Zero-Deforestation Land Use Scenarios in the Brazilian Cerrado: Pasture Intensification for Agriculture, Livestock and Regeneration

ブラジルのセラードは、生物多様性の重要な貯蔵庫であり、国の農業の主要なエンジンでもある、広大で種が豊富なサバンナです。この景観の中で、土壌は炭素（大気中に熱を閉じ込める温室効果ガス）の巨大で目に見えない銀行として機能しています。土地が切り開かれたり劣化したりすると、この炭素は大気中へと逃げ出してしまう可能性がありますが、土地が適切に管理されたり回復したりすれば、土壌と植物は再びその炭素を外から引き込み、貯蔵することができます。数十年にわたり、セラードは「増え続ける人口を養うために農業を拡大するか、それとも気候変動と戦うために自生植生を保護するか」という困難な選択に直面してきました。この緊張関係により、「どちらか一方の道を選ばなければならない」という共通の仮定が生じ、その結果、農作物や家畜のためのスペースを作るために、より多くの森林やサバンナが切り開かれることになってきました。

新たな研究は、この二項対立的な見方に疑問を投げかけ、「新しい土地を奪うのではなく、すでに持っている土地からより多くの食料を得ることはできるのか？」という異なる問いを立てています。研究者たちは、セラードの牧草地に焦点を当てました。この牧草地はバイオームの約4分の1を占めています。この草地の多くは状態が悪く、飼料の生産量も少なく、本来蓄えられるはずの炭素も十分に蓄積できていません。コンピューターモデルを用いて、これらの牧草地がより良い管理下でどのように反応するかをシミュレーションすることで、研究チームは、劣化した土地における畜産生産を強化することが、一本の木も切り倒すことなく、大豆栽培の拡大と自生植生の回復の両方にスペースを確保できるかどうかを探りました。

研究者たちは、約5,000万ヘクタールの牧草地をカバーする詳細なデジタルマップをセラード内に構築しました。彼らは、これらの牧草地を、生命力が高く青々とした「高活力（high vigor）」、そして劣化し苦境にある「低活力（low vigor）」または「中活力（medium vigor）」の3つのカテゴリーに分類しました。植物、根、そして土壌の間で炭素がどのように移動するかを追跡する高度な生態系モデルを使用し、彼らは劣化した牧草地を高活力へとアップグレードした場合に何が起こるかをシミュレーションしました。このアップグレードには、より優れた草の種類、施肥、および放牧管理が含まれます。モデルの計算によれば、これらの改善策が採用されれば、家畜が食べるための草の量は大幅に増加します。実際、改良された牧草地は、劣化した牧草地と比較して、ヘクタールあたりほぼ2倍の牛を支えることができます。

この効率性の向上は、土地の余剰を生み出します。研究では、2030年までにブラジルの牛の群れが6,100万頭に成長すると予測しています。現在の劣化した条件下では、この群れを支えるために膨大な面積の牧草地が必要となります。しかし、改良されたシナリオの下では、同じ数の牛を約2,200万ヘクタレスの土地で飼育することができ、これはベースラインと比較して約2,100万ヘクタレルの削減となります。この余剰地こそが、本研究の発見の鍵です。研究者たちは、この余剰地を他の2つの目標を満たすために割り当てました。一つは将来の需要に応えるための大豆生産の拡大であり、もう一つは自生植生の再生です。

彼らは、この土地の使い道について2つの具体的なシナリオを開発しました。一つ目は「完全再生（Full Regeneration）」シナリオで、牛や大豆のために必要でないすべての土地を、自生のサバンナへと戻すものです。二つ目は「標的再生（Targeted Regeneration）」シナリオで、自然な回復の可能性が最も高いエリアのみを復元し、残りは牧草地として維持するものです。結果は、どちらのアプローチも、森林破壊を行うことなく、予測される牛肉および大豆の需要を満たせることを示しました。完全再生シナリオでは、約1,800万ヘクタレタを自生植物の回復に充てます。一方、標的再生シナリオでは、約900万ヘクタレタを復元し、残りは牧草地として保持します。

これらの移行における最も重要な成果は、炭素貯蔵への影響です。研究では、2050年までの土壌および植生の炭素レベルをシミュレートしました。その結果、単に牧草地を改善するだけでも、土壌に蓄えられる炭素量が増加することがわかりました。自生植生の再生と組み合わせることで、この地域全体の炭素ストックは大幅に上昇します。2030年までに、完全再生シナリオでは、地域の貯蔵量に0.23ペタグラムの炭素が追加され、2050年までにはその増加分は0.47ペタグラムに達します。文脈として、1ペタグラムは10億メトリックトンに等しい重量の単位であり、これらの変化は、数億トンもの炭素が大気中から引き抜かれ、土地の中に固定されることを意味します。より保守的な標的再生シナリオであっても、2050年までに0.29ペタグラムのプラスの利得を示しました。

研究はまた、異なる土地利用の具体的なダイナミクスについても調査しました。牧草地を現代的な不耕起栽培による大豆畑に転換しても、土壌炭素の劇的な損失は起こらず、また大きな利得も生まれないことがわかりました。レベルは適切に管理された牧草地と比較して比較的安定していました。真の炭素成長の原動力は、自生植生の回復と草地の改善でした。自生植物が成長するにつれて、それらは幹や葉、そして深い根系の中に炭素を蓄え、改良された牧草地は土壌の中に炭素を隔離し続けました。モデルは、再生エリアの根と土壌に蓄えられる炭素が、最終的には地上に見える植物に蓄えられる炭素を上回ることを示しました。

こうした有望な結果にもかかわらず、著者たちは、これらが生物物理学的なポテンシャルに基づくシミュレーションであり、必ずしも起こることを保証するものではないと注意深く述べています。モデルは、農家が2025年から改良された管理技術を迅速に採用することを前提としていますが、この転換には多額の投資、技術的知識、および財務的支援が必要です。研究は、土地は物理的にはこの転換を支える能力があるものの、真の障壁は人間であることを強調しています。成功するかどうかは、政府の信用プログラム、民間金融、および技術支援ネットワークの間の調整された取り組みにかかっています。これらの制度的なサポートがなければ、環境を回復させながら農業需要を満たすというポテンシャルは、手の届かないままとなるかもしれません。

結局のところ、この研究は、セラードが世界に食料を供給することと、その生態系を守ることのどちらかを選ばなければならないわけではないことを実証しています。すでに使用している土地をより生産的にすることで、農業と自然の両方が繁栄するためのスペースを作り出すことができます。研究は、適切な管理があれば、この地域はより小さなフットプリント（占有面積）で増え続ける牛の群れと拡大する大豆生産を受け入れることができ、広大なエリアを癒やし、炭素を貯蔵するために残しておくことができると示唆しています。この統合的なアプローチは、食料生産と気候緩和が敵同士ではなく、持続可能な未来のためのパートナーとなり得る道筋を提示しています。