Interregional Grain Flows and Carbon Responsibility in China: Two-Stage Network DEA and Allocation Optimization for Low-Carbon Agricultural Governance

食料がひとつの場所で栽培され、数百マイルを輸送されて別の場所で食べられるという、広大で相互に連結したシステムを想像してみてください。このシステムにおいて、トラクターや肥料による炭素排出量といった食料を栽培するための環境コストは農場に留まりますが、その食料の恩恵は遠く離れた都市へと行き着きます。何十年もの間、科学者や政策立案者は、私たちの食料供給の環境負荷に対して、誰が真に責任を負っているのかを測定することに苦心してきました。伝統的な手法は、しばに特定の地域を隔離された「閉じた部屋」のように扱い、その境界内で発生した汚染のみをカウントするというものです。このアプローチは盲点を生み出します。つまり、食料を輸入している都市をクリーンで効率的に見せかける一方で、国の他の地域のために食料を栽培している農村地域に罰を与えることになります。気候変動によって資源管理の再考が迫られる中、地域間で環境負荷がどのように隠れて流れているかを理解することは極めて重要になっています。もし、どこから排出が発生し、どこへ行くのかという全体像を見ることができなければ、効果的な削減戦略を設計することはできません。

合肥工業大学の研究チームと安徽省の投資会社は、中国全土における穀物の移動をマッピングする新しい手法を開発することで、この問題に取り組んできました。彼らは、ある州が自給自用を大幅に上回る量を生産し、その余剰分を他の州へ送っているという、中国の巨大な穀物生産・消費ネットワークに焦点を当てました。研究者たちは、穀物の移動を単なる貿易取引としてではなく、「環境責任の移転」として扱う計算フレームワークを構築しました。各省を独立した島として見るのではなく、彼らのモデルは、作物を作るために水、肥料、機械などの投入物が必要となる「生産段階」と、その穀物が輸送され、消費者のための食品へと加工される「流通段階」の間にある点と線を結びつけました。穀物が余剰地域から不足地域へと移動する様子を追跡することで、チームは、炭素の負担がいかにして「食べる側」から「作る側」へと転嫁されているかを算出することができました。

この研究は、2017年から2021年までの5年間にわたる、中国の30の省のデータを分析しました。研究者たちは、システムの中に明確かつしばしば不公平な分断があることを発見しました。東北地方や中原平野のような穀物を輸出する省は、一般に高い生産効率で運営されています。彼らは大規模で機械化された農場を用いて、膨大な量の食料を生産しています。しかし、全国のために食料を育てているため、彼らは栽培に伴う炭素排出の大部分を背負うことになります。対照的に、豊かな東海岸沿いに位置するような穀物を輸入する省は、自ら食料をあまり生産していないため、現地の排出量が非常に低いように見えます。彼らの地域の記録はクリーンな環境プロファイルを示していますが、これは生産という「汚い仕事」を他の地域にアウトソーシングしていることによって生じた錯覚です。研究者たちは、もしこれらの輸入省が、近隣からの助けなしに自力ですべての食料を栽培しなければならないとしたら、彼らの地域の炭素排出量は急増することを示し、消費の真のコストを明らかにしました。

この地域間貿易が実際に環境の構図をどれほど変えているかをテストするために、研究者たちは、省の間で穀物が移動できないという「もしも」のシナリオを作成しました。この閉鎖システムによるシミュレーションでは、すべての省が自らの土地のみに頼らざるを得なくなった場合、何が起こるかを計算しました。結果は衝撃的でした。余剰地域から不足地域への輸送ができなくなると、輸入地域における農業の炭素排出量は劇的に増加します。例えば、研究では、北京のような主要な輸入省が、もし自らすべての穀物を生産しなければならないとしたら、その農業炭素排出量は現在のレベルの約26倍に跳ね上がるということが指摘されています。逆に、輸出地域では、遠く離れた都市のために食料を育てる必要がなくなるため、排出量は大幅に減少します。この比較は、現在の穀物移動システムが、国全体の農業における炭素排出総量を抑えるのに役立っている一方で、その負担を生産地域に集中させていることを証明しました。

研究者たちは次に、より実用的な問いを投げかけました。「もし国の総穀物生産量を全く同じに保ったまま、誰が何を育てるかを再編成できるとしたらどうか？」彼らは、すでに穀物を輸出している省の間で生産の責任をシフトさせるシミュレーションを行うために、モデルを使用しました。目標は、総食料供給量を変えることなく、最も効率的な地域により多くの栽培を割り当て、効率の低い地域への依存を減らすことです。シミュレーションの結果、このような戦略的な再配分によって、国家的な栽培関連の炭素排出量を5％近く削減できることが示されました。具体的には、広大な連続した農地と高度な機械を備えた省に生産をより多く振り向け、断片的な土地やコストの高い地域には栽培量を少し減らすように指示することで、農業からの総排出量を5,565万トンから5,529万トンへと減少させることができます。

また、この研究は、効率の違いを何が駆動しているのかについても調査しました。穀物作物の割合が高く、都市化が進んでいる地域は、技術や市場へのアクセスが良いため、より効率的である傾向があることがわかりました。しかし同時に、大規模な自然保護区のような厳格な環境保護策が、高い効率達成を困難にしていることも判明しました。これは、これらの地域の農家が、より不適当な土地での栽培を強いられ、同じ収穫量を得るためにより多くの肥料や水を必要とするためです。研究者たちは、一律の環境政策は通用しないと結論付けました。食料を輸入する省が直面する課題は、輸出する省とは異なります。輸入地域は物流とサプライチェーンにおける廃棄の削減に焦点を当てる必要があり、輸出地域は、国全体の重い環境負荷を管理しながら、農業技術を向上させるための支援を受ける必要があります。

結局のところ、この研究は、気候ガバナンスにおける「公平性」についての新しい考え方を提示しています。それは、単に排出量のマップを見て、数字がすべてを語っていると仮定してはならないことを示唆しています。私たちの食料のカーボンフットプリントに対する責任は、生産と消費のネットワーク全体に分散しています。本研究は、輸出地域に課せられた負担を認識する会計システムを構築することで、現実を反映した政策を策定すべきであると提案しています。また、穀物輸入の恩恵を受けている地域は、その食料を栽培している地域の環境コストに貢献すべきであるとも示唆しています。これらの隠れた流れを理解することで、政策立案者は、食料供給を損なうことなく排出量を削減するためのより優れた戦略を設計でき、国家を養うためのコストが、より公平かつ効果的に分担されるようにすることができるのです。