大気CO2濃度の増加は水田が周辺地域の気温上昇を緩和する効果を低下させる

• 担当機関: （国）農業・食品産業技術総合研究機構 農業環境変動研究センター
• 研究期間: 2018～2020
• 研究担当者: 伊川浩樹; 桑形恒男; 石郷岡康史; 小野圭介; 丸山篤志; 酒井英光; 福岡峰彦; 吉本真由美; 長谷川利拡; 渡辺力; 萩野谷成徳; 石田祐宣; Charles P. Chen
• 発行年度: 2020
• 要約: イネの環境応答を考慮した、大気‐水田生態系結合モデルによると、大気中の二酸化炭素濃度が現在の2倍になると、水稲の葉からの蒸散が抑えられ、関東付近では夏季の晴天日における水田の日中の気温が、平均で0.44°C上昇し、市街地も平均で0.07°C、水田近傍では最大0.3°C上昇する。
• キーワード: 水田の気象緩和効果、水田生態系モデル、局地循環モデル、二酸化炭素、土地利用
• 背景・ねらい: 日本をはじめ、アジア各国の典型的な景観の一部として親しまれる水田には、水田や周辺地域の気温上昇を緩和させる効果があることが知られている。一般に、盛んに蒸散している植物は気化冷却により植物体温が低くなることから、周辺の晴天の日中の気温上昇を抑えるが、大気中のCO2濃度が上昇すると、植物体の気孔の開き具合(気孔開度)が小さくなるため、蒸散が減ることで、植物による気温上昇を抑制する効果が低下する。このため「水田の気象緩和効果」は将来的に低下するのではないかと懸念される。そこで、水稲の気孔応答による温度の変化と上空の大気層との相互作用を考慮した、大気-水田生態系結合モデルを開発し、関東付近の市街地を含む水田が広がる地域を対象にシミュレーションをおこなう。
• 成果の内容・特徴: 1.現在の夏季の典型的な晴天日における水田の日中の最高気温は、対象とした地域の市街地と比べて2°Cほど低くなることが示される。 ; 2.しかし、大気CO2濃度が倍増した条件では、水稲の気孔開度が小さくなり、気温上昇抑制効果が減ることで、水田地帯を中心として広域的に日中の最高気温が上昇する(図1)。 ; 3.水田の気温は0.2～0.7°C(平均で0.44°C)ほど現在よりも上昇する(図2a)。市街地では水田の気温上昇の影響を受けて平均で0.07°C上昇するが、市街地のうち水田地帯に隣接するような場所では最大で0.3°Cほど気温が上昇すると推定される(図2b)。 ; 4.以上の結果より、将来、大気中のCO2濃度が上昇すると、「水田の気象緩和効果」が低下し、水田およびその周辺地域の日中の最高気温が上昇することが分かる。
• 成果の活用面・留意点: 1.夏季の高温による米の品質低下や不稔などの障害に対するリスクの検討に活用できる。 ; 2.本成果では、水稲の気孔応答のみを考慮しており、森林など他の植生のCO2応答は考慮していない。
• 研究内容: https://www.naro.go.jp/project/results/4th_laboratory/niaes/2020/niaes20_s03.html
• カテゴリ: 水田 水稲