Sustai-N-ableプロジェクト

実践プログラム

Sustai-N-ableプロジェクト

プロジェクト概要

窒素は肥料・原料・燃料として人類に大きな便益をもたらします。しかし、我々の窒素利用は意図せずに窒素汚染を引き起こし、人と自然の健康を脅かしています。本研究プロジェクトでは、未知が多く残る窒素の動態を解明し、窒素利用に伴う環境への負荷と影響を定量し、窒素利用の便益・脅威や対策・行動変容の効果を評価し、持続可能な窒素利用の実現に向けた将来設計を行います。

研究の進捗状況

なぜこの研究をするのか

窒素はタンパク質や核酸塩基などの生体分子に必須の元素です。地球大気の78%は窒素ガス(N2)ですが、人類を含む生物の大半は安定なN2を利用できず、N2以外の形の窒素(反応性窒素、Nr)を必要とします。我々の食事はタンパク質として窒素を摂取する手段でもあります。限られた土地から多くの食料を得るには肥料となるNrが必要です。20世紀初期に実現したアンモニアの人工合成技術(ハーバー・ボッシュ法)は、望むだけのNrを手に入れることを可能にしました。合成されたNrは肥料に加えて工業原料にも用いられ、人類に大きな便益を与えてきました。

一方、人類が利用するNrの多くが反応性を有したまま環境へと排出されています。特に食料システムの窒素利用効率(NUE)が低いことが大きな原因です。食料生産のNUEが低いことに加え、食品ロスやNUEが相対的に低い畜産物を好むといった消費面の課題もあります。化石燃料などの燃焼もNrの排出源となります。環境へのNr排出の結果、地球温暖化、成層圏オゾン破壊、大気汚染、水質汚染、富栄養化、酸性化などの多様な窒素汚染が生じ、人と自然の健康に被害を及ぼしています。窒素利用の便益が窒素汚染の脅威を伴うトレードオフを「窒素問題」と呼びます(図1)。我々の将来可能性が健全であるように、窒素問題を解決に導き、将来世代の持続可能な窒素利用を実現する統合知を得るためにこの研究を行います。

図1:窒素利用の便益と窒素汚染の脅威のトレードオフ(窒素問題)
図1:窒素利用の便益と窒素汚染の脅威のトレードオフ(窒素問題)

これからやりたいこと

この研究では、人類の窒素利用を網羅します。つまり、食料生産の肥料、工業生産の原料、エネルギー生産の燃料(アンモニア燃料が最近注目されています)、そして、食料・モノ・エネルギー消費の全てを対象とします。窒素利用の便益と窒素汚染の脅威の実態を解明し、将来シナリオを構築した上で、窒素問題を解決して豊かで公平な食および人と自然の健康——持続可能な窒素利用——を実現するための学際・超学際知を創っていきたいです(図2)。

3つのブレイクスルーを目指します。1つは窒素利用と窒素汚染の因果関係の定量解析を可能とするツールの開発、1つは他の地球環境問題と比べて十分に知られていない窒素問題の認識の浸透、もう1つは持続可能な窒素利用を実現するための将来設計の実践です。これらのブレイクスルーを成し遂げるために、自然・社会科学の研究者および食文化の専門家など多分野のメンバーが集い、自然の窒素循環と生態系応答の解明、人間社会の窒素循環の解明と将来シナリオ構築、窒素の社会的費用の計測、窒素利用の費用便益評価、各種教育機会の作出、そして、持続可能な窒素利用のフューチャー・デザインなどに取り組みます。国内では幾つかの研究サイトを設けるほか、関連プログラム・プロジェクトや、つくば市、京都市、京都府などの自治体と連携し、国外では国連環境計画や国際窒素管理システムプロジェクトなどと連携して取り組んでいきます。

図2:持続可能な窒素利用に向けて
図2:持続可能な窒素利用に向けて

メンバー

プロジェクトリーダー

林 健太郎

総合地球環境学研究所教授/農業・食品産業技術総合研究機構農業環境研究部門主席研究員

プロフィール紹介

主なメンバー

柴田 英昭(北海道大学北方生物圏フィールド科学センター)
木庭 啓介(京都大学生態学研究センター)
松八重 一代(東北大学大学院環境科学研究科)
栗山 浩一(京都大学農学研究科)
舘野 隆之輔(京都大学フィールド科学教育研究センター)
梅澤 有(東京農工大学大学院農学研究院)
仁科 一哉(国立環境研究所地球システム領域)
浅野 眞希(筑波大学生命環境系)
柴田 嶺(新潟大学農学部)
種田 あずさ(農業・食品産業技術総合研究機構)
廣野 祐平(農業・食品産業技術総合研究機構)
山末 英嗣(立命館大学理工学部)
長谷川 知子(立命館大学理工学部)
浅利 美鈴(京都大学大学院地球環境学堂)
重富 陽介(長崎大学大学院水産・環境科学総合研究科)
張 政陽(東北大学大学院環境科学研究科)
片桐 究(東北大学大学院工学研究科)
佐々木 宏樹(農林水産省農林水産政策研究所)
村上 佳世(神戸大学社会システムイノベーションセンター)
蒲谷 景(立教大学経済学部)
京井 尋佑(京都大学農学研究科)
中川 善典(地球研/高知工科大学)
一原 雅子(地球研)
亀岡 孝治(信州大学社会基盤研究所)
尾藤 環(辻調理師専門学校)
小山 伸二(辻料理教育研究所)
渡貫 淳子(第57次南極地域観測隊)
渡邉 賢一(一般社団法人Space Saga)

外部評価委員による評価(英語)

研究スケジュール

2020年度
(令和2)
2021年度
(令和3)
2022年度
(令和4)
IS FS PR

研究の流れについて

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