作物の発育関数を使って、指数を説明 ～指数の目的と限界～

曖昧なものをはっきりさせるために、数字を使って物事をはっきりさせたりします。例えば、自分が太っているのかどうかを鏡で見て曖昧に判断してもいいですが、ボディマス指数を使えば、明確な数字がでて、判断がはっきりします。この判断基準となる指数の説明をします。


指数は大きく分けて、総計指数（Aggregated Index）と合成指数（Composite Index）に分けられる。例えば、国内総生産（GDP）は単一の単位を日本円で計算した日本の生産量の合計であるから、総計指数である。一方、国連が作成している人間開発指数は、教育年数、年収金額などの複数の単位から指数を合成する為、合成指数である。双方一長一短ですが、その説明は後回しにします。


単一の単位を使っているからといって、総計してしまえば指数ができあがるとも限らない。その例を作物の 発育関数 を使って説明してみよう。例に上げているのは、下記のプロジェクトで使われた 作物の 発育関数  です。

USDA-Water Erosion Prediction ProjectHillslope Profile and Watershed Model Documentation 

この生物気候学の発育関数は一日の熱の蓄積により決まるとしている。だから、使われている単位は温度だけです。

HUが一日（i）の熱量による評価基準の単位であり、TmxとTmnが最高と最低気温である。Tbは個々の作物（j）が必要としている最低気温。そして、このHUの総数が評価基準になる。HUだけ見ても、それがいいのか悪いのかはわからないが、同じ方式で計算された他の地域の同作物を比べたら、熱量が多いのか少ないのかはわかる。目的によってはそれで十分かもしれないが、もう少し意味のある指数にするために、割合化してみる。

HUIが指数で、PHUはその作物が成熟するのに必要な総合の熱量（potential heat units）である。HUの総数をPHUで割っているので、割合が大きければ大きいほど、十分に熱量があることになる。例えば、PHUが1.5なら、「成熟するのに必要な1.5倍の熱量がある」ことになり、0.5なら、「成熟するのに必要な半分の熱量しかない」ことになる。

これによって、指数自体が意味を持つことになる。そして、これはある意味指数が評価基準化された事になり、他の評価結果と比べる事も出来る。作物の発育には水は、制限要因であり、十分に熱量があったとしても、発育が制限される。そこで、水の研究と比べることで「成熟するのに必要な1.5倍の熱量があるけど、水が50％足りないね」等の意味がある結論を導くことが出来る。

ここでわかるように、単一の単位からの作られた指数には限界がある。農業の生産には色々なファクターが関わっている。気温や水以外にも、農家の労働力やトラクター購入等の資金力なども必要である。これらの色々は単位の変数を混ぜることにより、より現実的な作物の生産関数が作られることになる。つまり、合成指数は複雑であるが、より現実的な評価基準になるだろう。

最初に取り上げた国内総生産も人間開発指数も「発展度」を探る評価基準として使われる。人間開発指数は平均余命と年収の間で、どちらがどれだけ重要かバランスを取らなくてはならない。これは生産量を足していけばできあがる国内総生産より複雑であるが、物やサービスの生産量だけが、発展ではないので、人間開発指数がより現実的に「発展度」を示しているとも考えられる。一方、国内総生産を見れば、「発展度」がわかるのは事実であり、複雑なバランスの計算を剃る必要が無いので、国内総生産で比べたほうが当てになるとも考えられる。

指数を作る一番の目的は、曖昧な基準を明確（Precise）にすることである。しかし、その基準が合っているように正確に（Accurate）指数を作ることも大事です。その話は、又いつか書きましょう。

農業へのインパクトの評価方法 ～ProbableとPossibleの違い～

農業は今後予想される地球規模の環境変化から一番被害を受けるセクターの一つと言われています。インドネシアの政策レポートを読んでも、農業に関する政策提言が一番多いです。これらの政策は、学術的なインパクト評価方法に基づいて試算されることが望ましい。

しかし、全ての評価方法は何らかの欠点があるだろう。さらに、その評価方法が使っているモデルも、モデルが正しく機能する限定条件があるだろう。その事を考えながら、代表的な評価方法をリストしてみる。


生産関数（Production function）
このアプローチでは、異なった気候条件の下で、異なる作物の収量を生産関数を使って検討します。このアプローチでは作物が変化する気候に適応しない事と、作物の選択を含む土地の使われ方選択が無いことを、前提としています。その為、変化する気候条件の農業の利点をモデルは過小評価することになります。

第２前提の作物の選択を考えない事は、かなりの過小評価でしょう。例えば、インドネシアに農家に話を聞くと、「水が足りないから、稲作からココア栽培」にしたとか、「農業には向かないから、土地を売って住宅が建った」との話が聞かれます。ココア栽培に転作するすることにより、農家は利益が削減するばかりか、収入が増加した可能性が高いです。生産関数アプローチでは、ここの収入の増加を見ることはむりです。


農業ー経済モデル(Agronomic-economic model)
農業ー経済モデルは、複数の組み合わせから、農業へのインパクトを評価します。温度や降水などの生産関数により農業モデリングを作り、それを経済モデリングにインプットします。経済モデルでは、作物の選択は市場価格を考慮することにより、より現実的な作物の収量に影響を予測することができるであろうと思われます。

どこまで、モデルを複雑にするかは議論されるところですが、気候変動等への適応を考慮しないと上の生産関数の様に、利点を過小評価することになります。ただ、いままで起こった事が無い、変化に対しての作物や農民の適応をモデル化するのは難しい所です。


農業―生態系地域モデル(Agro-ecological zoning)
このゾーニング（地域）と言われる手法では、土壌、地形、気候の特徴の組み合わせにより「ゾーン」を定義します。各ゾーンには、土地利用のための制約とポテンシャルの組み合わせをそれぞれ持っており、土地が利用されているかどうか分析することができます。さらに、この基本的なゾーニングに、土地保有、土地の利用、人口や家畜の密度、インフラ設備を付け加えることにより、土地利用計画を議論する事ができます。

http://www.fao.org/docrep/W2962E/w2962e-03.htm




他のアプローチと同様に、このアプローチも適応を農民や生態系の適応能力を加味しないと、利益を過小評価することになります。

つまり、モデルは「一番起こりえる将来を予測（Probable）」表している様に見えるけど、実は「限定された条件下での最大の可能性（Possible/Feasible）」を表しているだけだったりします。後者が問題だというのではなく、「限定している条件」が何であるか見極めて、モデルを使用することが大事であると思います。

日本語だと、ProbableもPossibleも同じく可能性と訳されますが、中身は全然違います。お気をつけ下さい。

バリ島の稲作農業 ～スバ・灌漑システム～

今在住しているバリ島の稲作農業を説明したいと思う。バリというと、ウブドに代表されるような段々畑の稲作農業を想像する人も多いだろう。

このような、稲作農業ははスバ（Subak）と言われる灌漑システムで管理されている。スバは１０００年以上の歴史があり、儀式化されておりバリのヒンドゥー教にのとった農場カレンダーに従って、稲作が営まれている。

灌漑システムに参加している農民達は、カレンダーに従い、日本の村社会の掟のようなものに従い、水資源を有効活用している。長い年月により、ここの意思決定が、組織の掟のようになり、それが複数の組織のネットワークになり、水資源がより多くの農民に使われるように自主的に管理されるようになった。

管理されているのは、水だけでは無い。例えば、田植えに時期を同時に行うことにより、害虫の発生を最小限にする事を試みている。インドネシアでは、一年間で三毛作も出来る気候であるが、それをすると、害虫が点々と田んぼを移り渡る事ができるので、害虫が大量発生する可能性が高まる。「何を植えるか」は「何毛作にするか」も、スバで決めて、メンバーはその決定に従うことになる。このスバと言われる灌漑管理グループは２３００以上あり、その内の
65%が稲作に従事している。

現在は農業の工業化もバリに入ってきているので、１０００年前とは同じように管理されては居ないが、まだこのスバの仕組みはバリの農業では欠かせない物となっている。今インドネシア政府はこのスバをユネスコの無形文化遺産に申請している。最終決定は来年に持ち越されている。

結果指向とプロセス指向 ～楽に成し遂げる方法～

前回、「結果指向とプロセス指向」の話を気候変動の適応策で書いたが、普通の生活でも応用できる話です。スポーツのトレーニングの世界でも使われているコンセプトです。というか、多分こちらの方が先だっただと思います。

それでは、説明してみます。

例えば、マラソンをやっている人が、速く走れるようになりたいと思っているとします。本番の大会に出る事で、速く走れるようになったかどうかわかりますよね。

だから、結果指向の人は、「大会で〇〇位になる」等が目標になります。この目標は最終的な目標ですが、前回書いたように、達成できるかどうかは練習の結果だけではありません。もしかしたら、その時あなたは病気で体調が良くなかったりとか、たまたま凄いアスリートの集団が大会に出ていたからで、良い成績が出せないかもしれません。その為、どんなに練習しても、目標に達しないかもしれません。もし、目標が達成できなかった場合、「なにくそ！」とさらに頑張るかもしれません、又は嫌になってマラソンをやめてしまうかもしれません。どちらにしても、過大なプレッシャーがかかる事になります。

変わって、プロセス指向の人は、「毎日５キロ走る」等が目標になります。この目標は最終的な結果に左右されません。その日一日５キロ走れたら、その日の目標は達しれたことになります。大会でどういう結果になるかの期待はしませんし、悪い結果になったとしても、それはプロセス指向の目標とは関係ない事です。しかし、毎日５キロ走っていたら、当然マラソンの実力はついてくるはずです。その為、本番の大会で速く走れる様になっているはずです。


結果指向の人が、「大会で優勝する為」に毎日５キロ走っていようが、プロセス指向の人が「只」に毎日５キロ走っていようが、大会の結果は多分同じになるでしょう。赤の他人が見たら多分、この二人に違いはないでしょう。しかし、ストレスやプレッシャーは多分大きく違うと思います。プロセス指向でトレーニングしている人の方が、長続きして、スランプからの脱出も早いと聞いた事があります。

メジャーリーグで活躍のイチロー選手も、過去に以下の様な発言をしたのを読んだことがあります（うる覚えですが）。

「偉大なことをするには、コツコツとやるしか方法は無い。」

「打率は追い求めません。安打数にこだわるのは一つ一つの積み重ねだから」

まさに、プロセス指向の発想だと思います。彼は、毎日の行動をロボットの様に規則正しくするそうです。そう、コツコツとプロセスを積み上げます。

言われなく、人間として結果は気になるところです。しかし、それは悩んでも自分のコントロール外の事だと思います。それなら、毎日毎日ある意味ロボットの様にコツコツとプロセスを重ねていき、毎日毎日目標を達成して、それを褒めてやったほうが、楽かもしれません。結局、結果は同じなのですから。

これは、他のスポーツでも言えることでしょうし、仕事でも同じかもしれません。毎日毎日コツコツとプロセスを重ねていったら、きっと何かを達成しているはずです。


追記：もう一つ、毎日毎日コツコツと続ける最大のコツは、一度中断しても、必ず再開することです。そう丁度、この不定期ブログの更新頻度の様に。

結果指向とプロセス指向の評価方法 ～気候変動の適応策を評価する～

適応策の考えに、結果指向（Result-oriented）とプロセス指向（Process-oriented）がある。この考えは、特に適応策を評価を考えるために作られた。OECDのAdaptation toClimate Change: International Agreements for Local Needsが両者の違い良くしめしている。

結果指向の目標は、適応行動の最終的な目標を定義する。この方法の利点は、関係者が同意する特定の結果を明記することにより、適応行動を達成する事です。しかし、実際には、目標として掲げられた結果の達成または未達成と、それに向けた行動の直接的な結果では無い可能性があります。適応行動や適応に関する不作為とは全く無関係かもしれない他の要因が、最終的な結果の達成に直接的かつ重大な影響を及ぼす可能性があります。

例えば、ある地方の干ばつに効果的なイネ種子を適応戦略として開発・普及させたとしても、その後、政治的または干ばつ以外の気象現象であるハリケーンが発生して、結果指向の目標は達成されない事は容易に考えつきます。逆に、適切な適応策がとられなくても、特定の年または期間内に有利な気象条件に達成されたときに、稲作は豊作となり、結果指向の目標は達成されてしまうことはあります。

プロセス思考の目標にも、いくつかの利点があります。まず、簡単に監視できます、そしてこれらの目標を達成するための進捗状況を簡単に評価することができます。

例えば、「気候変動からの影響を最小に留める」と結果指向の目標を掲げる代わりに、「気候変動の予測と適応策を政策に取り組む」とプロセス指向の目標を掲げる事が出来ます。

これらの目標の達成には、正しいことを行うと、正しい方向に移動している達成感を得ることが出来る。かと言って、このプロセス指向の目標の達成は、気候変動への適応についての期待される結果をも達成されることを意味しません。その為、選択されたプロセスが、最終的な「結果」の目標を達成につながるかどうかを注意深く議論し監視し続ける必要があります。

どちらの目的が良いのか、議論され続けています。プロセス指向の適応策の評価が好まれるの理由の一つは、気候変動に大きな不確定要素がある為です。上に述べたように、稲作や水の管理などには、気候変動だけでなく、政策やその他の地域的な変化がある事を忘れてはいけません。