L: 場所整数. Fr:関数雨量による生産量 Fi:完全カンガイの場合の生産丑. I s:5口雨量. ( 6). ここに. ( 関数雨丑)並数. Ⅰ 3 .:30日雨且 ( 関数雨丑)並数. n: 任意生育ステージ. J:月並数. iこ生育ステージ整数. Y:年並赦. U.:干ばつ関数雨量. し:場所並数 3 0:3 0 年平均を示す｡世界雨量関数. U｡:完全カンガイ要水皿 DR:5口関数雨丑の増減率. R=Rm+R% 5)世界干ばつ開放 Rd. この展開において,マクロ要紫として 5日平均而立をもちいる｡(さらに実用的には日雨量の採用も考 ( 4). 世界干ばつ関数は世界雨丑関数に,雨水利用技術係数を考慮して袈現する｡. Rd=kX( Rm+R%) n. ( 7). ( 5 ). えられる｡). 第 5章食糧生産関数の新しい展開世界の食糧生産を地球レベルでマクロで考える噸合,人工的に降雨密度を高めている完全カンガイ計.

(6) 5 2. 近戦大学農学部紀要. 画が完成しあるいはカンガイの可能性のある面gt は 0 以上の土地は地球上の数パーセントしかなく,9%. 21 世紀にはいっても,雨水渠源化技術に頼らない限り不可能である｡この点から食糧生産に直接関係する世界干ばつ脚数と, その農薬生産関数への発展は,今後世界の食糧改発において,菰要な研究取嘆であると考える｡本論文は, その第一歩であり,序論として本研究の展望をのべたものである｡. 参考文献 1 )l s aoMi n ami;Ⅰ 汀i gaL i o nandDe s a一 ii nz at i on. i nl r an,1 9 81S , hi r aa k waShi onShi ns ya t h 2 )I s ao Mi n ami ;Pr oc e e di n gsofte h Four fr eonRan iwae trCj s ･ lt ne r nat i onalCone e nc. 第2 6号 ( 1 9 9 3. ). t e r s t e ,1 9 8 9 .Ma nna,PhHi ppn ie s nSy ms o d i n gsoft s aoMi n ai m ;Pr 3 )I c e e he5hlt t ne r ･ fr e n c nat i ona. s t e r n lCone eo nRan iwae trCi 1 l u .1 ns 9 9 .Ke e ng,Taw ian Sy s t e r go in al 4 )I s a. oMi na mi;Pr o c e e di n gofteR h e eCat ･ Cone fr e n c. eo nI ne tr nat i onalRan iwat c hmetS n y s t e. msAs s o c it ai on,1 9 9 2 ,Ky oo t. J apan 5 ) Ami n At i z ae dh;Para t ilI r r i gat i on Une dr e ge ofAg r i c ul t ur e l ,Col l , Lm i it e d Rai nf al Fe ro d ws jUnv ie r s i t y.I r an1 9 9 2 ,Pr oc .Re g. Con. fI RCSA 6) 南. 勲水利計画学丸善京都支店出版サ 9 8 9 ービスセンター 1. 7 ) 森本陸也. EF 本気象協会資料. 1 9 9 2.

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