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Exploring the future of land use and food security: A new set of global scenarios
journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0235597
Agrimonde-Terra 5つのシナリオ
www.inrae.fr/en/news/agrimonde-terra-foresight-study-land-use-and-food-security-2050
要旨
世界人口の増加と豊かさの向上、気候の変化、有限な天然資源に直面し、世界の食糧システムは将来的に変化しなければならない。
Agrimonde-Terraの先見性調査の目的は、世界の食糧システムの将来の可能性を探るために、栄養や健康などの見落とされていた側面に特に注意を払いながら、土地利用と食糧安全保障を結びつける世界的なシナリオを構築することであった。
この論文では、結果として得られた一連のシナリオが、土地利用と食糧安全保障に関する議論にどのように貢献し、世界の食糧システムの将来の可能性の幅を広げているかを明らかにしたい。
本論文では、4つの主要な貢献を紹介する。形態学的分析と定量的シミュレーションに基づくシナリオ構築手法と、扱いやすく単純なバイオマスバランスモデルを組み合わせることで、提案するアプローチは、シナリオシナリオの語りと定量的評価の間の透明性と一貫性を向上させている。
Agrimonde-Terra（アグリモンド・テラ）のシナリオは、栄養面や健康面での問題を抱えた幅広い代替食で構成されており、これらは対照的な都市化と農村の変容のプロセスを伴うものである。Agrimonde-Terraのシナリオは、既存の世界的なシナリオ、特にSSPと類似点があるが、2050年までの農地の拡大については、通常は楽観的ではない。
その結果、世界の食生活をより健康的なパターンに変えることで、農地面積の拡大を抑制できる可能性があることが示唆された。
Agrimonde-Terra のシナリオは、他の一連の世界シナリオでは珍しい 2 つの経路を提案することで、可能性のある未来の範囲を拡大している。
1 つ目は、超国家的な地域圏の中で、食品産業と地域生産の再接続の可能性を探ることを提案している。もう一つは、気候変動と生態学的危機が社会的・経済的危機と組み合わさって引き起こされる「パーフェクト・ストーム」がまだ可能であると考えるべきだということである。
COVID-19パンデミックの現在の状況が示すように、両方のシナリオが議論の一部となるべきである。
序論
世界人口の増加と豊かさの増大、気候の変化、有限の天然資源に直面し、世界の食糧システムは将来的に変化しなければならない。これらのシステムの変化がどのような方向に進むべきかについて、活発な議論が生まれている[1]。
2010年代初頭には、気候や生物多様性に悪影響を及ぼす農地面積の拡大を伴わずに、増大する人口に食糧を供給するために農業を持続的に強化する研究がいくつか提唱された[2-5]。
その後、一連の研究では、食糧需要の増加を緩和し、地球規模の食糧システムが天然資源や環境に与える負の影響を制限するために、消費パターンを変え、食糧の浪費を減らすことも解決策の一部であるべきであることが強調された。
気候変動研究コミュニティを中心としたこの研究の波は、負の環境影響の源としての畜産の大きな役割を指摘し、動物性食品消費の大幅な削減を推進した[6-11]。
一方で、持続可能な集約化の概念をめぐっては議論が続いていた。他の批判の中でも、アグロエコロジーの支持者からは疑問視されていた [12-13]。このような状況の中で、有機農業を含むアグロエコロジー的生産システムに焦点を当てた一連の研究が行われ、この種の供給対応が世界の持続的な食糧供給のための適切な戦略となるかどうかを評価することを目的とした [14-16]。
その結果は、食料浪費の削減と動物性食品の消費量の削減とを組み合わせれば、有機農業を含む農業生態学的生産システムは、農地利用を増加させることなく、増大する人口を養うことができ、その結果、持続可能な食糧の未来の一部となりうることを示唆している。
あるいは、一部の著者は、太りすぎ、肥満、非伝染性疾患（NCD）と天然資源と環境の両方の発生率に影響を与える食生活を通じて、人間の健康と環境の健康との間に密接な関連性があると主張し始めた。
この分野の研究では、世界の食糧システムを人類にとって安全な運用空間内に維持しながら、増加する人口を養うための選択肢として、より健康的な食生活への世界的な移行を提唱している[17-21]。
これらの研究は、より健康的な食生活、食品ロスと廃棄物の削減、農業生産性の向上を含むウィンウィンのシナリオが存在することを示唆しており、それによって世界の食糧システムが健康と死亡リスク、および環境に及ぼす悪影響を軽減することが可能になる。
上述の研究では、世界の農業と食糧システムの代替的な未来を記述した一連のシナリオは提供されていない。多くの場合、1 つのシナリオ（通常は通常通りのシナリオ）と、特定された 1 つまたは複数の推進要因（食生活、農業生産性、廃棄物や損失など）に対する代替的な傾向を検討している。
さらに、これらの分析では、通常、検討中のシナリオとその代替案の影響を定量的に評価するが、農業と食糧システムが現在の傾向から代替案へとどのように変化するかを説明するナラティブは提供しない。いくつかの先見性分析では、農業と食糧の将来に多かれ少なかれ焦点を当てた、このような一連のシナリオが提案されている。
これらの先見性分析は、シナリオの根底にある原動力を説明するナラティブと、シナリオの結果の評価（定量的・定性的）の両方を提供している。
MEA（ミレニアム生態系評価[22]）、SRES（排出量に関する特別報告書[23]）、SSP（共有社会経済経路[24]）、Agrimonde[25]およびFAO[26]のシナリオは、このような先見性分析の一例である。後者の 2 つのシナリオは農業と食糧の将来に焦点を当てているが、最初の 3 つのシナリオはより大きな範囲（SRES と SSP シナリオでは MEA における生態系の変化と気候変動）ではあるが、農業と食糧の将来にとって重要な役割を担っている。
これらの予見研究はすべて、農業と食糧の持続可能性に関する議論の一部でもある。しかし、そのどれもが健康面に関係していないことに気づくかもしれない。利用可能なすべてのシナリオセットにおいて、食生活の変化は栄養面や健康面に向けられているのではなく、主に農業や食品システムの環境への影響を軽減することを目的としている。その結果、将来の食生活の変化についての仮定は、ほとんどの場合、食事のエネルギー含有量と動物性食品の割合に集中している。
全体として、この文献は、世界の食糧システムの将来が非常に複雑で、非常に不確実であることを示している。また、世界の食糧システムの持続可能性において、土地利用が重要な役割を果たしていることも強調されている。
最後に、健康と環境の問題を共同で考慮する必要性も指摘している。この点では、土地利用と食糧安全保障（栄養面を含む）の関連性を通して食糧システムの将来を探ることは、持続可能な生産と健康的な消費の両方の問題を結びつけるための適切な方法であると思われる。
世界の食糧システムの将来を探るために、土地利用と食糧安全保障を結びつける新しい世界的なシナリオを構築することは、まさに2012年か et al 2016年にかけてINRAとCIRADが主導して行ったAgrimonde-Terraの先見性調査の目的であった。
この先見性調査は、土地利用パターンに影響を与える要因と、その影響が世界の食糧と栄養の安全保障に与える影響を明らかにすることを目的としている。さらに、上述したように、将来の世界の食糧システムに関する既存のシナリオの中に、栄養と健康の問題をより良く取り入れる必要があった。
その結果、Agrimonde-Terra は、2050 年の土地利用と食料安全保障に関する対照的な 5 つのシナリオを提案し、この新しい世界的なシナリオは、栄養と健康に関する対照的な問題を背景とした幅広い食生活の変化を取り入れた初めてのものとなった。Agrimonde-Terraの手法、シナリオ、および洞察については、Le Mouëlら[27]で詳細に説明されている。
Agrimonde-Terra の研究に続いて、本稿では、Agrimonde-Terra の一連のシナリオが、土地利用と食糧安全保障に関する議論にどのように貢献し、世界の食糧システムの将来の可能性の幅を広げているかを明らかにすることを目指す。
この目的のために、読者に十分かつ関連性のある背景情報を提供するために、まず、Agrimonde-Terraの手法、シナリオ、結果について簡単に報告する。
次に、Agrimonde-Terraが提案する一連のグローバル・シナリオが、グローバル・シナリオ研究の中でどのような位置づけにあるのか、また、それによって何がもたらされるのかを説明する。
我々は、Agrimonde-Terraのシナリオセットの4つの主要な貢献を強調している。
第一に、Agrimondde-Terraのシナリオの構築と定量化に用いられた手法は、定性的な物語と定量的なモデリングを結びつけた独自の連成アプローチであり、グローバル・シナリオ研究でよく用いられるアプローチとは異なるものである。
第二に、Agrimondde-Terraのシナリオは、対照的な都市化と農村部の変容の過程を伴う健康的な食事（[21]で推進されているものに類似）を含む幅広い代替食を含んで構成されている。このため、Agrimonde-Terra-テラのシナリオは、栄養面と健康面を取り入れ、農業と食料の将来に関して都市と農村の関係が果たす役割を強調しており、他の一連の世界的なシナリオには欠けている要素である。
第三に、他の一連のグローバルシナリオの代替として、Agrimonde-Terraは、一般的に使用されている（市場、経済、地政学的な）グローバリゼーションと断片化の経路（例えば、MEAのグローバル・オーケストレーションとオーダー・フロム・ストレングスのシナリオやSSP5とSSP3のシナリオ）の間の第三の方法を提案している。このシナリオでは、超国家的な地域圏は、地域の食文化を促進することで食糧システムを形成し、中規模都市や小規模都市の発展を通じて、食糧産業を地域の生産に再接続する。
第四に、他の世界的なシナリオとは異なり、Agrimonde-Terraは、生態学的危機に直面している分断された世界における農業と食料の将来を探るマルチクライシス・シナリオを含んでいる。
方法
先見性とは、将来を予測することではなく、将来の発展とそれを形作る可能性のある力についての理解を深め、関連する行動でそれを予測することである[28-29]。Agrimonde-Terra の先見性研究にはヒューリスティックな機能があり、その課題は、土地利用と食糧安全保障の可能な未来を探ることで、農業と食糧システムにおける現代的な力学の可能性とリスクをよりよく理解することである。また、戦略的思考、研究、公的議論に貢献することも目的としている。
Agrimonde-Terraのフォーサイト手法は、シナリオ構築と定量的シミュレーションを組み合わせたアプローチである（図1）。シナリオ構築では、それぞれのシナリオの整合性と妥当性を確保し、対照的なシナリオを通じて幅広い未来の可能性を探ることを目的とし、定量的なシミュレーションでは、シナリオに記述された変化の規模と範囲を測定し、それらを比較するための要素を提供する。
シナリオ設計
Agrimonde-Terraの先見性の研究では、地球規模の問題や相互に関連した問題、土地利用と食糧安全保障システムの非線形変化に関連した不確実性や複雑性に対処するために、探索的な方法論を用いた。Agrimonde-Terraのシナリオ構築アプローチは、システムの複雑さを先験的に低減することなく、システムの構造的な次元でも時間的なダイナミクスでもなく、何が起こりうるか、あるいは起こりうるかもしれないかを想定している[30-31]。
既存の多くのグローバルシナリオとは対照的に、Agrimonde-Terraのシナリオは、システムの将来に関する主要かつ最も不確実な原動力や結果を特徴づける2つの軸に沿って開発されているわけではない。
例えば、MEA のシナリオは、国際協力と貿易のためのグローバル・ガバナンス（グローバル化と地域化）、生態系管理に対す る態度（プロアクティブとリアクティブ）という 2 つの主要な推進力に沿って策定されており、SSP のシナリオは、気候変動緩和への課題と気候変動適応への課題という 2 つの主要な結果に沿って策定されている。
一部の著者によると、2×2のシナリオ手法は「範囲が限定的で、他の要因よりも一部の要因を過度に強調してしまう」可能性があるとされている [32-33]。その代わりに、我々は多次元的な体系的表現を提供する形態素解析を用いた [29, 34]。
形態素解析とは、「多次元で数値化できない問題の複合体に含まれる関係性の全体セットを構造化し、調査するための方法」[35-36]である。先見性研究の分野で応用される形態素解析は，「可能性の全領域を検討し，シナリオを構築する」のに役立つ [37-38]．まず，研究対象のシステムとその主要な推進要因が定義される．
次に、各ドライバーについて、変化の代替的な仮定が精緻化される。形態素表は、これらの代替的な仮定をドライバごとにまとめたもので、それによってドライバの仮定の組み合わせを可視化し、探究するのに役立つ。
組み合わせの内部整合性は、「互換性のない組み合わせを排除し… もっともらしい組み合わせを作成する」ために評価される[38]。全体のプロセスは、研究の異なる段階で、様々なフォーラム（すなわち専門家グループ）を実施して、ドライバーの変更の仮定、仮定の組み合わせとその内部整合性、および仮定の保持された最も妥当な組み合わせとしてのシナリオを議論することで実施される[39]。
このような体系的な手法により、システムの異なるドライバ間の複数のもっともらしい構成、因果関係、相互作用を調査することが可能となる。専門家グループの知識に基づき、シナリオの整合性と妥当性を保証する [40]。
Agrimonde-Terraに関しては、土地利用と食料安全保障システムとその主要なドライバーが最初に定義された。Agrimonde-Terra では、土地利用の変化は、直接的要因と外部要因の複雑な相互作用の結果であり[41]、食糧安全保障に影響を与えると考えている。
直接的な要因と外部要因とは、それぞれ、作付けシステム、家畜システム、農場構造、都市と農村の関係（都市化を含む）、グローバルな文脈（政治的、経済的、社会的、人口動態を含む）、気候変動、食生活である。これらのドライバーは、図 1 の左側のパネルに報告されている。
シナリオ作成プロセスには、複数の専門家グループが参加した（図1）。専門家グループは、現在のトレンドや起こりうる変化についての知識や評価を提供し、代替的な未来についての集合的な知性を構築した。
研究全体では、初期段階の科学的専門家グループ（テーマ別ワークショップ）を含む約 80 名の国際的な専門家が参加し、19 名のメンバー（科学者、国際機関や国の機関、市民社会の利害関係者のいずれか）からなるシナリオ委員会がシナリオ構築の指導を行った（謝辞参照）。
シナリオ作成プロセス
図 1 に示すように、シナリオ構築は、5 つの専門家グループ（4 つの「科学的専門家グループ」と 1 つの「シナリオ委員会」、上段の青ブロック）による 6 つのフェーズ（下段の緑のブロック）で行われた。
フェーズ1とフェーズ2では、土地利用と食料安全保障システムにおける長期的なダイナミクスを扱う。これらは、図 1 の左側のパネルに関連している。直接的な要因と外部要因のダイナミクスは、過去と現在のトレンドと将来の発展を形作る可能性のある潜在的な混乱を特定することを目的としたトレンド分析によって分析された（フェーズ 1）。第 2 段階では、各ドライバーの将来に関する代替的な仮定を精緻化した。
これらは、各ドライバーの 2050 年までの質的に異なるパスウェイを記述している。フェーズ 1 とフェーズ 2 は、4 つの直接的なドライバーのためのテーマ別ワークショップを通じて実施された。各ワークショップには、そのドライバーを専門とする特定の学術研究者グループが参加した。
各ドライバーについて、2 つの会議が開催された。第 1 の会議は過去の進化の傾向を議論することを目的としており、第 2 の会議は将来の進化に 関する代替的な仮定を構築することを目的としている。外部ドライバーについては、プロジェクトチームが分析を行った。
すべてのドライバーについて、専門家の知識、文献レビュー、利用可能なデータ（過去と現在のトレンドを特徴づけるための時系列データの基本的な記述統計を含む）に基づいて、トレンド分析と将来の代替的な定性的な仮定を行った。これらの2つのフェーズの結果、2050年までに起こりうる変化についての代替的な仮定が各ドライバーについて構築された。
図2. 5つのアグリモンデ・テラのシナリオ。
doi.org/10.1371/journal.pone.0235597.g002
以下の 2 つのフェーズ（3 と 4）では、シナリオと物語の精緻化に取り組んでいる。これらは、図 1 の中央パネルに関連している。シナリオ委員会では、学術研究者と利害関係者との間の広範な議論に基づいて、対照的な 5 つのシナリオを作成した。
シナリオ委員会では、まず、これまでのフェーズで得られたすべてのドライバーについて、2050 年までの代替的な仮定を評価した。次に、形態素解析表を用いて対照的なシナリオを構築した。
各シナリオは、ドライバーごとに 1 つまたは複数の変化の仮定を組み合わせ（図 1 中央パネルのグラフを参照。各シナリオは、2050 年の土地利用と食糧安全保障の状況を説明し、シナリオのナラティブに展開されている。シナリオ・ナラティブは、プロジェクトチームが起草し、シナリオ委員会の専門家の間で議論した。
フェーズ 5、6（図 1 右）では、シナリオの定量的な評価を行う。
シナリオ・シミュレーション
土地利用と農業生産・貿易に関するシナリオの定量的な影響を分析し、シナリオ委員会との反復プロセスを経て議論した。
シナリオシミュレーションは、GlobAgri-AgT[27]を用いて行った。モデルの構造と機能は、図 1 の右側のパネルに示されている（詳細は S1 ファイルにも記載されている）。世界の各地域の農産物（牧草や各種飼料用植物を含む）ごとに、資源利用の方程式がある。植物製品の方程式では、生産成分は収量パラメータを介して必要な土地面積（耕地と牧草地）にリンクされ、飼料成分は飼料生産パラメータを介して動物の生産にリンクされている。
各方程式において、輸入は国内利用の固定シェアであり、輸出は世界市場の固定シェアである。食料とその他の用途の成分は、モデルでは外生的なものである。シミュレーションモデルの入力であるそれらのレベルは、シナリオにおける人口動態、食生活、非食用の変化を想定した結果である。生産と土地利用、飼料、貿易の構成要素は、モデルでは内生的である。これらのレベルは、シナリオで想定される作物と家畜の生産性の変化を考慮して、モデルによって計算される。
世界の各地域には、最大耕作可能面積が設定されている。ある地域で国内ニーズが変化すると、国内生産は最大耕作可能面積に達するまで自由に調整される。次に、追加のニーズは貿易によってカバーする。第一に、その地域の輸出市場シェアを比例的に減少させ、第二に、十分でない場合は、その地域の輸入係数を比例的に増加させる。
GlobAgri-AgT では、38 の農産物と 14 の世界地域を考慮している（「S1 ファイル」に詳 細が記載されている）。基準年は 2007-2009 年の平均であり、シミュレーションの地平線は 2050 年である。データは主に FAO の商品収支 [42] を使用している。追加データは、飼料飼料（牧草と飼料を含む）については Herrero ら [43]、飼料植物の生産量と面積については Monfreda ら [44]、最大耕作可能面積については GAEZ ら [45]から得たものである。
出発点は形態学的表であり、これは各ドライバーの変化の代替的な仮定を報告している。これらの定性的な仮定は、まず定量的なモデル入力に変換される。これには、世界的な定性的な仮定（例えば、「食生活の多様性に基づく健康的な食生活への移行」という食生活ドライバの場合）と、各農産品と各世界地域のモデル入力レベル（例えば、西アフリカやインドの小麦、青果、乳製品、鶏肉の一人当たりの食品消費量）との間の詳細な変換マトリクスを確立することが含まれている。
図1の中央と右側のパネルの間にある黒い矢印は、これらの変換行列を示している。これらの換算行列は、過去に観測された時系列の動態を用いた統計的手法を用いて2050年までの予測を行っているわけではないことに注目すべきである。これらは、専門家の意見や既存の文献（様々な時間軸で利用可能な予測を含む）に基づいている。
すべてのドライバーの定性的な仮定がモデルの定量的なインプットに変換されると、シナリオをシミュレーションすることができる。図1の中央パネルに示されているように、我々のシナリオでは、いくつかの変化パターンの仮定が、いくつかのドライバーに対 して共存している可能性がある。
関連性がある場合には、同じシナリオを、1 つまたは 2 つのドライバーの変化の代替的な仮定を用いてシミュレートした。このようなシナリオのバリエーションは、食生活または作付け・家畜システムのいずれかに関係している（表 1 参照）。最後に、GlobAgri-AgT では、「世帯」シナリオの主な特殊性（モビリティ、マルチアクティビティ、ネットワーキング）には対応できないため、このシナリオについては定量的な結果は提供されないであった。
表1. シナリオのシミュレーションのための定量的なモデル入力。
doi.org/10.1371/journal.pone.0235597.t001
アグリモンデ・テラのシナリオ
Agrimonde-Terraは5つのシナリオのセットを提供しており、それらのシナリオは図2に示されている。対応する詳細なシナリオは Mora [46] に掲載されている。3 つのシナリオ、「メトロポライゼーション」、「地域化」、「世帯」は、世界のほとんどの地域で確認されている現在の競合傾向に基づいている。「ヘルシー」と「コミュニティ」の 2 つのシナリオには、土地利用と食糧安全保障システム全体を変える可能性のあるブレークが含まれている。
大都市化による土地利用［「メトロポライゼーション」シナリオ］
2050年までに、世界の人口の3分の2が都市に住み、都市人口の15%以上がメガシティ（人口1000万人以上）に住むようになる。
世界経済は、化石燃料をベースとした従来型の発展をたどっている。それは巨大都市の世界的なネットワークの上に構築されており、農村部からの移住者を惹きつけ、産業、サービス、知識の分野に人口と活動を集中させている。環境問題が後回しにされてきたため、気候変動は特に農業に大きな影響を与えている。
加工、小売、卸売の多国籍企業が、都市部と農村部の両方で食品市場の大部分を支配している。一つは、食用植物油、精製された穀物、砂糖、塩、動物性加工肉をベースにした低価格の超加工食品を提供するグローバル化されたバリューチェーンの拡大（ウルトララップ型）、もう一つは、富裕層の需要の増加に基づく動物性製品、特に肉の大量消費（アニップ型）に支えられた型である。
農業は、高レベルの入力と従来の集約化に基づいている。
フードシステムの進化の結果として、不健康な食生活は、都市部内で、都市部と農村部の間の食品格差の拡大に伴い、先進国と発展途上国の食事関連の非伝染性疾患の劇的な増加につながっている。
世界貿易の増加にもかかわらず、また、世界規模での農業の地域的な特化と同様に農地への強い圧力にもかかわらず、気候変動の農業へのかなりの影響は、食料供給システムをより脆弱にし、特に低所得世帯のために、時折食糧危機を誘発している。
地域の食糧システムのための土地利用［「地域化」シナリオ］
2050年までに、金融危機、失業、汚染、非伝染性の食事関連疾患の高率などの一連の問題に対処する方法として、超国家的な地域圏における政治的・経済的ガバナンスが生まれた。これらの圏域内では、各国はエネルギーの移行を管理し、食料の多様性を向上させている。
再生可能エネルギーの生産を増やし、地域で利用可能な化石燃料資源を利用することで、エネルギーの自立性を高めようとしている。地域は「食料主権と補完性」の概念を適用しており、可能な限りの食料を地域内で生産し、残りは輸入するというものである。中規模都市や小規模都市は地域開発の一部となり、農村部と大都市との間の仲介役として重要な役割を果たすようになった。
地域圏は、地域の食文化を促進し、食品産業への優先的な投資を行い、食品産業を地域の生産に結びつけることで、食糧システムを形成した。中規模都市や小規模都市は、工業的・小規模な食品加工を発展させた。これは、農業と農村地域の雇用と所得にプラスのノックオン効果をもたらした。
穏やかな気候変動の中では、従来のシステムから持続可能な集約化やアグロエコロジーまで、多様な作物や家畜のシステムが共存している。多様化とより自律性の追求は、地域の農業気候条件に最も適した品種を用いた、よりアグロエコロジーな農作物システムの構築につながり、同時に農作物と家畜システムの結びつきを強化している。
地域によって、作物システムは持続可能な集約化やアグロエコロジーへと進化し、家畜システムは国産飼料をベースとした従来型の集約化やアグロエコロジーへの道筋（技術のバリエーションAまたはB）を採用した。
地域的なフードバリューチェーンの発展に伴い、超加工食品の消費への栄養の移行は限定的になり、農村部の人々の食へのアクセスは改善された。世界的には、食生活と食糧システムの地域化は、国際貿易を制限することに貢献したが、それにもかかわらず、近・中 東、北アフリカ、西アフリカなどの純輸入地域にとっては依然として大きな懸念事項である。
多動・移動型世帯のための土地利用［「世帯」シナリオ
人々が高度に移動し、官民の利害がハイブリッド化した高度にグローバル化した世界では、市民社会グループ、国際NGO、地方自治体、多国籍企業、学術機関、財団、都市などの非国家アクターが、社会的、経済的、地政学的な変革プロセスを形成してきた。彼らは自らを組織化してアドホックなネットワークを形成し、貿易において重要な役割を果たし、主権者である政府を徐々に追い越している。
このダイナミックではあるが不安定な経済状況の中で、多くの世帯は、より多くの移動性を持つことで収入を向上させ、多様化させてきた。農村部と都市部の間の可逆的、一時的、近距離または長距離の移動が、社会的ネットワークと経済戦略の原動力となっている。
健康、生物多様性、環境、気候変動などに関する多様な要求が、農業の実践や農民グループに世間の注目を集めている。農家は、従来のサプライチェーンを分離・短縮するデジタルプラットフォームを介して、相互にネットワークを構築しながら、食品のバリューチェーンにおける組織的・技術的なイノベーションを推進している。これらのプラットフォームへのアクセスとその規制方法は、食品ガバナンスの中心となっている。
農村部と都市部の両方に居住し、農業と非農業活動を行うことで、世帯の収入は増加し、多様化した。ネットワークが地方、地域、国の規模から国際的なものまで多様化するにつれ、それらは農業の発展の基礎となった。
耕作・畜産システムの集約化は、先端技術（情報技術）を駆使した環境負荷の少ない高度な技術体系から、民需に対応したアグロエコロジー的なアプローチなどの革新的な技術体系まで様々である。
多面的な活動は、農村部と都市部の家計の所得を多様化し、食料品への直接的なアクセスを保証することで、農村部と都市部の家計の食料と栄養の安全保障を確保することに貢献している。
食の質と健康的な栄養のための土地利用［健康的」シナリオ
2020年代には、医療制度が食事関連の非伝染性疾患に関連した多額の費用に悩まされるようになり、より一般的には、栄養不良が公衆衛生に及ぼす影響がますます実感されるようになったため、ほとんどの国が、より健康的な食生活に向けて消費パターンをシフトさせるための多くの政策措置を実施した。
これらの政策は、エネルギー、輸送、建設、食糧システム、炭素貯留に焦点を当てることで、気候変動に対処するための国際的な対策と一致していた。食糧、農業、気候政策については、複数のスケール（国、地域、国際）での相乗効果が求められた。
世界的な土壌改良政策は、劣化した土地を農業利用と炭素貯留のために再生することにもつながっている。国や都市当局は、農村部と大都市圏を結びつけ、交通・通信インフラ、土地計画を改善し、食品サプライチェーンにおける損失や廃棄物を削減する、より包括的な開発プロセスを形成した。
2050年までには、栄養目標を達成するために、果物や野菜、粗粒穀物、豆類などの多様で健康的な製品へのアクセスを促進し、微量栄養素や繊維を保存することで加工の栄養品質を向上させるために、フードチェーンが再構築された。生鮮食品へのアクセスは、屋外市場、小規模小売店、大型スーパーマーケットなどの広範な流通チャネルの開発によって改善された。
栄養不足や栄養過多がもたらす課題に対応するために、農作物と作付けシステムの両方が、農業生態学の技術を取り入れて多様化していた。家畜システムは現在、ミネラルの循環を改善するために、作物生産に再び結び付けられている。
資本の利用可能性と農業労働力の状況に応じて、作物システムは持続可能な集約化（技術のバリエーションC）またはアグロエコロジー（技術のバリエーションD）へと進化してきた。
食品市場と農業を再形成する横断的な政策が混在した結果、世界の食生活は 40 年前よりもはるかに健康的になっている。不健康な食品消費の増加に歯止めがかかり、食品の多様化と農場システムの回復力の向上により栄養不良が減少した。
現在では栄養基準に基づいた国際貿易が行われているが、依然として大きな意味を持っている。
分断された世界における農村コミュニティのためのコモンズとしての土地［コミュニティ」シナリオ
2050年までに、同時の金融、エネルギー、生態系、地政学的な危機は、政治的にだけでなく、経済的にも断片化されている世界の状況を形成している。失業率が上昇し、それによって大都市の成長が阻害され、都市の脱集中が生じている。
大都市への移住が減少したことで、小さな町の成長と細分化された都市開発につながり、世界のいくつかの地域（南アジアとサハラ以南のアフリカ）では農村部の人口が増加した。
2050年までには、都市部の食糧サプライチェーンは、主食用の正規・非正規の市場、および都市部のコミュニティと農村部のコミュニティとの間のネットワークに依存するようになる。都市部および都市周辺部の農業は、より貧しい都市部の世帯に収入と食料を提供している。
このような状況のため、土地利用の変化は、地域が直面しているさまざまな課題（エネルギー、気候、土壌、水）や、アグロエコロジーへの移行をもたらすための農民の集団的な能力の有無によって、ある地域と別の地域との間で非常に多様化している。
2つの進化が優勢となっている。複数の危機に対処するために、いくつかの場所では、農民はアグロエコロジー農場（アグロエコロジーの変種）を開発するために彼らのコミュニティ内で自分自身を組織することに成功している。
食料品、エネルギー、環境サービスを提供するアグロエコロジー農業は、食糧システムと社会組織の中心的要素とみなされ、農村と都市のコミュニティに一定のレベルの食糧と栄養の安全保障を確保している。
他の場所では、農民が自分自身を組織化できなかった場合、従来の集約化に基づく自給自足農業は、作物の収量の崩壊と停滞をもたらした（崩壊変種）。作付けシステムは、地域、農村人口の人口動態の傾向、投入資材へのアクセスに応じて、2つのタイプの落とし穴に遭遇した：土壌の過剰な利用と、環境に強い悪影響をもたらす小規模農業の過剰な集約化である。このような状況下では、従来の集約化システムの脆弱性により、自給自足農業を行う地域では、食料不安が繰り返され、森林破壊の原因となっている。
Agrimonde-Terraの土地利用と食料安全保障に関する結果
GlobAgri-AgT から得られたシナリオの土地利用の変化の影響は、各シナリオに関わる食糧システムの持続可能性に関す る情報を提供するものであり、各シナリオが世界の食糧供給を確保する能力を示す指標でもある。
農地面積の拡大は、土地をめぐる緊張関係の高まりを示唆しており、世界と地域の両方のレベルで食糧の確保に疑問を投げかけている。食糧安全保障の他の 3 つの次元（アクセス、利用、安定性）と栄養面は、シナリオ・ナラティブから提供された情報に基づいた定性分析によって取り扱われる（S1 表も参照）。
我々は、世界レベルでの結果のみを提示している。世界の地域や特定の製品に関する詳細な結果は、Le Mouëlら[27]に掲載されている（S2ファイルとS1図も参照）。
形態学的表から定量的モデル入力へ
形態学的表は、2050年までの各ドライバーの代替変化の仮定を報告している。これらは定性的な仮定である。各ドライバについて、2050 年までの各定性的な仮定を定量的なモデル入力に変換するための一般的なルールを提供する変換行列を作成した。
これらの変換行列は、S2ファイルで提供されている。我々のアプローチを説明するために、また、シミュレーション結果をよりよく理解するための背景情報として、2050年までの代替的な変化の仮定の下で、世界平均（モデル入力は地域によって異なる）と選択された農産物について、各ドライバーの結果として得られた定量的なモデル入力を表1に示す。
シナリオには、モデルのインプットの対照的なセットが含まれており、結果として得られるシナリオのシミュレーションの範囲は、モデルが大きく異なるインプットに対してどのように反応するかを示している。
利用可能なグローバルシナリオセットの中には、人口変化がグローバルな地政学的、経済的、社会的文脈に敏感であると仮定し、シナリオに応じて人口の仮定を区別しているものがある（例えば、SSPsについては[47]）。
しかし、Agrimonde-Terraは、2050年までの人口変化という独自の仮定を保持することにした[48]。これは制限的な仮定であることは認める。これとは逆に、シナリオ間で人口変化が一定であるという我々の仮定では、シミュレートされた影響は、仮定された食生活と農業生産システムの変化（すなわち、食生活システム自体の変化）のみに起因するものであり、人口増加の変化に起因するものではないことが保証されている。
Agrimonde-Terraのシナリオで使用されている気候変動の仮定は、2050年の作物収量と耕作可能面積への影響によって区別されている。ランナウェイ（表1のランナウェイ）は、RCP8.5（IPCC第5次評価報告書、代表的な濃度経路）に対応しており、作物収量と耕作可能面積に強い影響を与えている。
これに対して、温暖化安定化前提（Stabilization）は、RCP2.6に相当し、影響はない。温暖化の安定化（Stabilization）は、他の気候変動前提と比較して、作物収量と耕地面積に中程度の影響を与える。
Agrimonde-Terraの様々なシナリオで使用されている食事は、エネルギー含有量と食事パターンの両方で異なっている。2050年の代替的な食生活は、エネルギー含有量が高く、多様性が低いか中程度の食生活（Ultrap：超加工食品に基づく移行、Animp：動物性食品に基づく移行）から、エネルギー含有量が中程度で多様性が中程度から高い食生活（Regional：地域の食品遺産に基づく移行、Healthy：多様で新鮮な食品に基づく移行）まで多岐にわたる（「考察」も参照のこと）。
作付けシステムの変更に関する代替的な仮定は、世界需要の動向に対する収量の正の反応（すなわち、誘導的な技術的変化、S2 ファイル参照）と組み合わされた、異なるレベルの収量ギャップの減少から生じる 2050 年の作物収量の差異化されたレベルを暗示している。
作付けシステムの仮定には、作付け強度の異なるレベルも含まれる。平均的には、従来型の集約化の仮定は、持続可能な集約化の仮定よりも2050年の作物収量を高く誘導し、次いでアグロエコロジーの仮定が続く。
この段階では、各シナリオの定量的なモデルインプットとして使用される2050年の作物収量が、各シナリオで使用された作付けシステムと気候変動の仮定の両方から得られることを強調しておくことが重要である。
様々な家畜部門における飼料生産量対生産量比は、植物生産物を動物生産物に変換する際の生産システムの性能を測るものである。世界平均として、従来型の集約化の仮定では、飼料生産高比率は低下し、畜産システムのパフォーマンスが向上していることを示唆している。パフォーマンスの改善は、アグロエコロジカル畜産の仮定では低く、バックヤード畜産の仮定ではさらに低い。
モデルの出力。対照的な土地利用の未来
ほとんどのAgrimonde-Terraのシナリオは、世界の農地面積の拡大につながる（図3、農地面積は農地と放牧地の合計）。
図3. Agrimonde-TerraとSSPシナリオが世界の農地面積（パネルA）と放牧地面積（パネルB）に与える影響。
出典：GlobAgri-AgT のシミュレーション結果と SSP シナリオ。GlobAgri-AgT のシミュレーション結果および SSP データベース [49-50]
doi.org/10.1371/journal.pone.0235597.g003
しかし、世界の農地の拡大幅はシナリオによって大きく異なる。特に、作物収量と家畜生産能力の停滞（20 億 ha または「崩壊するコミュニティ」（Communities_Collapse）で 41%増）、または畜産物消費の大幅な増加（13 億 ha または「畜産物を含むメトロポライゼーション」（Metropolization_Animp）で 27%増）のいずれかを含むシナリオでは、その割合が高くなっている。
食糧体制におけるカロリー利用可能性の低下（1 億 4,200 万 ha または「農業生態学のあるコミュニティ」（Communities_AE）では 3%増）、または動物性食品の消費量の限定的な増加と、肉消費における反芻動物から単胃食への切り替え（2,900 万 ha または 0.6%増）を組み合わせたシナリオでは、これははるかに限定的であり、ゼロにさえ近い。
6%、「農業技術 C による健康的な農業」（Healthy-C）では+2,900 万 ha または+0.6%、「超加工品によるメトロポライゼーション」（Metropolization_Ultrap）では-5,400 万 ha または-1%）となっている。)
世界の農地面積の大幅な拡大や世界規模での大規模な森林破壊の可能性がなくても、2050年までに予想される人口増加に十分な食糧を生産できるのは、「Metropolization_Ultrap」と「Healthy_C」のシナリオだけである。
他のすべてのシナリオでは、2050年までに食糧を確保することは、世界各地で大規模な森林伐採が発生する可能性が高い。場合によっては、農地面積の拡大があまりにも膨大であるため、2050年には明らかに持続不可能なシナリオであると考えられることもある。
例えば、「コミュニティの崩壊」や「メトロポリゼーションの崩壊」などのシナリオである。しかし、農地の大幅な拡大を誘発する地域化シナリオの実現可能性も疑問視される。
+Aシナリオでは2億4,900万ヘクタール、Bシナリオでは6億9,100万ヘクタールがそれぞれ拡大している。より限定的ではあるが、Healthy_D シナリオでの世界の農地面積の拡大（+2 億 6,900 万 ha）は、気候変動の安定化を目的とした強力な緩和目標を含むことを考えると、このシナリオの一貫性に疑問を投げかけている。Healthy_Dシナリオでは、世界レベルでの潜在的な森林減少と、それに伴う緩和目標との間には、明らかに一貫性の問題がある [51]。
冒頭で報告したように、我々の結果は全体として、世界の農業と食糧の将来について現在進行中の議論と一致している。「首都圏化」シナリオとその両方の食生活のバリエーションは、動物性食品の消費を減らすことが、世界の農地を拡大せずに増加する世界の人口を養うための強力な手段であることを示している。
「地域化」と「健康的」シナリオの技術のバリエーションは、持続可能な集約化とアグロエコロジーの問題を明確に示している。もちろん、両方のシナリオのバリエーションの下での世界の農地の拡大という観点から見た結果は、両方のタイプの生産システムの下での 2050 年までの作物と動物の収量の進化に関する我々の定量的な仮定を反映したものである。
これは、世界の農業がアグロエコロジーへと変化した場合、世界の農地を拡大せずに 2050 年に人口を増やすことは困難であることを示しているという事実を大きく説明している。実際、我々の結果はMullerら[16]によって得られた結果と矛盾していないが、明らかに楽観的ではないことに注意が必要である。
最後に、「ヘルシー」シナリオは、健康的な食生活への移行が、健康と世界レベルでの農地の拡大を制限するためのウィンウィンのオプションになり得ることを示唆している。
食糧安全保障と栄養のための洞察
Agrimonde-Terraのシナリオが世界の食糧安全保障に及ぼす影響は、FAO の定義に基づく 4 つの次元で、栄養面での影響と同様に S1 表に詳述されている。
2 つのシナリオは明らかに 2050 年の世界の食料と栄養の安全保障を確保することができない。さらに、「地域化」と「世帯」の 2 つのシナリオでは、曖昧な結果になっている。「ヘルシー」シナリオだけが、2050 年の世界の食糧・栄養安全保障の目標を達成できる可能性が高いと思われる。
「ヘルシー」シナリオは、果物や野菜、粗粒穀物、豆類の消費量の増加に基づく多様な食生活を通じて、栄養過多や関連疾患だけでなく、栄養不良も減らすことに最も貢献するシナリオである。また、このシナリオは、世界の農地面積をやや限定的に拡大する代償として、世界の食糧供給を達成することを可能にするものでもある。
しかし、我々の仮定によれば、より健康的な食生活の促進が、インド、西アフリカ、東中南（ECS）アフリカのような動物性食品の消費の増加を誘発する地域もある。
これらの地域では、「ヘルシー」シナリオであっても、農地面積の拡大と大幅な森林破壊を誘発する可能性が高い（S1図）。健全」シナリオでは、気候変動の緩和にも強くコミットしており、再生可能エネルギーの生産や世界の森林被覆を可能な限り維持する必要があるため、食糧安全保障と気候変動の安定化という目的の間に緊張が生じる可能性があり、その結果、農地利用と森林利用の間で土地の競争が激化することになる。
逆に、「メトロポライゼーション」は、世界中の過体重、肥満、ダイエット関連の非伝染性疾患の拡大に最も貢献するシナリオであり、公衆衛生に大きな影響を与える。食糧システムの変化、収量の増加、天然資源の劣化、ダイエット関連の非伝染性疾患の蔓延の間に一種の競争を設定することで、「メトロポライゼーション」は一連の効果を誘発し、さまざまなレベルで食糧と栄養の安全保障に反する働きをする（詳細は S1 表を参照）。
「コミュニティ」とは、農業生産のパフォーマンスの悪化により、世界レベルと地域レベルの両方で食料の供給力が低下するという複数の危機シナリオのことである。どの地域も食糧需要を満たすためにより多くの土地を必要としているため、土地をめぐる深刻な緊張関係と、土壌を含む天然資源の劣化を伴う資源の奪い合いが発生する。
世界の長期的な食糧供給が疑問視されている。先進国では、食料の入手可能性の低下は、栄養過多や関連疾患の軽減に貢献する可能性がある。しかし、開発途上国では、栄養不良の増加を引き起こす可能性がある（詳細は S1 表を参照）。
「地域化」シナリオは、世界および地域の食糧および栄養の安全保障の強化に向けた一連の変化を誘発するが、同時に、世界の食糧の入手可能性に関しては曖昧な結果をもたらす。多くの場合、伝統的な食生活に沿った食品システムを構築し、多様な植物性作物をベースにすることで、実際に地域の食生活の栄養の質を向上させることができる。
このシナリオには、中小都市における農業食品産業の発展も含まれている。これらの産業は、農村開発、農村雇用、農村所得にプラスの影響を与える。したがって、地域の食品バリューチェーンの開発を通じて、’地域化’は、農村部の人々のための食糧へのアクセスを改善する可能性がある。
しかし、「地域化」は、農地面積の大幅な拡大と、世界レベルで、また一部の地域ではかなりの森林伐採が発生する可能性を犠牲にして、世界的・地域的な食糧供給を確保することしかできない（図1）。
最後に、「世帯」は中間的なシナリオであり、栄養不良の減少には貢献するが、栄養過多には逆効果である。また、「家計」は食料・栄養の安全保障に関しても中間的なシナリオであり、他の 3 つのシナリオと共通の要素を持っている。
「ヘルシー」では、栄養に関する大きな公共の関心を共有しているが、国家による規制はない。「地域化」では、「より地域に根ざした」食品システムが消費者グループの需要に応えることができるという考えを共有している。しかし、このようなシナリオによって提起される主な疑問は、様々な消費者グループからのより健康的な食品への需要の変化が、規制の枠組みなしに食品システムの変革を誘発できるかどうかである。したがって、このシナリオでは超加工食品の消費が増加し、栄養不良の増加に寄与すると考えられる。
議論
このセクションでは、Agrimonde-Terraの手法とシナリオが、既存の世界的なシナリオ研究や、土地利用と食糧安全保障に関する現在の議論に何を加えるのかを議論する。
定性的な物語とシナリオの定量的な影響を結びつけるためのツールとしての形態学的分析
Agrimonde-Terraのフォーサイト法は、定性的なシナリオと定量的な予測を連動させた独自のアプローチである。Wiebeらによる最近のレビュー[52]では、連成アプローチは、「ますます複雑化する環境や資源の課題」に対処するための「現在の研究最前線」であり、「SASなどの統合モデリングアプローチを超えた新たなゴールドスタンダード」（Story And Simulation approach）と定義されている。
結合されたアプローチは、Wiebeら[52]によって特定された統合モデリングアプローチの限界、特に「コンピュータモデルで内生的に生成されたダイナミクスと外生的要因に関する物語的な仮定との間の潜在的なミスマッチ」（[53]も参照）のいくつかに答えている。これらの困難に対処するために、Agrimonde-Terraは2つの方法論的選択を行った。
第一に、概念的に単純なバイオマスバランスモデルを使用することにした。このようなモデル（[9, 15, 16]でも使用されている）は、統合評価モデル（IAM）で使用されるような市場経済モデルや貿易経済モデルとは異なる。
市場・貿易経済モデルは、数量と価格水準の調整を結びつけ、収益性のパターンと整合的な変化をもたらす価格応答パラメータに依存しているが、バイオマスバランスモデルにはないメカニズムである。
この限界にもかかわらず、我々は、作業性、単純性、透明性の理由からバイオマスバランスアプローチを選択した。バイオマスバランスモデルでは、多くの変数が外生的である。これは、この種のツールでは長期シナリオを直接実行することが容易であることを意味する（例えば、様々な製品の食糧量に対する直接的なショック）。
これは、変数のほとんどが内生的で（特に計算可能な一般均衡モデルでは）、シナリオは間接的にしか実装できない市場・貿易経済モデルの場合とは異なる（例えば、消費者の所得や嗜好に対するショック）。
さらに、少なくともこの特定の研究では、バイオマスバランスモデルは経済モデルと比較して、よりシンプルで透明性の高いツールであり、シナリオ委員会内、経済学者と非経済学者の間、科学者と他の利害関係者の間で、結果とその主な洞察についての議論を容易にしているように見えた。
第二に、形態論的アプローチにより、定性的な仮定とその定量的な変換をシミュレーションの入力データに体系的に結びつけることが可能となった。各シナリオで使用されるすべての前提条件を列挙した形態素解析は、定量化されたモデルとの結合を可能にする統一的な推論フレームワークを提供する。また、定性的な前提条件から定量モデルの入力変数の値への変換を詳細に記述した変換行列を開発した。
形態学的解析、バイオマスバランスモデル、変換行列に基づいたこのアプローチは、土地利用シナリオに関する科学的文献で確認されたいくつかの問題点に対応している。まず、Mallampalliら[54]は、将来の土地利用の「物語的シナリオ」と「定量的評価」の間の一貫性を向上させるために、「定性的な物語的シナリオを特定の（…）入力値に関連付ける」という「翻訳ステップ」をより「透明性があり、再現性がある」ものにする必要があることを指摘している。
翻訳マトリクスと形態学的分析は，透明性を高め，異なる研究からのシナリオを比較するのに役立つので，科学的な議論を改善するのに貢献する可能性がある [52]．第二に、より高い不確実性と、土地利用の持続可能な未来に向けた根本的な変化に対処するためには、将来の土地利用のより広い範囲を探索する必要があることを認める著者もいる[53, 55-56]。
我々の手法は、形態学的分析によって提供される土地利用の可能性のある未来を幅広く探索する可能性と、対照的な未来をシミュレートするのに適したシンプルで扱いやすいモデルの両方を組み合わせたものである[38, 55]。その結果、Agrimonde-Terraが提案した手法は、土地利用と食糧安全保障システム内のシステム的相互作用に関する議論をより明確かつ透明性のあるものにすることに貢献する可能性がある。
未来の代替食の新しいセット
食生活は、都市化、所得の増加、ライフスタイルと食習慣、食品供給チェーン、農業と栄養政策などの複数の要因の結果として、急速に変化している[57]。将来の食生活は、土地利用、環境、気候変動、健康に劇的な影響を与える可能性がある（例えば、[25, 9, 4]）。したがって、将来の食生活の前提をどのように構築するかは、将来の問題の予測を向上させる上で非常に重要である。
世界の食料安全保障シナリオのレビューにおいて、van Dijk と Meijerink [58] は、あらゆるタイプの栄養不良を含む栄養安全保障を評価するために、エネルギー摂取量に加えて、食事構成と内容に関する指標をより適切に含めることを推奨している。
前世紀に高所得国を中心に発生した食生活の大きな歴史的変化の一つは、動物性食品の消費量の増加と穀類の消費量の減少であった[59]。最近（すなわち1990-2000年以降）、世界レベルでは、食生活は超加工食品の消費量の増加に向かってシフトしており[60]、これは2型糖尿病[63]、心血管疾患[64]、特定の癌[65]、過体重および肥満[57]などのNCD[61-62]の有病率の増加と強く相関している。
超加工食品の割合が高い食事は、砂糖、飽和脂肪、トランス脂肪、精製された穀物の含有量が高いことを示している。また、これらの食事は他の食事よりも低いタンパク質、繊維、微量栄養素の含有量を提供し、バランスの悪い食事である[66]。このような状況は、世界の食料と栄養の安全保障に関する私たちの概念を変えつつある[67]。
Agrimonde-Terraでは、2050年の将来の世界の食生活は、主に世界の様々な地域における食生活の変化の傾向分析に基づいていた。4つの重要な特徴が強調された。
第一に、世界の地域では、食事構成の面で大きな差が依然として存在しており[68]、一部の低所得国にまだ存在する伝統的な食事は、良好な栄養の質を提供することができる[69]。
第二に、都市化の過程とそれに伴う所得と生活様式の変化は、動物性食品の消費を奨励している（[70]；中国の具体的な事例については[71]も参照）。都市の食品消費は、一般的に、レストラン、ストリートフード、スナック製品、すぐに食べられる食事や清涼飲料水などの外食サービスへの依存度が高まり、家庭での食事の発生率が低下していることを特徴としている。
第三に、超加工食品の消費の増加は、食品サプライチェーンの変化と関連している。低・中所得国では、大小の小売業者や多国籍の食品・物流企業が、マーケティングや広告を用いて、現在、都市部と農村部の両方で食品サプライチェーンと食品環境を再形成している[72-73]。低所得国においても、食品サプライチェーンの変化は、加工食品や超加工低価格食品へのアクセスを促進し、超加工食品に富む食生活の一般化につながる[60]。
第四に、中間都市はフードチェーンの中で農村部と都市部を結びつけているため、農村部経済を形成し、都市部の食糧需要に対応して食糧安全保障を強化するためのベクトルとなる [74-75]。一部の都市や地域では、「栄養価が高く、持続可能で、公平な食糧供給」を提供するために、都市部と農村部をつなぐ地域食糧ネットワークの強化に取り組んでいる[76-77]。
これらの分析に基づいて、2050年の食生活に関する4つの仮定（図4）を作成し、将来起こりうる幅広い食生活とその潜在的な影響を探ることにした。これらの食生活の変化は、さまざまなタイプの都市化プロセスと都市と農村の相互作用に関係している。また、異なる栄養・食品政策や貿易政策（例えば、不健康な食品への課税、生鮮食品への補助金、学校給食プログラムや野外市場への支援など）も求めている（[27]参照）。
図4. 世界レベルでの代替食の仮定の下での2010年と2050年の食生活、および特定の世界地域での食生活（kcal available/cap/day）。
doi.org/10.1371/journal.pone.0235597.g004
ここでは、健康的な食生活に注目したい。世界保健機関（WHO）の食事ガイドラインに基づくこの食事療法の明確な目的は、食生活の多様化と不健康な食品の割合を減らすことで、あらゆる形態の栄養失調（栄養不良、過体重・肥満、NCD）を減らすことである。
図4に示すように、健康的な食生活では、果物や野菜、豆類の割合が高く、砂糖、植物油、動物性食品の割合が低く、超加工食品の消費量が少ないことがわかる。エネルギー摂取量については、高・中所得国ではエネルギー摂取量を減らし、低所得国ではエネルギー摂取量を増やすことで、エネルギーバランスの改善を目指すというのが健康的な食生活の前提である。この原則に基づき、現在の食生活や文化的伝統を考慮して、世界の様々な地域に適応させている（図4）。
Agrimonde-Terraの健康的な食生活は、EAT-ランセット委員会の研究[21]で提案された最近の健康的な食生活と一致しており、基準となる食生活は、精製穀物、加工肉、飽和脂肪、水素添加油、砂糖の摂取量が少なく、肉類の摂取量は控えめで、植物由来のタンパク質、全粒穀物や果物・野菜由来の炭水化物の摂取量が多いことを特徴としている。精製された穀物、加工された肉、飽和脂肪、水素添加油、添加された砂糖は、超加工食品の主要な構成要素であることに留意すべきである。
この新世代の食事シナリオは、栄養不良の多様な形態を認識する上での一歩を反映している。これと比較して、持続可能な食生活のための従来のシナリオでは、動物性食品の消費量を減らし、植物性食品に置き換えることを促進してきた [25, 17, 18, 11]。MilnerとGreen [78]にとって、このような選択肢は、「栄養不良が依然として蔓延している低所得国の設定では、公平性や倫理的なアプローチとは言えないかもしれない」。
Agrimonde-Terraでは、健康的な食事は、世界の各地域における食糧と栄養の安全保障という具体的な問題に関して、2つの反対の戦略を組み合わせたものである。高・中所得国では動物性食品の消費量を減らすことを目標とし、一方、タンパク質の摂取量が少なすぎる低所得国では、動物性タンパク質を植物性タンパク質（主に豆類）で部分的に代用して、1日のタンパク質摂取量を増やすことを目標としている。
例えば、私たちの健康的な食生活では、初期の状態と比較して、北米では動物性食品の1日の消費量が39%減少し、ECSアフリカでは35%増加し、パルスの1日の消費量が130%増加している（図4）。
より一般的には、Agrimonde-Terraの健康的な食事法は、より多様な植物性食品を含む食事の多様化戦略が、微量栄養素の欠乏を減らすことで、低所得国における栄養不良や子どもの発育阻害を部分的に解決する可能性があると考えている[79]。
最後に、Agrimonde-Terraの「ヘルシー」シナリオ（健康的な食生活を含む）では、世界の農地面積が限定的に拡大することに注意が必要である（図3；地域的な影響については図1参照）。これは、「バランスのとれたエネルギー摂取量と、動物性食品の少ない、食事ガイドラインに沿った食生活」のシナリオが、人間の健康と環境への最大の恩恵をもたらすと結論づけたSpringmannら[80]の結果と一致している。
世界の食糧システムのための将来の代替経路の新しいセット
Agrimonde-Terraのシナリオ。他のグローバルシナリオとの類似点と相違点。
Agrimond-Terra の 5 つのシナリオは、異なる目的のために設計され、別の方法を使用しているが、既存のグローバル・シナリオ・セットとの類似性を示している。
van Vuuren ら [81] が提案した「シナリオファミリー」の分類を用いると、「メトロポライゼーション」は「経済的楽観主義/従来型市場」のシナリオファミリー（MEA のグローバル・オーケストレーション・シナリオ、SRES の A1 シナリオ、SSPs の化石燃料開発シナリオ SSP5 など）に属する可能性が高い。
同様に、「健康的」は「グローバルな持続可能な開発」ファミリーに属する（MEA のテクノガーデンシナリオ、SRES の B1 シナリオ、SSP1 のサステナビリティシナリオ、Agrimonde 1 シナリオ、および [26] のサステナビリティに向けたシナリオと要素を共有している）。
「コミュニティ」シナリオは、「地域競争／地域市場」シナリオのファミリー（MEA の Order from Strength シナリオ、SRES の A2 シナリオ、SSP3 Regional Rivalry シナリオを含む）と危機とグローバルな断片化の概念を共有している。しかし、「コミュニティ」は、気候と生態系の危機を伴うため、このシナリオ・ファミリーに正確には適合しない。最後に、「地域化」と「世帯」のシナリオは非常に独創的であり、van Vuuren ら[81]が提案したシナリオ・ファミリーのいずれにも当てはまらない。
図 3 に示すように、Agrimond-Terra シナリオと SSP シナリオの土地利用変化への影響を比較すると、「メトロポライゼーション」と SSP5、「ヘルシー」と SSP1、そして「コミュニティ」と SSP3 の間には類似性があることが確認された。また、「地域化」と SSP2 は、たとえ世界の食糧システムの経路が根本的に異なっていたとしても、シナリオの各セットにおいて中央値のシナリオの役割を果たしていることも示している。
世界の農地面積に対するシナリオの影響を比較すると（図3、パネルA）、SSP5-RCP6.0は「Metropolization_Ultrap」にかなり似た影響を与え、SSP1-RCP2.6は「Healthy_C」にかなり似た影響を与え、SSP3-RCP6.0は「Communities_AE」に似た影響を与えていることに注目してほしい。
しかし、世界レベルで最も多くの農地を利用するシナリオである「Metropolization」のAnimpバリエーションと「Communities」のCollapseバリエーションは、SSPとは全く異なる農地利用変化の影響をもたらする。
どちらのシナリオも、異なる定量的な仮定（特に人口と気候変動の影響）と異なるシミュレーションモデルを使用しているため、世界の農地面積に与える影響が異なることを説明する理由はたくさんある。
しかし、我々は、Animp と Collapse の 2 つの「極端な」仮定が、SSP では考慮されておらず、これらの違いを部分的に説明することができると考えている。一方、崩壊バリアントでは、生態学的危機が発生し、世界中で作物収量が停滞し（気候変動の影響を考慮した場合、作物収量が減少することを意味する）、家畜システムのパフォーマンスが低下すると想定している。
さらに、2050 年の作物収量を、収量ギャップ削減のレベルの違いに基づいて較正したため、収量フロンティアが進まないことを暗黙のうちに想定し、やや保守的な収量の仮定を採用している。
Agrimonde-TerraのシナリオとSSPのシナリオの類似性は、世界の牧草地面積への影響を比較すると、それほど明らかではない（図3、パネルB）。Agrimonde-Terra の 3 つのシナリオの結果は、「Metropolization_Animp」、「Regionalization_B」、「Community_Collapse」の 3 つの SSP がカバーする全範囲を大きく上回っている。
繰り返しになるが、このように異なる影響を説明するには多くの理由がある。しかし、その重要な理由の一つは、反芻動物部門の生産における飼料生産比とシステムシェアの仮定、そして2050年の放牧生産性の変化に関する仮定にあると考えられるが、これはかなり保守的なものであると考えられる。
実際、現在の放牧地面積の生産可能性と放牧地の将来の発展の両方について、いまだに大きな不確実性がある [82-83]。土地利用の変化に対するシナリオの影響に強く影響するもう一つの理由は、食生活の中で反芻動物から鶏肉へのシフトが想定されていることである。
これらの理由はすべて、SSP1-RCP2.6に近いシナリオにもかかわらず、「ヘルシー」は、異なる結果をもたらす理由を説明することができる：世界の牧草地面積は、SSP1-RCP2.6で大幅に減少する一方で、「ヘルシー」では増加する。
しかし、上記の理由に加えて、「健康的」には2050年の食生活が含まれており、発展途上国（サハラ以南のアフリカ）での肉の消費量が増加することを意味していると考えられる。
「地域化」のシナリオ 市場のグローバル化と市場の細分化の間の第三の方法。
地域レベルへの参照を共有しているにもかかわらず、「地域化」は「地域競争／地域市場」シナリオのファミリーには適合しない。このファミリーには、世界が地域間の緊張関係、高い人口、中・低経済成長、環境保護への関心の低さなどを背景に分断化された危機シナリオが含まれている。「地域化」は、「地域の持続可能な開発」ファミリー（MEA Adapting Mosaic シナリオや SRES B2 シナリオを含む）とより一致しているかもしれない。
しかし、van Vuuren et aI. 81]によれば、このファミリーのシナリオは通常、定量化が不十分であるため、定量化に基づいて、通常のビジネスシナリオに近いものになっている（例えば、SSP2のMiddle of the roadシナリオのようなもの）。
Agrimonde-Terra では、「地域化」シナリオは、グローバル化と分断化の間の第三の道を提供しているが、これは「道半ば」や「通常通りのビジネス」の道筋ではない。農業と食の未来については、「地域化」シナリオは、地域ブロックが地域の食文化を促進し、中規模都市や小規模都市の発展を通じて食品産業を地域生産に結びつけることで、食のシステムを形成する世界を模索している。
このシナリオが提供する新しいアイデアは、マクロ地域レベルでの食生活と供給システムの再調整であり、2つの興味深い拡張がある。一つは、「地域化」シナリオでは、中規模都市や小規模都市に農業食品産業や小規模食品加工を立地させることである。
これは農村部の発展にプラスの効果をもたらし、都市部と農村部の間の不平等の減少に貢献している。一方、「地域化」シナリオでは、マクロ地域レベルで作物や家畜の生産システムを再接続する。これは、世界レベルでの窒素とリンの不均衡の削減に寄与する[84-86]。
しかし、前述したように、「地域化」シナリオは、世界レベルで、また一部の地域（主にアフリカ）では農地の大幅な拡大をもたらす可能性がある。このことは、一部の地域、特にアフリカでは、作物や家畜の生産性が大幅に向上しない限り、「地域化」シナリオは持続可能ではないことを示唆している。
「地域化」シナリオの技術バリアント A と B の両方の下での世界の農地拡大の程度の不一致（図 3）は、世界の農業生産性の変化に対する土地利用の影響の感度の範囲を示している（図 1）。
「コミュニティ」シナリオ。パーフェクト・ストームはまだ可能である。
Agrimonde-Terraでは、「コミュニティ」シナリオでは、危機と世界的な分断という考え方が顕著である。しかし、「コミュニティ」は、金融、経済、地政学的危機に加えて、農業生産システムの崩壊につながる下降スパイラルにつながる気候・生態学的危機を想定しているため、「地域競争・地域市場」シナリオのファミリーには合わない。
このシナリオでは、既存のほとんどのシナリオとは異なり、Agrimonde-Terraは「パーフェクト・ストーム」はまだ可能であり[87-88]、議論の一部となるべきであると考えている。
既存のシナリオとは対照的に、「コミュニティ」は、従来の生産システムが気候温暖化と生物多様性の損失のフィードバック効果に苦しんでおり、その結果、農業のパフォーマンスを向上させるにはあまり好ましくない状況になっている世界を探求している。
このような状況の中で、「コミュニティ」シナリオでは、共存しうる 2 つの軌道を考慮している。崩壊」シナリオは、既存のシナリオには全く存在しない。このシナリオでは、農民が組織化に失敗し、従来型の集約化に基づく自給自足農業の結果、崩壊と停滞、あるいは作物や家畜のシステムパフォーマンスの改善の低下が生じると想定している。
農業生態学のバリアントは、van Vuurenらのシナリオ[81]の「地域の持続可能な開発」シリーズのシナリオと要素を共有している。このシナリオでは、農家は地域社会の中で自らを組織化し、農業生態学的農場や地域の食糧・エネルギーシステムを開発することに成功する。
先に示したように、「コミュニティ」シナリオのアグロエコロジーのバリエーションは、世界の農地の拡大を制限することを可能にするだろう。しかし、これは、世界のほとんどの地域の食生活におけるエネルギー含有量の低下を犠牲にしていることを忘れてはならない。
対照的に、崩壊を伴う「コミュニティ」シナリオは、世界レベルでの農地の拡大に関しては最悪のシナリオである。このようなシナリオは、すべての地域で劇的な森林破壊と資源の劣化を引き起こすだろう。
結論
Agrimonde-Terra の探索的シナリオは、世界レベルで食糧と栄養の安全保障と持続可能な農業に到達するためのいくつかの可能性のある道筋を示しているが、これらの道筋は狭く、農地の拡大、栄養不良、食糧不安の面で潜在的なリスクを伴うものである。
Agrimonde-Terraは、他の世界シナリオと比較して、4つの次元をより重視しており、それらをさらに探求するために、世界の食糧システムの将来の予見分析を求めている。それは、増大する不確実性と複雑性に対処するための探索的な定性的アプローチと、非常に対照的なシナリオをシミュレートするのに適した扱いやすく単純な定量モデルを組み合わせた方法論的枠組みを提案するものである。
このような方法は、シナリオの語りと定量的評価の間の透明性と一貫性を向上させるのに役立つ。Agrimonde-Terraのシナリオは、対照的な都市化と農村の変容のプロセスに伴う、栄養面や健康面での問題を背景とした幅広い代替食から構成されている。
土地利用と食料・栄養の安全保障の観点からのシナリオから得られた知見は、対照的な食生活パターンを考慮することの重要性を示しており、食料バリューチェーンの変革において、農村と都市の関係が重要な役割を果たすことを強調している。
結果は、世界の食生活をより健康的なパターンへと変化させることで、農地面積の拡大を抑えることができるwin-winのシナリオが存在することを確認している。
Agrimonde-Terra のシナリオは、既存の世界的なシナリオ、特に SSPs といくつかの類似点があるが、2050 年までの農地の拡大に関しては楽観的ではないことが多い。
特に、Agrimonde-Terra のシナリオでは、牧草地をより多く使用しているが、これには 2 つの理由が考えられる。
第 1 に、牧草地と反芻家畜システムの両方の生産性向上に関する前提がやや保守的であること、
第 2 に、開発途上国の一部の地域では、健康的な食生活であっても、一人当たりの食肉消費量が増加することを前提としていることである。
このような結果から、世界中の放牧地と将来の家畜システムの生産可能性について、さらなる研究が必要とされている。Agrimonde-Terra のシナリオは、他の世界的なシナリオにはない 2 つの経路を提案することで、将来の可能性の幅を広げている。
一つ目は、超国家的な地域圏の中で、食品産業と地域生産の再接続の可能性を探ることを提案している。もう一つは、気候変動と生態学的危機が社会的・経済的危機と組み合わさった「完全な嵐」がまだ可能であり、気候変動と土地に関するIPCCの特別報告書[89]が示唆しているように、議論の一部とすべきであると考えるべきであるということである。
現在のCOVID-19パンデミックは、シナリオ研究が可能な未来の範囲を拡大すべきであることを明確に示している。この点で、他の世界的なシナリオと比較して独自のものであるAgrimonde-Terraの両シナリオは、このパンデミックが食糧システムと食糧安全保障に及ぼす変化と予想される影響と共鳴する問題を記述し、提起していることに注目すべきである。
第一に、現在の文脈は、コミュニティ・シナリオで説明されているように、マルチクライシスの文脈と世界の食糧安全保障への懸念を誘発するものに対応している。第二に、パンデミックに直面した世界のサプライチェーンの脆弱性が明らかになったことで、食糧供給チェーンのような重要なチェーンの回復力の向上が求められている。食糧システムの地域化はその答えとなりうるものであり、これが地域化シナリオに含まれる道筋である。
Agrimonde-Terraのシナリオは、土地利用の軌跡に関する現在進行中の議論に貢献し、情報に基づいた意思決定を促進し、新たな研究課題を特定するのに役立つように構築されている。
そのため、意思決定者から科学者まで、世界規模から国家規模、さらには国家レベルまで、さまざまなスケールで、さまざまなアクターが利用することができる。この点では、チュニジアではすでに Agrimonde-Terra のアウトプットが利用されており、農民、省庁のメンバー、研究者からなるグループが、チュニジアの農業の戦略的選択肢を検討するために、国家レベルでの土地利用シナリオを構築するために利用されている[90]。
インドでは、Agrimonde-Terra のトレンド分析、ドライバーの将来の変化に関する仮定、シナリオは、INRA、CIRAD、インド農業研究評議会の研究者との科学セミナーを支援し、新たな研究プロジェクト分野を特定することを目的としたものであった。
また、Agrimonde-Terraのアウトプット（手法、シミュレーションモデル、ドライバーの仮定）が、ヨーロッパの農作物と家畜システムの将来に関する研究プロジェクトに参加する機会もある。Agrimonde-Terraのアウトプットは、広範な可能性を持つ未来の食糧システムの変化とその定量化を評価し、食糧システムの持続可能で健全な経路を構築するために予測すべき最も重要な課題を特定するためのツールとなる。