気候変動による農業への影響

気候変動が農業に及ぼす影響の例としては、2019年に台風19号によって発生した土岐川の洪水が気候変動によってさらに悪化したこと、[1]世界の葉面積の増加は主にCO2による施肥効果によるもの、[2] 2020年から現在までのアフリカの角における干ばつは記録上最悪の干ばつであり、気候変動が水循環に与える影響によってさらに悪化したこと、[3]ブラジルのトウモロコシがヨトウムシに襲われたことが挙げられる。この害虫は気候変動の恩恵を受けると予想されている。[4]

気候変動は農業に多くの影響を与えており、その多くは農業活動による世界の食料安全保障の確保を困難にしています。最近の研究では、気候変動は作物の生産性の低下、農薬の有効性の低下、土壌浸食と害虫の増加、そして土地、水、そして投入資材の消費量の増加など、農業の既存の環境影響を悪化させる可能性が高いことが明らかになっています。[5]気温の上昇と気象パターンの変化は、干ばつ、熱波、洪水による水不足のために作物の収量低下につながることがよくあります。[6]これらの気候変動の影響は、複数の地域で同時に農作物の不作が発生するリスクを高める可能性もあります。[7]現在、このリスクはまれですが、同時不作が発生した場合、世界の食料供給に重大な影響を及ぼす可能性があります。[8] [9]人口増加と急速な都市化により、今後数年間で食料生産が約60%増加する可能性があると示唆されています。Verma , Krishnan (2024年8月13日).「気候変動への適応：農業の持続可能性への課題」Wiley . Wiley . 2025年10月30日閲覧。多くの害虫や植物病害が、より蔓延したり、新たな地域に拡大したりすると予想されています。世界の家畜も同様の問題の多くに影響を受けると予想されています。これらの問題は、暑熱ストレスの増大から飼料不足、寄生虫や媒介性疾患の蔓延まで多岐にわたります。[6] : 746 

人間の活動（主に化石燃料の燃焼）による大気中のCO2レベルの上昇は、CO2施肥効果を引き起こします。この効果は、気候変動が農業に与える悪影響の一部を相殺します。しかし、作物中の必須微量栄養素のレベルが低下するという代償があります。 [6] : 717 さらに、CO2施肥はトウモロコシなどのC4作物にはほとんど影響しません。[10]沿岸部では、海面上昇により農地の一部が失われると予想されており、氷河が溶けると灌漑用水の供給が減少する可能性があります。[11]一方、凍土が解けると、より多くの耕作可能な土地が利用可能になる可能性があります。その他の影響には、浸食、土壌肥沃度の変化、生育期間の長さなどがあります。サルモネラ菌などの細菌やマイコトキシンを生成する菌類は、気候が温暖化するにつれて急速に増殖します。これらの増殖は、食品の安全性、食品ロス、価格に悪影響を及ぼします。[6]

気候変動が個々の作物、特にトウモロコシ、米、小麦、大豆の4大主要作物に及ぼす影響については、広範な研究が行われています。これらの作物は、人間が消費する全カロリーの約3分の2を占めています（直接的および間接的に家畜飼料として消費されます）。[ 12]この研究では、重要な不確実性、例えば近い将来に世界の食糧需要を増大させるであろう将来の人口増加について調査しています。 [13]将来の土壌浸食と地下水枯渇の程度も、さらなる不確実性です。一方、緑の革命として総称される農業生産量の一連の改善により、1960年以降、土地面積当たりの生産量は250％から300％増加しました。この進歩の一部は今後も続くと考えられます。[6] : 727 

世界の食料安全保障は、短期的には比較的変化が少ないだろう。2021年には7億2000万人から8億1100万人が栄養不足に陥っており、約20万人が壊滅的なレベルの食料不安に陥っている。[14]気候変動により、2050年までに飢餓の危機に瀕する人がさらに800万人から8000万人増加すると予想されている。推定範囲は、将来の温暖化の強度と適応策の有効性に依存する。[6] ：717 農業生産性の向上により、それまでに何億人もの人々の食料安全保障が改善されている可能性が高い。[15] [13]さらに先（2100年以降）の予測はまれである。将来、より極端な気象現象が食料安全保障に及ぼす影響について懸念がある。 [16] [17] [18]とはいえ、現段階では、21世紀中に気候変動によって世界的な飢餓が広がるとは予想されていない。 [19] [20]

気象パターンの変化による直接的な影響

観測された悪天候の変化

1964年から2015年にかけてヨーロッパで観測された異常気象の増加。[21]
大豆は歴史的に慣れた以上の気温にさらされると、成長が遅くなり、葉面積も小さくなります。[22]

農業は天候に左右されやすく、熱波や干ばつ、大雨（極端な低降水量や高降水量とも呼ばれる）などの大規模現象は、大きな損失を引き起こす可能性があります。たとえば、オーストラリアの農家はエルニーニョ現象の気象条件下では損失を被る可能性が非常に高く、2003年のヨーロッパの熱波では保険未加入の農業損失が130億ユーロに達しました。[23]気候変動は熱波の頻度と激しさを増し、降水量の予測が難しくなり、極端な気象になりやすくなることが知られていますが、気候変動の原因究明はまだ比較的新しい分野であるため、特定の気象現象とそれが引き起こす不足を自然変動ではなく気候変動に結び付けることは難しい場合が多いです。例外として西アフリカが挙げられます同様に、気候変動は2007年に南アフリカの干ばつを激化させ、食料価格の高騰とレソトにおける「深刻な食料不安」を引き起こしたことが判明しました。また、気候変動が2014年から2016年にかけてのエルニーニョ現象の影響を激化させた後、南アフリカの農業も干ばつの悪影響を受けました。[6] : 724 

ヨーロッパでは、1950年から2019年の間に、猛暑がより頻繁になり、連続して発生する可能性が高くなった一方で、極寒は減少した。同時に、北欧と東ヨーロッパの多くでは極端な降雨がより頻繁に発生し、地中海地域は干ばつの影響をより受けやすくなった。[24]同様に、ヨーロッパの農作物生産に対する熱波と干ばつの深刻さは、50年間で3倍になっていることがわかり、1964～1990年の2.2％の損失から1991～2015年の7.3％の損失にまで達した。[25] [21] 2018年の夏、おそらく気候変動に関連している熱波により、世界の多くの地域、特にヨーロッパで平均収穫量が大幅に減少した。8月には、農作物の不作が増え、世界の食料価格が上昇した。[26]

一方、気候変動と関連付けられることが多い洪水も、近年、農業に顕著な悪影響を及ぼしている。2019年5月、洪水により米国中西部のトウモロコシの作付けシーズンが短縮され、予想収穫量が150億ブッシェルから142億ブッシェルに減少した。[27] 2021年のヨーロッパの洪水では、洪水による被害が最も大きかった国の一つであるベルギーの農業部門に深刻な被害が出たと推定されており、土壌浸食などの長期的な影響も含まれている。[28]中国では、2023年の調査で、過去20年間で異常な降雨により同国の米生産量の約8%が失われたことが判明した。これは、この期間の異常な暑さによる損失に匹敵すると考えられていた。[29]

気温上昇による予測される影響

2011年に米国国立研究評議会によって予測された、異なる緯度における気候に起因する作物収量の変化。[30] ：図5.1 
トウモロコシは35℃（95℉）以上、大豆は38.8℃（101.8℉）以上の温度では繁殖できなくなります。[31]

気温や気象パターンの変化により、農業に適した地域が変わります。[32]現在、乾燥地域と半乾燥地域（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、降水量が減少すると予測されています。[32] [33]さらに、熱帯地域の作物収穫量は、今世紀前半に起こると予想される中程度の気温上昇（1～2℃）によってマイナスの影響を受けるでしょう。[23]今世紀後半には、さらなる温暖化により、カナダと米国北部を含むすべての地域で作物収穫量が減少すると予測されています。[33]多くの主要作物は熱に非常に敏感で、気温が36℃（97℉）を超えると、大豆の苗は枯れ、トウモロコシの花粉は活力を失います。[34] [35]気温の上昇は害虫や病気の蔓延や増殖にも寄与します。ある推計によると、地球の気温が1℃上昇すると、害虫の増殖により将来的に農作物の収穫量が10～25%減少する可能性がある。[36]気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の2023年統合報告書によると、地球の表面温度は1850～1900年の平均より約1.1℃上昇している。[37]

一部の地域では、冬の気温が上昇し、霜が降りない日が増えることで、植物の開花時期と花粉媒介者の活動の間に季節的な不一致が生じ、繁殖の成功が脅かされるため、現在は混乱が生じる可能性があります。[38]しかし、長期的には、生育期間が長くなる可能性があります。[39] [40]例えば、2014年の研究では、中国の黒竜江省のトウモロコシの収穫量は気温上昇の影響で10年ごとに7～17％増加していることがわかりました。[41]一方、2017年に実施された、温暖化の影響を推定する4つの異なる方法（2種類の気候モデル、統計的回帰分析、および特定の作物の周囲の土地を一定量温めて対照群と比較するフィールド実験）のデータを比較したメタ分析では、地球規模で見ると、温暖化だけでも4つの最も重要な作物の収穫量に一貫して悪影響を及ぼしており、収穫量の増加は降水量の変化とCO2による施肥効果によるものであると結論付けられました。[12] 2025年の体系的レビューでは、効果的な適応策がなければ、気候変動によって2050年までに世界の農業食糧生産が最大14%減少する可能性があることがわかりました。 [42]


家畜の熱ストレス

地球規模の気候変動の激化は、ジャマイカの家畜における熱中症指数（THI）のさらなる上昇を引き起こしています。THIの上昇は、熱ストレスの指標として広く用いられている指標の一つです。[43]

一般的に、家畜にとって好ましい外気温は10～30℃（50～86℉）です。[44] : 747 気候変動が世界の寒冷地域に住む人々の全体的な温熱快適性を向上させると予想されるのと同様に、[45]これらの地域の家畜もより温暖な冬の恩恵を受けるでしょう。[46]しかし、世界全体では、夏の気温上昇と熱波の頻度と強度の増加は明らかに悪影響を及ぼし、家畜が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、温暖化が最も進む気候変動シナリオ（ 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日もさらにさらされる」ことになります。[44] : 717 

カリブ海地域の代表とされるジャマイカでは、現状では産卵鶏を除くすべての家畜が既に「非常に深刻な」暑熱ストレスにさらされており、豚は夏の5ヶ月間と初秋の5ヶ月間、少なくとも1日に1回は暑熱ストレスにさらされている。一方、反芻動物とブロイラーは冬季のみ、日常的に非常に深刻な暑熱ストレスにさらされる。地球温暖化が1.5℃（2.7℉）であっても、反芻動物とブロイラーにとって「非常に深刻な」暑熱ストレスは日常的なものになると予測されている。気温が2℃（3.6℉）上昇すると、暑熱ストレスはより長期間感じられるようになり、カリブ海地域の畜産には大規模な冷却システムが不可欠となる可能性が高い。気温が2.5℃（4.5℉）上昇すると、冬季に「非常に深刻な」暑熱ストレスに毎日さらされるのを回避できるのは産卵鶏のみとなる。[43]

家畜と熱ストレスに関する研究は、歴史的に牛に焦点を当ててきた。牛は屋外で飼育されることが多く、気候の変化に直結するからである。一方、2006年頃でさえ、世界中の豚肉生産量の50%強、家禽生産量の70%は、完全に閉鎖された建物内で飼育された動物に由来しており、その数は豚で3～3.5倍、採卵鶏で2～2.4倍、ブロイラーで4.4～5倍に増加すると予想されていた。歴史的に、このような環境下で飼育される家畜は、断熱された建物に生息し、換気システムによって気候が調節され、余分な熱が放出されるため、屋外で飼育される動物よりも温暖化の影響を受けにくいと考えられてきた。しかし、歴史的に涼しい中緯度地域では、夏でも屋内気温が屋外気温よりも高く、暖房の増加がシステムの仕様を超えると、閉鎖された動物は屋外で飼育される動物よりも熱の影響を受けやすくなる。[47]

農業用水の利用可能性と信頼性の変化

今後の温暖化は、豪雨の強度を着実に増加させると予想されますが、同時に、蒸発散によって植物が失う水の量も着実に増加させます。[48]この影響はCO2の施肥効果によって相殺されますが、 2020～2023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不十分な場合があります。[3]

干ばつと洪水はどちらも作物の収穫量の減少に寄与している。平均して、気候変動により大気中に含まれる水分の総量は1 °C (1.8 °F) ごとに 7% 増加し、降水量が増加する。[49] [50]しかし、この降水量の増加は空間的に均等に分布しているわけではなく (大気循環パターンによって、すでに地域によって降水量が異なっている)、洪水を引き起こす可能性のある大雨がより頻繁に発生する。つまり、可能性のある中期気候変動シナリオ[ 51] [52]では、降水事象は世界的に 11.5% 大きくなり、それらの間の時間は平均 5.1% 長くなる。排出量が最も多いシナリオSSP5-8.5では、事象の規模は 18.5% 増加し、事象間の期間は 9.6% 長くなる。同時に、気温上昇により、植物による蒸発散による水分損失はほぼ全域で増加するでしょう。 [48] CO2による施肥効果も植物による水分損失を軽減しますが、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ります。そのため、2020年から2023年にかけてのアフリカの角における干ばつは、蒸発散量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が主な原因とされています。これは、産業革命以前のより冷涼な気候であれば、より対処しやすかったはずです。[3]

全体として、これは気候変動のために干ばつの発生頻度が平均的に増加していることを意味します。アフリカ、南ヨーロッパ、中東、南北アメリカ大陸の大部分、オーストラリア、南アジアおよび東南アジアは、世界的な降水量の増加にもかかわらず、干ばつの頻度と激しさが増すと予想される地域です。[53]干ばつは地上の降水量、蒸発、土壌水分を乱し、[54] [55]これらの影響は人口増加と都市拡大による水需要の増加によって悪化する可能性があります。[56]最終的な結果は水不足であり、作物の不作と家畜の放牧地の喪失につながり、[57]開発途上国における既存の貧困を悪化させ、栄養失調と飢餓につながる可能性があります。[58] [34]

20世紀以降、ヒンドゥークシュ ・ヒマラヤ地域で観測された氷河の質量損失。 [59]

作物の灌漑は、局所的な冷却を通じて、降雨量の減少と気温の上昇による収穫量への影響を軽減、または完全に排除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]さらに、一部の灌漑用水源は信頼性が低くなる場合があります。これには、夏季の氷河からの水流出による灌漑が含まれます。 1850年以降、すでに氷河の後退が観測されており、この傾向は続くと予想され、氷河の氷が減り、流出が減少または完全になくなるためです。[60]アジアでは、1.5°C（2.7°F）の地球温暖化により、アジアの高山の氷の質量が約29～43％減少します。[61]ヒマラヤ河の流域には約24億人が住んでいます。 [62]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供給しています。[63] [64]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用水の最大60％、さらに総作物生産量の11％を占めています。[11]気候変動による水循環への影響により、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ています。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、水力発電は予測可能性と信頼性が低下するでしょう。[65] [59] [66]

大気中のCO2増加による植物への影響2とメタン

植物は、大気中の二酸化炭素濃度の上昇にさまざまな生理学的変化を通じて反応する。大気中の二酸化炭素（CO2 ）の増加は、植物の成長パターンと生理機能にさまざまな方法で影響を及ぼす。二酸化炭素レベルが高いと、光合成プロセスが促進され、作物の収量とバイオマス生産の両方が増幅される。CO2レベルが高い状態で気孔が部分的に閉じられると、植物の水分損失が減り、水利用効率が向上する。[67]大気中のCO2およびCH4濃度の上昇は、さまざまな経路で植物の成長、生理、生態系プロセスにさまざまな影響を及ぼす可能性がある。C3植物の場合、CO2施肥は通常、 CO2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、および状況によっては作物収量の増加につながる。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モニタリングするように設計された自由大気CO2エンリッチメント（FACE）試験などの制御されたシステムで実証されています。[ 68] [69]さらに、CO2の増加は部分的な気孔の閉鎖を引き起こし、蒸散を減少させ、特に干ばつストレス下での植物の水利用効率を高めます。[70]

しかし、 CO2濃度の上昇による恩恵は、自然生態系におけるバイオマス蓄積を制限する栄養素、特に窒素とリンの制限によって相殺される可能性がある。[71]メタンは光合成に直接関与する割合は低いものの、気候変動に寄与し、気温、降水パターン、土壌条件の変化を通じて間接的に植物群集を変化させる。湿地環境では、大気中のメタン濃度の増加は根圏におけるメタン酸化菌の活動を活発化し、栄養循環や根と微生物の相互作用に影響を与える可能性がある。[72]さらに、温室効果ガス濃度の上昇は、植物と昆虫の相互作用、病原体の動態、二次代謝産物の生産に影響を与え、将来の生態系の健全性と生産性に関する予測を複雑にする可能性がある。[73]

COによる収量増加2施肥

2007年にIPCCが推定したように、CO2施肥（灰色）は、施肥がない場合（黒）と比較して、農業生産性への累積的影響が大幅に軽減されます。[74]

1993年に実施された温室科学研究のレビューによると、二酸化炭素濃度が倍増すると、156種の植物の成長が平均37%促進されることが明らかになりました。反応は種によって大きく異なり、一部の種では成長が大幅に促進される一方、一部の種では成長が阻害されました。例えば、1979年の温室研究では、二酸化炭素濃度が倍増すると、 40日齢の綿花の乾燥重量は倍増しましたが、30日齢のトウモロコシの乾燥重量はわずか20%しか増加しませんでした。[75] [76]

温室研究に加えて、野外および衛星測定により、より自然な環境での CO2 増加の影響を理解しようと試みられています。自由大気二酸化炭素濃縮 (FACE) 実験では、植物 を圃場で栽培し、周囲の空気の CO2濃度を人工的に高めます。これらの実験では、通常、温室研究よりも低い CO2 レベルを使用します。成長の増加は温室研究よりも低く、増加の程度は研究対象の植物種に大きく依存します。475～600 ppm での 12 の実験を 2005 年にレビューしたところ、作物収量が平均 17% 増加し、マメ科植物は一般に他の植物種よりも大きな反応を示し、C4 植物は一般に反応が小さいことがわかりました。レビューでは、実験にも限界があることも述べられています。研究対象の CO2レベルは低く、実験のほとんどは温帯地域で実施されました。[77]衛星測定では、過去35年間で地球上の植生面積の25%から50%の葉面積指数が増加していること（つまり、地球の緑化）が判明し、 CO2による施肥効果がプラスに働いていることを裏付けています。[78] [79]

地球上の植生が緑化していること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です。歴史的に、農業は合成肥料、除草剤、殺虫剤の使用に頼り、灌漑技術やバイオテクノロジーの進歩と組み合わせることで生産性を向上させてきました。Verma , Krishnan (2024年8月13日). 「気候変動への適応：農業の持続可能性に向けた課題」. Wiley . Wiley . 2025年10月30日閲覧。二酸化炭素濃度の上昇が植物の成長に与えるプラス効果は、栄養素、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の制限によって減弱する可能性があることが報告されている。[80] [81]さらに、衛星データは広範囲にわたる土壌水分量の増加を示しているものの、温暖化による炭素滞留時間の短縮と生態系呼吸の促進、そして計上されていない炭素損失のため、緑化傾向が必ずしも炭素隔離の比例的な増加につながるわけではない。[82] [83]このように、二酸化炭素施肥 によって地球規模の緑化が促進されているにもかかわらず、人為的排出を補う可能性は、栄養素供給と土地管理への対応する調整なしには限られているように思われる。[84]

作物の栄養価の低下

メタ分析を通じて複数の研究から再構成された、高濃度CO2下での様々な作物における微量栄養素密度の平均的な減少。[85]この図の高濃度689ppmは現在のレベルより50%以上高いが、「中程度」の気候変動シナリオではこれに近づくと予想され、高排出シナリオではこれを上回ると予想される。[86]

大気中の二酸化炭素濃度の変化により、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の含有量が減少する。[87] : 439  [88] C3植物（小麦、オート麦、米など） の栄養価は特にリスクが高く、タンパク質だけでなくミネラル（亜鉛や鉄など）の含有量も低下すると予想される。[6] : 1379 食用作物では、一般的な食用作物のタンパク質、鉄、亜鉛の含有量が3～17％減少する可能性があります。 [89]これは、2050年に予想される大気中の二酸化炭素濃度下で栽培された食物の予測結果です。国連食糧農業機関のデータやその他の公開情報源を使用して、著者らは小麦、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ました。[90]

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、上記の作物や栄養素に限ったものではありません。2014年のメタアナリシスでは、様々な緯度で高濃度の二酸化炭素にさらされた作物や野生植物は、マグネシウム、鉄、亜鉛、カリウムなどのミネラルの密度が低いことが示されています。[85]

自由大気濃度増加法を用いた研究では、 CO2の増加が作物および非作物植物の微量栄養素の濃度を低下させ、人間の栄養に悪影響を及ぼすことも示されています。 [91] [85]これには、米のビタミンB群の減少が含まれます。[92] [93]草食動物は同じ量のタンパク質を得るためにより多くの食物を食べる必要があるため、生態系の他の部分に連鎖反応を起こす可能性があります。[94]

2022年のナラティブレビューでは、気候変動が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おけるタンパク質、鉄、亜鉛、その他の微量栄養素の濃度を低下させることが分かっています。これらの栄養素の損失は、特に脆弱な集団において広範な栄養不足につながり、栄養失調のリスクの増大につながる可能性があります。著者らは、これらの課題に直面し、食料安全保障と人々の健康の両方を守るためには、気候変動に対応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。[95]

経験的証拠によると、二酸化炭素濃度の上昇は植物組織中の多くのミネラル濃度の低下をもたらす。二酸化炭素濃度が倍増すると、ミネラル濃度は平均8%低下する。[85]作物中のマグネシウム、カルシウム、カリウム、鉄、亜鉛などのミネラルの減少は、人間の栄養の質を悪化させる可能性がある。研究者らは、21世紀後半に予想される二酸化炭素濃度は、小麦、米、エンドウ豆、大豆中の亜鉛、鉄、タンパク質の含有量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%以上をこれらの作物から摂取している国々に居住している。これらの栄養素の欠乏は、既に年間6,300万年の寿命の損失を引き起こしていると推定されている。[96] [97]

ミネラルの減少に加え、二酸化炭素濃度が2倍の条件では、植物に含まれる炭素は6%増加し、窒素は15%減少し、リンは9%減少し、硫黄は9%減少することが実証されています。炭素量の増加は主に、植物の構造的役割を持たない炭水化物、つまり人間が消化できるカロリー源となるデンプンと単糖によるものです。窒素の減少は、タンパク質含有量の減少に直接つながります。結果として、二酸化炭素濃度の上昇は、植物の微量栄養素だけでなく、主要栄養素の組み合わせの質も低下させます。

こうした栄養価の低下は、世界中の公衆衛生、特に伝統的に植物性食品を摂取してきた地域において深刻な影響を及ぼします。特に、米や小麦などの主食を毎日のタンパク質、鉄分、亜鉛の主要供給源としている低・中所得国の人々は、特にリスクにさらされています。[98] CO2による作物組成の変化に伴う潜在的な栄養素損失は、既存の栄養不足を悪化させ、貧血、発育阻害、認知能力の発達の遅れなどの発生率を高める可能性があります。[99]人間への影響に加え、このような栄養価の変化は食物網を通じて連鎖的に影響を及ぼし、草食動物は食事のニーズを満たすためにより多くのバイオマスを摂取する必要が生じ、生態系のダイナミクスに影響を与える可能性があります。[100]これらの結果は、将来の気候シナリオにおける作物の収穫量だけでなく、収穫量が人間と生態系の健康を支える可能性という観点から、その栄養価を考慮することの重要性を浮き彫りにしています。[101]

地上オゾンによる被害の増大

人為的なメタン排出は、メタンの地球温暖化係数が高いため、温暖化に大きく寄与しています。同時に、メタンは重要な大気汚染物質である地表オゾンの前駆物質としても作用します。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] : 732 メタン濃度に続いて、対流圏オゾン濃度は「19世紀後半以降大幅に増加」しており、[6] : 732  2016年の推定によると、主要4作物（後述）は、気候変動がない場合と比較して、オゾン濃度の増加のみで5±1.5%の収量損失を経験しました。これは、気候変動の他の影響によって引き起こされる悪影響（10.9±3.2%）のほぼ半分に相当し、CO2による施肥効果（6.5±1.0%）の大部分を相殺します。 [ 6] : 724 

農地の規模と質の変化

アメリカ合衆国の海岸沿いのいくつかの地域では、淡水井戸の半分以上が海面より下にあるため、塩水の浸入に対して脆弱です。[102]

侵食と土壌肥沃度

過去数十年間に観測された気温の上昇は、より活発な水循環、特に極端な降雨現象の増加につながると予想されます。豪雨や異常気象の結果として、侵食、土壌劣化、土壌の圧密化が発生する可能性が高くなります。 [103] 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地帯の侵食が進行すると、50年間で土壌炭素の最大22%が失われる可能性があります。[104]

気候変動は土壌の温暖化も引き起こす。気温の上昇は土壌有機物の分解を促進し、土壌有機炭素の減少、土壌の養分保持能力と保水能力の低下を招く。[105] [106]これらの要因は相まって土壌の質を低下させ、作物の生育に影響を与える。ひいては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る。温暖化は特定の細菌種の増殖に有利に働き、細菌群集の構成を変化させる。二酸化炭素濃度の上昇は植物と土壌微生物の生育速度を速め、土壌炭素循環を遅らせ、栄養栄養生物よりも生育が遅く資源効率の高い貧栄養生物を優遇する。[107]

海面上昇による農地の喪失

海面上昇は、特に東南アジアなどの地域で農地の喪失につながるだろう。[108]海面上昇による浸食、海岸線の水没、地下水の塩分濃度上昇は、主に低地の浸水を通じて農業に影響を及ぼす可能性がある。バングラデシュ、インド、ベトナムなどの低地では、今世紀末までに予想されている海面上昇が起きれば、米の収穫量が大幅に減少するだろう。例えばベトナムは、稲作をメコンデルタがある南端に大きく依存している。海面が1メートル上昇するだけで、ベトナムでは数平方キロメートルの水田が水に覆われるだろう。[109]

海面上昇は農地を浸水させるだけでなく、特に海面より下にある淡水井戸への塩水浸入を引き起こす可能性があります。塩水濃度が2～3%を超えると、井戸は使用できなくなります。特に、米国沿岸部の推定15%の地域では、既に地下水の大部分が海面より下にあります。[102]

耕作可能な土地の雪解け

気候変動は、凍結地の面積を減少させることで、耕作地の面積を増加させる可能性があります。2005年の研究によると、シベリアの気温は1960年以降平均3度上昇しており、これは世界の他の地域よりもはるかに高い値です。[110] [要更新]しかし、地球温暖化がロシアの農業に与える影響に関する報告書[111]は、相反する影響を示唆しています。農地の北方拡大を予測する一方で、[112]生産性の低下や干ばつのリスク増加の可能性も警告しています。[113] [要更新]

北極地域は農業と林業の機会の増加から恩恵を受けることが期待されている。[114]

昆虫、植物病害、雑草への反応

気候変動は害虫、植物病害、雑草の分布を変え、小麦、大豆、トウモロコシなどの主要作物を含む作物の収穫量を減少させる可能性がある。 [115]気温の上昇は昆虫群の代謝率と繁殖サイクル数を増加させる可能性がある。[115]歴史的に、夜間や冬の間の低温は昆虫、細菌、真菌を死滅させた。より暖かく雨の多い冬は、小麦さび病（縞さび病、褐色/葉さび病）や大豆さび病などの真菌性植物病害の北上を促進している。[116]洪水や大雨の発生頻度の増加も、他のさまざまな植物害虫や病気の増殖を促進している。[117]

昆虫の花粉媒介者と害虫

2014年、マダガスカルのサトロカラ近郊で発生したバッタの大群。

気候変動は多くの昆虫に悪影響を及ぼし、種の分布を大幅に減少させ、絶滅のリスクを高めると予想されています。[118]農業生産の約9％は何らかの形で昆虫の受粉に依存しており、[119]一部の花粉媒介種も悪影響を受けており、特に野生のマルハナバチは最近の温暖化に脆弱であることが知られています。[120] [121]

同時に、昆虫は最も多様な動物分類群であり、注目すべき農業害虫や病原体媒介動物など、いくつかの種は変化から恩恵を受けるだろう。[116]これまで年間2回の繁殖サイクルしかなかった昆虫も、温暖な生育期が延長すれば繁殖サイクルが1回増え、個体数が急増する可能性がある。温帯地域や高緯度地域では昆虫個体数の劇的な変化が起こりやすい。[122]例えば、カナダのブリティッシュコロンビア州で発生したマウンテンパインビートルの大流行では、何百万本ものマツノマダラカミキリが枯死したが、これは冬季の寒さが十分でなかったため、幼虫の成長を遅らせたり殺したりできなかったことが一因である。[34]同様に、ジャガイモイモガやコロラドハムシも、現在は寒すぎる地域に広がると予測されている。[123]

さらに、気候変動が水循環に及ぼす影響は、雨期と干ばつ期の両方がより激しくなることを意味することが多い。昆虫種の中には、こうした条件の変化をより有効に利用できるため、より急速に繁殖する種もいる。[124]これには、アブラムシやコナジラミなどの特定の害虫が含まれる。[34]同様に、イナゴの大群も結果としてより大きな被害をもたらす可能性がある。注目すべき例としては、 2019年から2022年にかけて東アフリカで発生したイナゴの大発生があり、これは数十年ぶりの大規模な被害と考えられている。[125] [126]

ヨトウガ（Spodoptera frugiperda）は、侵略性の高い植物害虫であり、特にトウモロコシなどの作物に甚大な被害をもたらす可能性があります。近年、サハラ以南のアフリカ諸国にも蔓延しており、この蔓延は気候変動と関連しています。これらの侵略性の高い作物害虫は、様々な環境に適応する能力が高いため、地球上の他の地域にも蔓延すると予想されています。[4]

侵入植物種

雑草

気候変動、土地利用の変化、侵入種が生態系に与える影響を長期にわたって研究するための大陸規模の研究プラットフォーム（米国バージニア州フロントロイヤルの研究拠点）

気候変動は、多くの農場において、単一作物よりも生物学的に多様性に富んだ雑草を優遇する可能性があります。 [117]雑草は、遺伝的多様性、交配能力、成長速度の速さなどの特性を持っているため、気候変動に対して有利です。これらの特性により、雑草はほとんどの農場の均一な作物に比べて容易に適応し、生物学的に有利になります。[34]

雑草も栽培作物と同様に成長サイクルの加速を受けており、CO2施肥の恩恵を受けるだろう。雑草のほとんどはC3植物であるため、トウモロコシなどのC4作物との競合が現在よりもさらに激しくなることが予想される。 [127] CO2濃度の上昇は、雑草の除草剤耐性を高め、その効果を低下させると予想される。[117]しかし、気温上昇によって除草剤の効果が高まることで、この影響は相殺される可能性がある。[127]

植物病原体

現在、病原体によって世界の収穫量の10～16%が失われており、植物が害虫や病原体にさらされるリスクがますます高まっているため、このレベルは増加する可能性があります。[128]研究によると、気候変動は作物に影響を与える可能性のある植物病原体の発育段階を変える可能性があります。これには、ジャガイモ黒脚病に関連するいくつかの病原体（例：ディケヤ）が含まれます。これらの病原体は、高温でより速く成長し、繁殖します。[129]温暖化はまた、マイコトキシン産生菌やサルモネラ菌などの細菌によって引き起こされる食品安全の問題や食品の腐敗を悪化させると予想されています。[130]

気候変動は一部地域で降雨量の増加を引き起こし、大気中の湿度の上昇と雨期の長期化につながる可能性があります。気温上昇と相まって、疫病[ 131] [116]などの真菌性疾患や、ラルストニア・ソラナセラム（Ralstonia solanacearum ）などの細菌感染症の発生を助長する可能性があります。これらの感染症は、突発的な洪水によってより容易に拡散する可能性があります。[123]

気候変動は、病原体と宿主の相互作用、特に病原体感染率と宿主植物の抵抗性を変化させる可能性があります。[132]植物病害の影響を受けるのは、収益性の低い可能性のある異なる植物の栽培や、すでに病気にかかった作物の治療と管理に伴う経済的コストです。[133]例えば、大豆サビ病は、数日のうちに畑全体を枯らし、農家に壊滅的な打撃を与え、数十億ドルの農業損失をもたらす可能性のある凶暴な植物病原体です。[34]気候変動による気象パターンと気温の変化は、宿主がより好ましい条件の地域に移動するにつれて、植物病原体の拡散につながります。これにより、病気による作物の損失が増加します。[130] [116]例えば、アブラムシは多くのジャガイモウイルスの媒介生物として機能し、気温の上昇によりさらに拡散する可能性があります。[134]

作物の収穫量への影響

観測された影響

気候変動が4つの主要作物の生産に及ぼす、すでに観測されている影響。[135]

2022年のIPCC第6次評価報告書によると、気候変動自体は現在まで、作物の収穫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が高いが、地域によって多少のばらつきがある: [6] : 724 低緯度地域の作物(トウモロコシと小麦)ではマイナスの影響がより多く観測されている一方、高緯度地域の作物(トウモロコシ、小麦、テンサイ)では気候変動のプラスの効果が観測されている。[136] : 8 すなわち、1981年から2008年の間に、地球温暖化は特に熱帯地域の小麦の収穫量にマイナスの影響を与え、世界平均の収穫量は5.5%減少した。[137] 2019年の研究では、10種類の作物（トウモロコシ、米、小麦、大豆、大麦、キャッサバ、アブラヤシ、菜種、モロコシ、サトウキビ）について世界全体で約2万の政治単位を追跡し、以前の研究よりも空間解像度に関する詳細と多くの作物の情報を提供した。[135]その結果、例外はあるものの、ヨーロッパ、サハラ以南のアフリカ、オーストラリアの作物収穫量は、気候変動の影響で概ね減少していることが判明した（2004～2008年の平均データの基準値と比較して）。地球規模の気候変動が気候傾向による様々な作物の収穫量に及ぼす影響は、-13.4%（アブラヤシ）から3.5%（大豆）の範囲であった。この研究では、ラテンアメリカでは概ねプラスの影響があることも示された。アジアと北アメリカおよび中米での影響はまちまちである。[135]最近の実証研究によると、地球の平均地表気温が1℃上昇するごとに、適応と所得増加を考慮しても、世界の主要作物の生産量は年間約5.5x10^14 kcal（1人1日あたり約120kcal、推奨消費量の約4.4％）減少する可能性があり、21世紀半ばまでに軽減される損失は約4分の1に過ぎない。（Hultgren et al., 2025）[138]

緑の革命により、1960年代以降、土地面積あたりの総作物生産量は250%から300%増加しましたが、[6] : 727 新しい作物の品種だけで約44%を占めていますが、[139]この増加は、同時期に気候変動が主要作物の収穫量に悪影響を与えていなければ、さらに大きかったと考えられています。 1961年から2021年の間に、気候変動に対処する必要がなかった場合、世界の農業生産性は実際よりも21%高かった可能性があります。 このような不足は、脆弱な人々の食糧安全保障に最も影響を与えたでしょう。[6] : 724  2019年の研究では、気候変動により多くの食糧不安の国ですでに食糧不安のリスクが高まっていることが示されています。[135]オーストラリアのような先進国でも、気候変動に伴う異常気象は、果物、野菜、畜産部門とそれらに依存する農村コミュニティへの主な影響に加えて、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判明しています。[140]

1961年から1985年の間に、開発途上国における穀物生産量は、主に灌漑、肥料、種子品種の開発により、2倍以上に増加しました。[141]科学技術の更なる発展がなくても、既存の進歩の多くは均等に分配されておらず、先進国から開発途上国への普及が、それ自体である程度の改善をもたらすことが期待されます。さらに、近年、農業の拡大は鈍化していますが、パリ協定に合致する最も楽観的な気候変動シナリオを除き、世界の食糧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。[142] [86]

一般化された収穫量予測

2003年から2080年までの農業収穫量に対する気候変動の影響予測地図（2007年のデータ）。[74]

2007年のIPCC第4次評価報告書は、高緯度地域の穀物の生産性向上が低緯度地域の生産性低下を上回り、21世紀前半に世界の天水農業の総収穫量が5～20%増加するため、世界の生産潜在力は平均気温の上昇で約3℃（5.4℉）まで増加すると示唆した。この水準を超える温暖化は、世界の収穫量の減少を招く可能性が非常に高い[143] [144] 。14～15 それ以降の報告書は、世界の生産潜在力についてより否定的な見解を示している[6] 。

米国国立研究評議会は2011年に気候変動が作物の収穫量に与える影響に関する文献を評価し、 [30]主要作物について中心的な推定値を提供した。[30] : 160  2014年のメタ分析では、収穫量は今世紀後半に減少すると予想され、その影響は温帯地域よりも熱帯地域の方が大きいというコンセンサスが得られた。[145]

ユアンらによる2024年の包括的レビューでは、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、蒸発散量の増加などの複合的な影響により、21世紀半ばまでに4つの主食穀物（トウモロコシ、米、小麦、大豆）の収穫量が約5～10％減少すると予測されていることが明らかになった。[146]

主要4作物の収穫量への影響

米国国立研究評議会による気候変動が最も重要な作物に与える影響の予測。[30] ：図5.1 

農作物は数多く存在しますが、すべてが等しく重要というわけではありません。気候変動評価のほとんどは、「四大作物」、すなわちトウモロコシ、米、小麦、大豆[147]に焦点を当てています。これらは直接的にも間接的にも、家畜飼料（大豆の主な用途）として消費されます。これら三大穀物は、人間の総摂取カロリーの半分を占め[148]、大豆と合わせると3分の2を占めます[12] 。これらの作物の将来の収穫量を予測するために様々な方法が用いられてきましたが、2019年までに、温暖化はこれら四大作物の総合的な減少につながるというコンセンサスが得られました。トウモロコシと大豆は温暖化に伴い減少しますが、米と小麦の生産量は3℃（5.4℉）の温暖化でピークに達する可能性があります[87] 。453 

2021年に発表された論文では、21の気候モデルを組み合わせた推定値が発表され、当時最も激しい気候変動シナリオであるRCP8.5では、これら4つの作物の世界的収穫量は2050年頃に3～12%、2100年までに11～25%減少すると予測された。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た。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 %を超える損失を被ると予測されている。[149]同様の知見、すなわち、主要な「穀倉地帯」の一部では、2040年より前に気候変動の明確な影響（プラス面とマイナス面の両方）が現れ始めるという知見は、同年の別の研究でも示されていた。[150] RCP8.5は、排出量を削減する努力をせずに継続的に排出量を増加させるという最悪のシナリオを表しているため、非現実的であると考えられることが多く、[151] RCP4.5シナリオ（それでも21世紀末までに約3℃（5.4°F）に達し、パリ協定の目標をはるかに超える）の方が、現在の軌道により適合していると考えられています。[51] [52]

さらに、作物の収穫量の減少は食料価格の上昇を招き、世界中の農業の繁栄に悪影響を及ぼす可能性があり、2100年までに世界のGDPは年間0.3%減少すると予測されています。これは、特に南アジア諸国において、何百万人もの人々の生活手段に悪影響を及ぼします。アジア地域の人口の70%以上が生計を農業に依存しており、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。[152]

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と干ばつのために困難になっています

4つの作物のうち、トウモロコシは温暖化の影響を最も受けやすいと考えられており[153]、あるメタ分析では、地球温暖化が1℃（1.8℉）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ます。[12]

また、トウモロコシはC4炭素固定植物であるため、 CO2レベルの上昇による恩恵はほとんど受けない。[10]最新の地球システムモデルと専用農業作物モデルを組み合わせた出力を比較したモデリング実験の結果が2021年に発表された際、最も注目すべき新発見は、トウモロコシの世界的予測収穫量が大幅に減少したことであった。前世代では、温暖化の低いシナリオでは、トウモロコシの生産性は今世紀末までに約5％増加すると示唆されていたが、最新のモデルでは、同等のシナリオであるSSP1-2.6では6％の減少が示された。高排出量のSSP5-8.5では、2100年までに世界的に24％の減少が見込まれ、以前の1％の増加とは対照的であった。[150]

米

ベトナム、カントー市ビントゥイ郡の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、地球温暖化が1℃（1.8℉）上昇するごとに世界の米の収穫量は3.2％減少する。[12]降水量、CO2施肥効果、その他の要因の変化を考慮する必要があるため、予測はより複雑になる。例えば、東アジアの稲作に対する気候の影響はこれまでのところ正味でプラスであったが、[6] : 728  2023年の研究では、今世紀末までに中国は極端な降雨量の増加だけで米の収穫量が最大8％減少する可能性があると示唆されている。[29] 2021年時点で、最先端の気候モデルと農業モデルによる世界の米の収穫量予測は、小麦やトウモロコシの場合ほど一貫性がなく、統計的に有意な明確な傾向を特定することはできなかった。[150]

気候変動が稲作に与える影響に関する予測は様々である。世界の稲作収量は、世界平均気温が1℃上昇するごとに約3.2%減少すると予測されている[154]。一方、別の研究では、世界の稲作は当初は増加するものの、気温上昇が約3℃（1850～1900年と比較して2091～2100年）になると横ばいになると予測されている[155] 。

気候変動が稲作に与える影響は、地理的な場所や社会経済的背景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カ国の200の農家で米の収穫量が10%から20%減少しました。これは夜間呼吸の増加が原因と考えられます。[156] [157] IRRIは、アジアの米の収穫量は地球の平均気温が1℃上昇するごとに約20%減少すると予測しています。さらに、稲は花が1時間以上35℃以上の温度にさらされると実をつけることができないため、このような条件下では収穫が失われることになります。[158] [159]

イタリアのポー平野 では、 21世紀の干ばつにより、リゾット米のアルボリオ種とカルナローリ種が不作に見舞われました。エンテ・ナツィオナーレ・リージ（イタリア） では 、干ばつ耐性品種の開発が進められています。同地域のヌオーヴォ・プロメテオ種は根が深く、干ばつにも耐えますが、リゾットには適していません。[160]

小麦

2016年の大雨の影響を受けたハンガリーの小麦畑。

天水 小麦に対する気候変動の影響は、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、気候条件が幅広いため、世界のさまざまな地域の代表例となっています。気候条件は、温帯から高温乾燥、低温半乾燥まで多岐にわたります。気温が最大2.5℃（4.5℉）上昇し、降雨量が最大25％減少するというシナリオでは、小麦の穀物収量の損失が甚大になる可能性があることが示されています。損失は温帯地域で45％にも達し、高温乾燥地域では50％以上になる可能性があります。しかし、低温半乾燥地域では収量をいくらか（約15％）増加させることができます。最も有望な適応戦略は、種まきの時期を中心に行われます。11月から1月にかけての遅い植え付けは、降雨の季節性により収量に大きなプラスの影響を与える可能性があります。[161]しかし、これらの実験ではCO2増加の影響は考慮されていません。

世界的に、気温の変化だけでも、地球温暖化が1℃（1.8℉）進むごとに小麦の年間収穫量が6％減少すると予想されている。[12]しかし、降水量やCO2施肥効果などの他の要因の方が小麦の収穫量にはるかに大きな利益をもたらす。2021年11月、最新の地球システムモデルと専用農業作物モデルを組み合わせた出力を比較したモデリング実験の結果が発表された。この実験では、特に温暖化が進んだ場合、トウモロコシの将来の世界的収穫量は一貫して減少すると予測されたが、小麦の収穫量についてはその逆の結果となった。前世代のモデルでは、高排出シナリオ下では2100年までに世界の小麦収穫量が9％増加すると示唆されていたが、最新の結果では、最も温暖化したSSP5-8.5シナリオ下では18％増加すると示されている。[150]予測によれば、熱によるストレスはインド・ガンジス平原（IGP）の約半分に影響を及ぼし、2050年までに小麦の栽培に適さなくなる可能性がある。[152]

大豆

一般にアカヒゲカメムシとして知られるPiezodorus guildiniiは、注目すべき大豆の害虫であり、気候変動の影響でさらに蔓延し、より大きな被害を引き起こすことが予想されています

研究によると、二酸化炭素濃度が上昇すると大豆の葉の栄養価が低下し、そのため草食甲虫は必要な栄養素を得るためにより多くの食物を摂取する必要があることが示されています。 [ 34 ]さらに、高二酸化炭素濃度下では、大豆は捕食性昆虫に対する防御能力が低下します。二酸化炭素は、植物が攻撃を感知すると分泌する殺虫毒であるジャスモン酸の生産を減少させます。この保護がなければ、甲虫は大豆の葉を自由に食べることができ、結果として収穫量が減少します。 [34]これは大豆に特有の問題ではなく、多くの植物種の防御機構が高二酸化炭素環境で損なわれています。 [ 128]

研究によると、気温の変化だけで、地球温暖化が1℃（1.8℉）上昇するごとに世界の大豆の収穫量は3.1%減少する。[12]降水量の変化、CO2施肥効果、その他の要因を考慮すると、これらの予測はより複雑になる。 2021年時点で、最先端の気候モデルと農業モデルによる世界の大豆収穫量の予測は、トウモロコシや小麦の予測と比較して、明確な傾向を示すことができなかった。[150]

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あります。[162]

キビとモロコシ

エチオピアのハイク湖畔にあるモロコシ畑

キビとソルガムは4大作物ほど広く消費されていないものの、多くのアフリカ諸国では重要な主食となっている。2022年に発表された論文によると、最も温暖化が進むSSP5-8.5シナリオでは、気温と土壌水分の変化により、キビ、ソルガム、トウモロコシ、大豆の総収量がモデルによって9%から32%減少することが明らかになった。注目すべきは、この結果は以前のモデルよりも悲観的ではない点である。著者らは、以前のモデルでは土壌水分を直接シミュレートしていたが、気候変動による水循環への影響による降水量の変化を追跡することで間接的に土壌水分を考慮しようとしていたため、この結果が以前のモデルよりも悲観的ではないとしている。[163]

レンズ豆（大豆以外）

アフリカにおける気候変動による干ばつストレスは、インゲン豆の栄養価の低下につながる可能性が高い。[164]これは主に、より多くの食物を摂取したり、より多様な食事をしたり、サプリメントを摂取したりすることで補う能力が低い貧しい国の人々に影響を及ぼすだろう

ジャガイモ

主要なジャガイモ6品種の干ばつ条件に対する反応。[165]

ジャガイモの植物と作物の収穫量は、 CO2の施肥効果の恩恵を受けると予測されており、[166]光合成速度が上昇して成長が促進され、気孔からの蒸散量が少なくなるため水の消費量が減り、食用塊茎のデンプン含有量が増加すると考えられます。[167]しかし、ジャガイモは小麦などの他の主要作物よりも土壌水分不足に敏感です。[168]英国では、天水栽培の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ます。[169]これらの変化は、特にジャガイモの生育期に灌漑用水の需要増加につながる可能性があります。[167]

ジャガイモは温暖な環境で最もよく育ちます。[170] 30℃（86℉）を超える気温は、塊茎の褐色斑点などの生理学的損傷から、成長の遅れ、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。[171]これらの影響により、塊茎の数と重量の両方が減少するため、収穫量は減少します。その結果、現在の気温がジャガイモの生育温度範囲の限界に近い地域（例えば、サハラ以南のアフリカの大部分）[167]では、将来的にジャガイモの収穫量が大幅に減少する可能性があります。[170]一方、低温はジャガイモの成長を抑制し、霜害のリスクをもたらします。[167]

気候変動はジャガイモに直接影響を与えるだけでなく、ジャガイモに生じる多くの病害虫の分布と個体数にも影響を与えるでしょう。例えば、疫病は一部の地域（例えばフィンランド[123] ）では大きな脅威となる一方、他の地域（例えばイギリス[172]）ではより小さな脅威となると予測されています。2003年のある推計では、サハラ以南アフリカのような温暖な地域での収穫量の減少により、将来（2040～2069年）のジャガイモの世界収穫量は当時よりも18～32%減少すると示唆されています[123]。農家とジャガイモの品種が新しい環境に適応できない限り、この状況は続くでしょう[116] 。

ブドウ（ワイン生産）

日焼けによる熱でダメージを受けたシャルドネのブドウ
ブドウの木は周囲の環境に非常に敏感で、収穫量の季節変動は32.5%である。[173]気候はブドウとワインの生産における重要な制御要因の一つであり、[174]特定のブドウ品種が特定の地域に適しているかどうか、また生産されるワインの種類と品質に影響を与える。[175] [176]ワインの成分は中気候と微気候に大きく依存しており、これは高品質のワインを生産するためには気候・土壌・品種の均衡を維持する必要があることを意味する。気候・土壌・品種の相互作用は、場合によっては気候変動の影響によって脅かされる。ブドウの季節的変動の基礎となる遺伝子を特定することで、将来の気候条件において特定の品種の一貫した収穫量を維持するのに役立つ可能性がある。[177]
気温が徐々に上昇すると、栽培に適した地域が変化する。[178]ヨーロッパのブドウ栽培の北限は、2020年までに10年ごとに10～30キロメートル（6.2～18.6マイル）ずつ北に移動すると推定されており、この割合は2020年から2050年の間に倍増すると予測されている。[179]これにはプラス面とマイナス面があり、特定の地域では新しい品種が栽培される可能性が高まる一方で、他の品種の適性が失われ、生産品質と生産量全体にリスクが生じる可能性がある。[180] [178]

家畜飼育への影響

気候変動による放牧家畜への悪影響に対して最も脆弱であると考えられる国々と最も脆弱でないと考えられる国々の地図。[181]
気候変動による家畜への多面的な影響[46]

気候変動は畜産に数多くの相互に関連した影響を及ぼします。畜産は温室効果ガスの排出により、人為的な気候変動の影響を強く受けると同時に、その大きな要因にもなっています。2011年時点で、約4億人が何らかの形で生計を立てるために畜産に依存していました。[44] : 746 この部門の商業的価値は1兆ドル近くと推定されています。[182]人間による肉や動物性食品の消費を完全に止めることは現時点では現実的な目標とは考えられていないため、[183]​​ 気候変動の影響への包括的な適応には、畜産も考慮する必要があります。

家畜生産への悪影響として、最も寒い国を除く全ての国で熱ストレスが増加することが観察されている。 [45] [184]これにより、熱波の際に大量の動物が死亡するほか、牛乳などの製品の量や品質の低下、足の不自由さなどの症状に対する脆弱性の増大、さらには生殖能力の低下といった、致死的ではない影響も生じる。[44] もう1つの影響は、干ばつによるものか、CO2施肥効果の二次的影響によるものかを問わず、動物飼料の量や品質の低下である。飼料の栽培が困難になると、21世紀半ばまでに世界中の家畜頭数が7～10％減少する可能性がある。[44] : 748 動物の寄生虫や媒介性疾患も以前よりも蔓延しており、これを示すデータは、人間の病原体の蔓延への影響を推定するために使用されるデータよりも質が高いことが多い。[44]

現在家畜を飼育している地域の中には、今世紀末の温暖化が深刻化しても「極度の熱ストレス」を回避できる地域もあれば、早ければ今世紀半ばには家畜飼育に適さなくなる地域もある。[44] : 750 一般的に、サハラ以南アフリカは、気候変動が家畜に及ぼす影響による食料安全保障上のショックに対して最も脆弱な地域と考えられている。これらの地域では、今世紀半ば頃に1億8000万人以上の人々が牧草地の適性度が大幅に低下すると予想されているからだ。[44] : 748 一方、日本、米国、そしてヨーロッパ諸国は、最も脆弱性が低いと考えられている。これは、各国への気候変動の直接的な影響だけでなく、人間開発指数やその他の国家レジリエンス指標における既存の差異、そして国民食における牧畜の重要性の大きな差異にも起因している。[181]

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、そして世界的な競争と紛争が激化するSSP3）における、平均食料供給量（一人当たりカロリー消費量として表される）、飢餓リスク人口、および障害調整生存年数の予測変化。赤線とオレンジ線は、将来の排出量の強度が高い場合と低い場合、およびそれに伴う気候変動を想定したSSP3の予測を示している。[185]

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、時とともに進化してきました。2022年に発表された最新の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リスクにさらされる人々の数が800万人から8000万人増加し、そのほぼ全員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示唆されています。しかし、この比較は気候変動が発生していない世界と比較したものであり、現在の状況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ありません。[6] : 717 

以前の気候変動と土地に関する特別報告書では、比較的高い排出量のシナリオ（RCP6.0）では、社会経済的経路に応じて、2050年には穀物の価格が1～29％上昇する可能性があると示唆しています。[87] : 439 気候変動がない場合のシナリオと比較すると、100万人から1億8100万人の低所得者が飢餓の危険にさらされることになります。[87]

気候変動が食料の利用（食品の腐敗防止、栄養素の吸収に十分な健康状態など）に及ぼす影響を予測することは困難です。2016年に行われたモデル研究によると、最も深刻な気候変動シナリオでは、今世紀半ばまでに一人当たりの世界の食料供給量が3.2%減少し、赤身肉の消費量は0.7%、果物と野菜の消費量は4%減少すると予測されています。この数値によると、その結果、2010年から2050年の間に主に南アジアと東アジアで52万9000人が死亡すると予測されています。これらの死者の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対策を講じることで、これらの予測値は最大71%減少します。[186]食料価格も変動が激しくなると予想されています。[187]

2017年時点で、約8億2100万人が飢餓に苦しんでいました。これは世界人口の約11%に相当し、地域別に見ると、サハラ以南アフリカの23.2% 、カリブ海諸国の16.5%、南アジアの14.8%が含まれます。[15] 2021年には、7億2000万人から8億1100万人が栄養不足状態にあると推定されました（そのうち、20万人、3230万人、1億1230万人がそれぞれ「壊滅的」、「緊急」、「危機的」な食料不安レベルにありました）。[14]

2020年の研究では、社会経済発展のベースライン予測レベル（共通社会経済経路2）では、人口が92億人に達するにもかかわらず、2050年までにこの数字は世界全体で1億2,200万人に減少すると示唆されています。気候変動の影響は、この2050年の数字を最大で約8,000万人増加させると予想され、関税撤廃などの措置により食料貿易を容易にすることで、マイナスの影響は2,000万人にまで軽減される可能性があります。[15]

2021年には、食料安全保障に関する57の研究を対象としたメタ分析がより悲観的な見通しを示し、SSP2の下では2050年に飢餓リスクにさらされる人口は約5億人になると示唆しました。しかし、気候変動の進行と公平な世界的発展の欠如を伴う共通社会経済経路のいくつかのバリエーションでは、世界の飢餓人口が2010年の水準から最大30%増加するという結果が出ました。[13]

2007年に発表された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）[188] ）で、社会経済発展の傾向により、3つの経路（A1、B1、B2）では2080年までに栄養不良人口が1億～1億3000万人に減少することが示されていました。一方、A2の傾向では7億7000万人の栄養不良が予測されており、これは現在（21世紀初頭）の約7億人という数字と同程度です。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すると、A1、B1、B2のシナリオでは2080年までに1億～3億8000万人が栄養不良に陥り（それでも2006年の水準から飢餓人口は大幅に減少しています）、A2では7億4000万人～13億人が栄養不良に陥ると予測されますが、これらの数字の確実性は低い（20％）から中程度でした。[189] サハラ以南のアフリカは、主に社会経済的傾向の違いにより、アジアを抜いて世界で最も食料不安の大きい地域となる可能性が高い。 [190]

異常気象と同時発生的な農作物の不作の影響

低排出シナリオと高排出シナリオの両方において、2100年までに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のある地域。[18]

一部の科学者は、前述の作物収穫量と食糧安全保障の予測は限定的だと考えている。なぜなら、彼らの見解では、これら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、極端な気候現象を考慮するには不十分だからである。例えば、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したが、今度は、新しい気候では1%（つまり100年に1回）の確率で発生する気候事象（つまり、現在の気候では事実上不可能である）がその年に影響を与えるという仮定に基づいていた。この論文では、そのような事象は、低排出シナリオでもベースライン数を11～33%増加させ、高排出シナリオでは20～36%増加させると推定されている。もしそのような事象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、打撃を吸収するためには、2021年の既知の食糧備蓄の3倍が必要だっただろう。[16]

注目すべきことに、他の論文では、 2003年のヨーロッパの熱波など、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、通常、現実世界で観測されたものよりも影響が低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を示しています。[17] [191]

2番目に温暖化が進んだシナリオRCP6.0における、2100年と2500年の主要7作物の収穫量の予測。（2021年の研究）[192]

気候の平均と極端な差は、農業が成り立たなくなる可能性のあ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、研究チームは 気候モデルによる気温と水循環の平均変化の予測を2500年まで延長することを目指した。研究チームは、2番目に強い温暖化シナリオRCP6.0では、4大温帯作物（トウモロコシ、ジャガイモ、大豆、小麦）を栽培できる土地面積が2100年までに約11％、2500年までに18.3％減少する一方、主要熱帯作物（キャッサバ、米、サツマイモ、モロコシ、タロイモ、ヤムイモ）については、2100年頃にはわずか2.3％の減少にとどまり、2500年までには約15％の減少にとどまると予測した。低排出シナリオRCP2.6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が約3％減少し、熱帯作物については同量の増加が見込まれる。[192]

しかし、2021年の別の論文では、高排出SSP5-8.5の下では、2100年までに現在の農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」と定義する地域から外れると示唆されている。つまり、これらの地域（南アジアと中東の大部分、サハラ以南アフリカと中央アメリカの一部）では、ホールドリッジ生活圏（HLZ）とそれに伴う気象の急速な変化が起こり、社会的回復力も低くなる。注目すべきは、世界の農作物と家畜の生産量の同様の割合もHLZの大きな変化を経験するが、適応の可能性が高いより発展した地域で起こるということである。対照的に、低排出SSP1-2.6の下では、農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とされている。[18]

世界には特定の輸出国からの輸入に特に依存している国々があり、それらの国々の農作物の不作の影響を最も受けやすい状況にあります。[193]

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（10％以上の収量損失と定義）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ことが示唆されました。 [194]これは、そのシナリオで1.5℃（2.7℉）と2℃（3.6℉）の閾値に達することに相当します。以前の研究では、トウモロコシの場合、これにより、 20世紀後半の気候での6％から、複数の穀倉地帯の不作（10％以上の収量損失）が同時に発生するリスクがそれぞれ40％と54％に増加すると示唆されていました。[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、これらの国で農作物が不作になれば、その影響は不均衡に大きくなります。例えば、ロシア、タイ、米国からの主要作物の輸出を禁止するだけで、約2億人（その90%はサハラ以南アフリカ）が飢餓の危機に瀕することになります。[193]

さらに、同期現象の再現性という問題があります。これは、極端な気候現象が複数の重要な生産地域をほぼ同時期に襲うというものです。仮に、生育期が同期しているすべての地域で同時に不作が発生した場合、主要4作物の損失は17%から34%になると推定されています。[195]より現実的には、過去のデータの分析から、最大20%の収量損失を伴う同期気象現象が既に発生していることが示唆されています。[196]

2016年の推計によると、世界のトウモロコシ、米、小麦の輸出量が10％減少すると、貧困国58カ国の5500万人が少なくとも5％の食糧供給を失うことになる。[193]さらに、2つの特定のロスビー波パターンが、東アジア、東ヨーロッパ、中央北米、または西アジア、西ヨーロッパ、西中央北米で同時に猛暑を引き起こすことが知られている。これらの猛暑は、すでに影響を受けた地域で作物の収穫量を3～4％減少させることが示されている。[197]しかし、懸念されるのは、気候モデルが北米でのこうした歴史的出来事の影響を過大評価し、他の地域では過小評価しているため、実質的に純収穫量の損失がないとシミュレーションしていることだ。[9]

労働と経済への影響

気候変動は華北平原における熱中症を悪化させると予想されており、特にこの地域は広範囲にわたる灌漑によって非常に湿潤な空気がもたらされているため、熱中症のリスクが高まっています。特に排出量が最大化し、温暖化が進むシナリオでは、農業労働者が夏の暑い日に屋外で作業することが物理的に不可能になるリスクがあります。[198] [199]

異常気象がより頻繁に起こり、より激しくなると、洪水や干ばつによって作物が壊滅し、食糧供給が途絶える可能性があり、農業活動が混乱し、労働者が失業する恐れがある。 [40] [200]農家のコストが増えると、農業を続けることが経済的に不可能だと感じる農家も出てくる。つまり、干ばつの被害を受けた地域から永久に去ることを選択する農家も出てくる。[201]低所得国のほとんどでは、 農業が人口の大半を雇用しており、コストの増加は労働者の解雇や賃金カットにつながる可能性がある。[58]食料価格を上げることで対応する農家もいる。このコストは消費者に直接転嫁され、食料の購入しやすさに影響する。一部の農場では農産物を販売せず、家族や地域社会に食料を供給している。その食料がなければ、人々は十分に食べられない。その結果、生産量が減り、食料価格が上昇し、世界の一部地域で飢餓が起こる可能性がある。[202]インドの農業は雇用の52％を占め、カナダのプレーリー地域はカナダの農業の51％を供給しています。これらの地域の食用作物の生産に何らかの変化があれば、経済に大きな影響を与える可能性があります。[39]

注目すべきは、ある推計によると、20世紀後半に比べて気温が3℃（5.4℉）上昇すると（つまり、産業革命以前の気温と比較すると4℃（7.2℉）に近く、SSP5-8.5シナリオに関連するレベル）、屋外労働者が熱中症を経験する日数が増加するため、サハラ以南アフリカと東南アジアの労働力が30～50％低下すると示唆されている点である。この2つの大陸と中南米で最も被害が大きい地域では、最大250日に達する。その結果、農作物の価格が約5％上昇する可能性がある。[6] : 717  : 725 

同様に、華北平原も大きな影響を受けると予想されています。これは、この地域に広がる灌漑網が異常に湿潤な空気をもたらしていることが一因です。気候変動を阻止するための積極的な対策が取られないシナリオでは、一部の熱波は屋外労働者の大量死を引き起こすほど極端になる可能性がありますが、発生頻度は比較的低いままです（最も極端なシナリオでは、2100年以降、10年に1回程度）。[198]

さらに、気候変動が栄養不足や微量栄養素欠乏症に与える影響は、「完全な健康状態を維持できる年数」の損失として計算できる。[6] : 717  2016年に発表されたある推計によると、温暖化が著しく、世界的な紛争や対立が激化し適応力が低下するシナリオでは、2100年までにこうした損失が世界のGDPの0.4%、インドと南アジア地域ではGDPの4%を占める可能性があるとされている。 [185]

地球温暖化は、作物収量の減少、土地利用の拡大、そして投入資材への依存度の増大を強いることで、土壌流失、汚染、温室効果ガス排出といった農業の既存の弊害を深刻化させます。気候変動と農業は悪循環を生み出し、農業システムがより強靭で気候に配慮したものにならなければ、持続可能な食料生産はますます困難になることを強調しています。[203]

長期予測（2050年以降）

南アジアでは、ほとんどの気候・社会経済シナリオにおいて耕作地面積が増加すると予想されており、温暖化が顕著なシナリオでは、耕作地面積が最も大きく増加すると予測されています。温暖化が緩やかなシナリオでは、需要の減少により耕作地面積が減少すると予測されています。[204]世界的にも同様の傾向が予想されています。[86]

2050年以降を見据えた予測は少なくなっています。一般的に、気候変動は食糧生産にますます深刻な影響を及ぼすでしょうが、ほとんどの科学者は今世紀中に大量の人類の死をもたらすとは予想していません。[20] [19]これは、研究が現在行われている農業の改良が少なくともある程度継続すると予測していることと、農業の拡大も理由の一つです。例えば、2013年の論文では、RCP 8.5シナリオの大幅な温暖化がCO2施肥効果によって緩和されなければ、 2050年までに総収穫量が17%減少すると推定されています。しかし、この減少は耕作地面積の11%増加によってほぼ相殺されると予想されています。[142]

同様に、共有社会経済経路の前提の一つは、SSP1（正式副題は「持続可能性」または「グリーンロード」）を除くすべての経路において、農業に割り当てられる土地が大幅に増加し（それに応じて森林と「その他の自然地」の面積が減少する）というものである。SSP1では逆の現象が起こり、将来の温暖化レベルと人口増加率の両方が最も低いと予測されている。[86]

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産業であり、大陸全体の人々の生活と経済に貢献しています。サハラ以南アフリカでは、平均して農業はGDP全体の15%を占めています。[205]アフリカは地理的に気候変動の影響を特に受けやすく、人口の70%が天水農業に依存して生計を立てています。[206] サハラ以南アフリカの耕作地の80%は小規模農家が占めています。 [205] IPCCは2007年に、気候変動が農業生産性と食料へのアクセスを深刻に損なうと予測しました。[  207]この予測には「高い確信度」が与えられました。将来の気候変動の結果、耕作体系、家畜、漁業は害虫や病気のリスクが高まるでしょう。[208]害虫はすでに農業生産性の損失の約6分の1を占めています。[208]気候変動は害虫や病気の蔓延を加速させ、甚大な被害をもたらす事象の発生を増加させるでしょう。[208]気候変動がアフリカの農業生産に及ぼす影響は、食料安全保障と生計に深刻な影響を及ぼすでしょう。2014年から2018年の間、アフリカは世界で最も高いレベルの食料不安を抱えていました。[209]

農業システムに関しては、天水自給農業への依存度が高く、気候変動に適応した農業慣行の導入率が低いことが、このセクターの高い脆弱性の一因となっています。適応策を支援する気候データや情報の信頼性とアクセスの低さも、この状況を悪化させています。[210]気候変動による降水パターンの乱れが観測され、予測されていることは、アフリカの多くの地域で生育期間を短縮し、作物の収量に影響を及ぼす可能性があります。さらに、アフリカの農業セクターは、技術や適応のための資源へのアクセスが限られている小規模農家によって占められています。[211]

気候変動は、生産が降雨に大きく依存している開発途上国において、世界の食糧生産の変動の主な原因であり続けている。[212] [213]農業部門は気候変動、特に降水量、気温パターン、異常気象（干ばつや洪水）の年次変動に敏感である。これらの気候現象は将来増加すると予測されており、農業部門に重大な影響を及ぼすことが予想される。[215 ]これは、食料価格、食料安全保障、土地利用の決定に悪影響を及ぼすであろう。[216]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。 [ 215]気候変動が食糧生産に将来的に破壊的な影響を与えないようにするためには、気候変動の増加に対処するための政策を調整または提案することが極めて重要である。アフリカ諸国は、予想される気候変動に合わせて食糧資源を管理するための国家法的枠組みを構築する必要がある。しかし、気候変動の影響、特に農業分野への影響に対処するための政策を策定する前に、気候変動が様々な食用作物にどのような影響を与えるかを明確に理解することが不可欠です。[217]これは、2020年に東アフリカの農業に深刻な悪影響を及ぼしたイナゴの大量発生により特に重要です。[218]この発生は気候変動に一部起因すると考えられており、気温上昇と降雨量の増加がイナゴの異常な増加を引き起こしました。[218]

アジア

東アジアと東南アジアでは、2007年の推定によると、21世紀半ばまでに作物の収穫量は最大20%増加する可能性があるとされています。 [144] : 13 中央アジアと南アジアでは、同時期に収穫量が最大30%減少する可能性があると予測されています。これらを総合すると、いくつかの発展途上国では飢餓のリスクが依然として非常に高いと予測されています。[更新が必要]

アジアの国々はそれぞれ気候変動の影響を受ける。例えば中国は、気温上昇1.5℃（2.7℉）のシナリオで炭素施肥を伴い、年間3%、180億米ドルの利益を得る。しかしインドは、高い企業純収益が春の高温の影響を受けるため、アジア大陸全体の農業損失の3分の2を被ることになる。[219]インドのインド・ガンジス平野では、熱ストレスと水資源の不足が小麦の収穫量に重大な悪影響を及ぼすと予測されている。[220]平均気温と最高気温の上昇による直接的な影響は、小麦の収穫量を最大10%減少させると予測されている。灌漑用水の減少の影響はさらに大きく、収穫量の損失は最大35%に達する。

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、飼育戦略の影響で家畜の生産量が減少するだろう。 [221]

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、予測される影響は甚大なものとなる可能性が高い。2030年までに、オーストラリア南部と東部の大部分、そしてニュージーランド東部の一部で、農林業の生産量は減少すると予測されている。 [222]ニュージーランドでは、初期の恩恵は主要河川の近く、西部および南部で見込まれると予測されている。[222]

ヨーロッパ

南ヨーロッパでは、2007年に気候変動によって農作物の生産性が低下すると予測されていました。[144] : 14 中央および東ヨーロッパでは、森林の生産性が低下すると予想されていました。北ヨーロッパでは、気候変動の初期の影響により農作物の収穫量が増加すると予測されていました。2019年の欧州環境機関の報告書「ヨーロッパの農業部門における気候変動への適応」は、これを再び確認しました。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）。これは、その日までに農家の収入が大幅に減少する可能性があることを示しています。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％以上減少すると予測されており、土地の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、ひいては農業収入に影響を与えると言われています。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。[223]ウクライナでは、年間を通じて気温が上昇し、降水量も増加すると予測されており、冬小麦（冬に播種される小麦）の収穫量は、2010年と比較して2050年までに北部および北西部で20～40％増加する可能性がある。[224]

ラテンアメリカ

ラテンアメリカの主な農産物には、家畜や穀物があり、トウモロコシ、小麦、大豆、米などがある。[225] [226]気温の上昇と水循環の変化により、生育期間が短くなり、バイオマス生産が全体的に減少し、穀物収量が低下すると予測されている。[226] [227] 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総生産の 70～90% を占めている。[226]これらの地域やその他の乾燥地域では、トウモロコシの生産が減少すると予想されている。[225] [226]ラテンアメリカの農業に対する気候変動の影響研究をまとめた研究では、ブラジル、アルゼンチン、ウルグアイで小麦が減少すると予想されている。[226]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は、主な農産物である家畜が減少する可能性がある。[225] [226]ラテンアメリカの地域によって生産量の減少度合いにばらつきがある可能性が高い。[225]例えば、2003年にラテンアメリカにおける将来のトウモロコシ生産量を予測したある研究では、2055年までにブラジル東部のトウモロコシは緩やかな変化が見られるが、ベネズエラでは大幅な減少が見込まれると予測されている。[225]

降雨量の変動性の増大は、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一つとなっています。2009年から2019年にかけて、この地域では、平均以下の降雨量の年と、その間に大雨が続く年が続きました。[228] 5月と6月の春の雨は特に不安定で、農家が春の雨期にトウモロコシを植える際に問題を引き起こしています。この地域の自給自足農家のほとんどは灌漑設備がなく、作物の生育は雨に依存しています。メキシコでは、灌漑設備のある農場はわずか21%で、残りの79%は降雨に依存しています。[229]

ラテンアメリカにおける地球温暖化の農業への影響を緩和するための適応戦略として、植物育種技術の利用や灌漑インフラの整備などが提案されている。[226]

北アメリカ

4人の政治指導者が観客に向かってステージに座り、食料安全保障と気候変動に関するセッションで質問に答えている。
2014年、米国とアフリカの指導者たちはワシントンDCの米国科学アカデミーで開催された食糧安全保障と気候変動に関する首脳サミットで会合した。

気温上昇に伴い、北米西部の乾燥地帯および半乾燥地帯では干ばつの頻度と激しさが増しており、春の雪解け水による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。 [230]気候変動の直接的な影響には、熱ストレスと水ストレスの増加、作物の季節変化、共生関係の破壊などがある。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、その複合的な影響として、在来樹木の減少と外来草本植物や干ばつ耐性植物の優勢化、多くの在来動物の生息地の質の低下、落葉の分解と栄養循環の遅延などが考えられる。気候変動が人間の水需要と灌漑に及ぼす影響は、これらの影響を激化させる可能性がある。[231]

カナダでは、春播き小麦の顕著な増加が予測されています。[232]

適応

ケニア、マチャコス郡における気候変動対応型農業

気候変動適応策は、気候変動による農業への悪影響のリスクを軽減する可能性があります。適応は、経営慣行の変更、農業革新、制度改革、そして気候変動対応型農業を通じて実現できます。[233]持続可能な食料システムを構築するためには、これらの対策は、地球温暖化全般の緩和に必要な変化と同様に不可欠であると考えられています。[234] [235]

農業イノベーションは、気候変動の潜在的問題への対処に不可欠です。これには、土壌管理の改善、節水技術、環境への作物の適合、様々な作物種の導入、輪作、適切な施肥、地域社会に基づく適応戦略の支援などが含まれます。[202] [236]政府レベルおよび世界レベルで、農業生産性とインフラに関する研究と投資を行い、関連する問題とその解決に最適な方法をより深く理解する必要があります。政府の政策とプログラムは、環境に配慮した政府補助金、教育キャンペーン、経済的インセンティブに加え、脆弱な人々のための資金、保険、セーフティネットを提供しなければなりません。[237] [202] [128]さらに、貧困地域や遠隔地に早期警報システムと正確な天気予報を提供することで、より良い備えが可能になります。[202]

気候変動は世界の降雨パターンを変化させており、農業にも影響を与えています。[238] 天水農業は世界の農業の80%を占めています。[239]世界の8億5,200万人の貧困層の多くは、食用作物の栽培を降雨に依存しているアジアとアフリカの地域に住んでいます。気候変動は降雨量、蒸発量、流出量、土壌水分の保持量を変化させます。長期にわたる干ばつは、小規模農場や限界農場の経営破綻につながる可能性があります。その結果、経済、政治、社会の混乱が拡大します。

水の利用可能性はあらゆる種類の農業に大きな影響を与えます。季節降水量の変化、あるいはその変動パターンはどちらも重要です。開花、受粉、登熟期の水分ストレスは、ほとんどの作物に悪影響を及ぼします。特にトウモロコシ、大豆、小麦に悪影響を及ぼします。土壌からの蒸発量の増加と植物自身の 蒸散の加速は、水分ストレスを引き起こします。

適応策は数多くあります。一つは、干ばつ耐性の高い作物品種を開発すること[240]、もう一つは地域に雨水貯留施設を建設することです。ジンバブエでは、小規模な植栽用盆地を利用して雨水を貯留することで、トウモロコシの収量が増加しました。これは降雨量が多くても少なくても変わりません。また、ニジェールでは、キビの収量が3～4倍に増加しました[241] 。

デジタル技術により、農家は土壌水分のリモートセンシング、IoTベースの灌漑制御、降雨予測のデータ分析を通じて、変化する降雨パターンに適応することが可能になります。[242]

気候変動は食料安全保障と水安全保障を脅かす可能性があります。食料安全保障を向上させ、将来の気候変動による悪影響を防ぐために、食料システムを適応させることは可能です。[243]

2023年にネイチャーフード誌に掲載された研究では、気候変動が世界の食料安全保障に深刻なリスクをもたらしていることが強調されており、世界中の脆弱な人々と食料システムを保護するために緊急の適応と緩和戦略が必要であると強調されています。[244]

農業からの温室効果ガス排出

農業からの温室効果ガス排出量は大きく、農業、林業、土地利用部門で世界の温室効果ガス排出量の13%から21%を占めています。[245] 直接的な温室効果ガス排出には、稲作や畜産業からの排出が含まれます。 [246] 森林などの非農地を農地に変換することによる間接的な排出も非常に重要です。 [247] [248]直接的な排出に関しては、亜酸化窒素とメタンが農業からの温室効果ガス総排出量の半分以上を占めています。[249] 2023年のレビューでは、農業土壌からの排出量は、土壌の種類、気候、管理方法などの要因によって決まると強調されています。また、保全耕起、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することができるいくつかの緩和戦略も強調されています。[250]

参照

参考文献

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