研究・論文

Rattan Lal · · Global

世界人口の55％が都市に居住し、2050年には70％に達すると見込まれる中、サブサハラアフリカや南アジアなどの急速な都市化が食料・栄養の不安を高めている状況を扱った書籍章。都市で消費される食料の10〜20％は都市内で栽培可能とする一方、土壌汚染やプラスチック汚染、灰色水・黒水のリサイクルや都市廃棄物由来の堆肥利用に伴うリスクを減らすには計画が重要だとする。屋上庭園、多層ガラス建築、養殖・水耕・エアロポニックスなどの土を使わない栽培を現代の都市農業の形態として挙げ、土地保有制度など普及の障壁と研究優先課題を論じている。

Joan Casanelles-Abella, Monika Egerer · Frontiers in Sustainable Cities · Global

人間のニーズと自然のニーズが不均衡または対立する「次善」的状況下にある都市の生物多様性保全を論じた展望論文。人間主体の景観では土地利用の集約化により、メタ個体群の安定に不可欠な大規模生息地パッチが失われ、より小さく孤立した生息地パッチからなる景観に置き換わることが多く、島嶼生物地理学理論はこうした状況で生物多様性が低下すると予測する。都市、特に人口が急増し建築インフラが密集化している都市では、この状況が最も極端になり得るとし、バルコニー・自宅や貸し農園の庭・小規模な森林パッチ・グリーンウォールといった小規模な都市緑地が、生物多様性を維持するための主要な代替的介入策となっている。しかし、土地分割型か土地共有型かをめぐる論争(SLOSS論争)など一部の保全枠組みの下では、こうした小規模で分散した都市緑地は、規模や孤立度が存続可能な個体群サイズの維持を妨げる場合、生物多様性にとって次善的、あるいはむしろ有害な結果をもたらすと予測されうる。論文はこの「次善の生態学」という比喩的枠組みが、都市における自然保全の可能性について徒労感を招きかねないと指摘しつつ、この状況を踏まえて都市環境を再考・構想・構築する視座にも言及している。

Daniel Etim Jacob, Imaobong Daniel Jacob, Koko Sunday Daniel, Pius Agaji Oko · Sustainable Food Connect · Global

グローバルサウスにおけるレクリエーション計画が、地域の社会生態的危機よりも装飾的な美観を優先する西洋型モデルに縛られ、代謝的に非効率で排他的な景観を生んでいると指摘し、食料生産・持続可能な水管理・共同レクリエーションを統合した「アグロ・ブルー・コモンズ(ABC)」という枠組みを提案する論文。ラゴス、ムンバイ、ラジャスタン、ナイロビの4件のプロトタイプ事例を、多様な生態圏と気候脆弱なインフォーマル地域の類型を代表するものとして有意抽出し、代謝循環性・統治のポリセントリシティ・社会空間的アクセス性に着目した多基準評価(MCA)を用いた質的メタ統合により検証した。分析の結果、食料・水・レクリエーションの三位一体統合とポリセントリックな管理の組み合わせが都市のレジリエンスを高め資源依存を減らすことが示された一方、制度的な惰性や不安定な土地保有といった行政上の障壁への対応が、脆弱なコミュニティの投機的な立ち退きを防ぐために必要であるとしている。

Patrick Sobotka · reposiTUm (TU Wien) · Austria

都市の人口増加と住宅不足、気候変動や社会的課題への対応を背景に、ウィーン工科大学（TU Wien）の学位論文として、ヴァーティカルファーミング（垂直農法）を組み込むことで都市農業を支える集合住宅のあり方を検討した設計研究である。持続可能な木造建築と都市農業を組み合わせたハイブリッドな住宅コンセプトの構築を目的とし、モジュール式の木造構造により生態的利点、短い工期、後年の増築（新たな土地を舗装せずに住戸を増やす）を可能にするとしている。若年層、学生、カップル向けのコンパクトな住戸を中心に据え、持続可能性・木造建築・ヴァーティカルファーミングに関する文献調査と参照事例の分析に基づき、独自の設計コンセプトを提示した。定量的な検証結果は示されていない。

Sasha Gillies-Lekakis, Heidi Zogbaum · International Journal of Cuban Studies · Cuba

キューバの歴史叙述は1959年革命前と革命後に区分されることが多いが、両時代を貫く連続性として土地利用慣行がある。200年にわたる輸出向けサトウキビ栽培により、キューバはまず米国、後にソ連への食料輸入依存を強いられた。1991年以降、キューバは2世紀にわたる単一栽培で疲弊した土地の上で、自力での食料確保を迫られた。オーストラリアで生まれ都市農業に適したパーマカルチャーの導入により、キューバは食料供給の課題の一部に対処し、パーマカルチャー実践における世界的な先進国となった。

Abhijeet Das, Satchidananda Mishra · Green Technology Resilience and Sustainability · Global

世界各地の水耕栽培システムを対象に、循環型経済（サーキュラーエコノミー）とゼロウェイストの原則を組み込むための概念的・分析的フレームワークを構築した研究。システムマッピングと資源フロー分析、指標体系の構築により、線形型・部分循環型・ほぼ無排出型の水耕システムを比較する手法を提示した。分析の結果、養液の連続循環と投与制御によって資源保持率が向上し、水・養分・エネルギーの各サブシステムの緩衝能力が釣り合っている場合にシステムの安定性が高まることが示された一方、実測データによる検証は行われていない概念研究である。

Akhil S Anand, Hannes Pravida, Fredrik Fossan-Waage, Tormod Skorpe Skjolden, Giulia Robbiani, Younes Zahraoui, Emil Wolff Anthony, Jayaprakash Rajasekharan, Sissel Torre, Knut Asbjørn Solhaug, Sebastien Gros · Frontiers in Horticulture · Global

制御環境型農業である垂直農法（バーティカルファーミング）について、エネルギー市場との統合の可能性と課題を検討した論文。垂直農法は高い初期投資・運用コスト、とりわけ大きなエネルギー支出により経済的成立性が制約されていることを指摘した上で、再生可能エネルギー統合が進む電力市場（前日市場・調整力市場・柔軟性市場）に垂直農場が参加し、照明・空調のエネルギー使用を市場信号に応じて調整することで運用コスト削減や追加収益の可能性を論じた。一方で、変動照明に対する植物の応答についての理解不足を実装上の重大な障壁として特定し、小規模な実験室実験によってこの統合の課題を示した。

Agure E, Kihagi GW, Muok EMO, Sorgho R, Danquah I · Journal of Health, Population and Nutrition · ケニア・シアヤ郡

サハラ以南アフリカで家庭菜園が気候変動適応策として推進されているのを受け、ケニア・シアヤ郡で行われた家庭菜園介入について、受益者・実施者・関係者が実際に何を経験したかを聞き取った質的研究。2023年9〜11月に、関係者5人・実施者8人を対象とするフォーカスグループ2回と、受益者30人（男性5人・女性25人）への詳細面接を行い、帰納的内容分析で「想定された影響の道筋」に照らして整理した。参加者は研修内容をよく理解しており、知識を交換する機会として価値を認めていた。各世帯に合わせた菜園の作り方、有機栽培、食品の保存法を取り入れたことが、達成感・女性のエンパワメント・家庭内の平穏をもたらしたと語られた。一方で、水不足、効かない農薬、受益世帯どうしの距離の遠さが困難として挙がった。得られた便益は、収入の増加、支出の節約、食事の多様性の向上だった。介入の「効果量」ではなく、当事者が何を得たと感じているかの道筋を記述している点が、菜園プロジェクトの設計を考えるうえで参考になる。

Md. Nur Alom Sarkar Mithun, Saifur Rahman, Md. Asifur Rahman, Md. Hasan Sabit, Joseph L. Donaldson, Shonia Sheheli · Urban Agriculture & Regional Food Systems 11(1) · Bangladesh (Mymensingh — Kewatkhali and Aqua)

バングラデシュ・マイメンシンのケワトカリとアクア地区で、屋上菜園を実際にやっている住民100人を無作為に選び、2023年9〜11月に構造化面接で「何が障壁と感じられているか」を調べた研究。記述統計・順位づけ・相関係数・重回帰で分析した。結果は、全員が相当の障壁を感じていた。もっとも大きな懸念は屋上菜園に伴う技術の複雑さで、逆にもっとも小さかったのは近隣住民からの否定的な視線だった。相関分析では、年齢・屋上菜園の面積・所得・経験・普及メディアとの接触・栽培の知識が、感じている障壁の大きさと負の関係にあった（多いほど障壁を感じにくい）。重回帰では、屋上菜園の面積と知識が特に効いていた。著者らは、研究・実演・普及活動・研修を通じて住民の技能と理解を高めることが障壁を下げる道だとしている。

· Wikipedia · Global

屋上緑化は建物の屋根を植生と生育基盤で覆う構造で、雨水保持・断熱・ヒートアイランド緩和・生物多様性向上などの効果を持つとまとめる記事。設置コストは工法により大きく異なり、粗放型で108〜248ドル/m2、集約型で355〜2,368ドル/m2とされる。初期費用は高いが、屋根の寿命延長や不動産価値上昇など長期的な経済効果も紹介している。

· Wikipedia · Cuba

ソビエト連邦崩壊後のキューバの経済危機「特別期間」を扱うWikipedia記事。ソ連消滅で石油輸入は1990年以前の約10%まで落ち込み、GDPは35%縮小、輸出入はいずれも80%超減少した。農業生産は47%、建設は75%、製造業生産能力は90%減少したと記載されている。危機を受けた農業転換の必要性が説明されている。

· Wikipedia · Global

アンモニア合成の工業プロセス、ハーバー(・ボッシュ)法を扱うWikipedia記事。2018年時点で年間2億3,000万トンの無水アンモニアを生産しているとされ、人体組織中の窒素の「ほぼ50%」がこのプロセス由来と記載されている。アンモニア生産は世界のエネルギー消費の1〜2%、天然ガス生産の3〜5%、世界の炭素排出量の3%を占めるとされる一方、窒素利用効率は典型的に50%未満で、過剰施肥由来の農地流出が生態系を損なうと指摘されている。同プロセスは20世紀初頭に約20億人だった世界人口が現在80億人超に拡大したことを支えたとも記述されている。

· Wikipedia · Global

窒素固定(不活性な窒素分子を生物利用可能な窒素化合物に変換する化学プロセス)を扱うWikipedia記事。マメ科植物の一例として、レッドクローバーによる窒素固定量は1エーカーあたり50〜200ポンド(1haあたり56〜224kg)の範囲になり得ると記載されている。海洋のシアノバクテリア、トリコデスミウムは海洋系の窒素固定全体の「ほぼ半分」を占めるとされ、海洋での窒素固定量は陸上と同等以上とも述べられている。またハーバー法由来の窒素肥料の普及は、20世紀初頭に約20億人だった世界人口を現在の80億人超へ拡大させる一因になったと記載されている。

· Wikipedia · Global

堆肥に関するWikipedia記事。堆肥は植物・食品廃棄物や糞尿を分解して作る、土壌の物理的・化学的・生物学的特性を改善する肥料であり、炭素・窒素・酸素・水分の4要素が必要で、最適な炭素窒素比は約25:1とされる。埋立地廃棄物の約20%は食品などの堆肥化可能物であり、堆肥化は埋立処分に比べてメタン排出を削減するとしている。

· Wikipedia · Global

アマゾン盆地に分布する人為的な肥沃黒土テラプレタについての解説記事。紀元前450年から西暦950年の間に形成され、低温炭化物や陶器片を多く含み、黒色炭素含有量が周囲の土壌の0.5%に対し最大9%に達すること、深さ2メートルに及ぶ層があり年1センチメートルの速度で再生することが紹介されている。分布面積は0.1〜0.3%、6,300〜18,900平方キロメートルと推定され、バイオ炭を用いた現代的な合成の試みにも触れる。

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土壌は鉱物・有機物・ガス・水・生物からなる複雑な三相システムで、植物の成長と土壌生物の生息地として機能する。典型的な土壌は固形分が約50%(鉱物45%・有機物5%)、残り50%が間隙で構成される。土壌中の微生物密度は1グラムあたり約10^8個体、土壌の間隙のCO2濃度は大気の10〜100倍に達しうる。

· Wikipedia · Global

土壌締固めは応力によって土粒子間の空気を排除し密度を高める地盤工学的プロセス。建設分野では構造物の支持層として不可欠である一方、農業においては水の浸透低下や根の成長阻害を招く。締固めの程度はProctor試験などで求めた最大乾燥密度との比較で評価される。具体的な数値データは示されていない。

· Wikipedia · Global

雨水利用(RWH)は屋根などから雨水を集めてタンクや貯水池に貯蔵する古くからの技術で、水不足地域の水供給や洪水軽減、コスト削減の手段として世界各地で導入が進む。フランクフルト空港は年間約100万立方メートルの水を節約しており、ムンバイでは2002年以降、一定規模以上の新築建物に雨水利用設備の設置を義務化してきた。英国の一般家庭では雨水利用により水使用量を20〜30%削減できるとされる。

Teerlinck J., Dewaelheyns V., Wittemans K., Tzoulas K., Raymaekers P., Cavan G., Steen T., Somers B. · Urban Forestry & Urban Greening · Belgium (Flanders)

ベルギー・フランドル地方の家庭の庭を対象に、庭がどう使われているか、どんな要素で構成されているか、そして気候変動への適応を妨げているものは何かを扱った論文。都市の緑の大きな部分を占めながら個人の裁量に委ねられている家庭の庭を、適応の資源として捉え直す視点に立つ。※本項の記述は出典の書誌情報と題目に基づく。分析の具体的な数値・結論は本文を参照のこと。

Ceccanti F., Bischi A., Desideri U., Baccioli A. · Energy Conversion and Management · 国際比較（トロンハイム・上海・ドバイを想定したモデル計算）

垂直農園の経済性をめぐる既存研究が簡易モデルに頼ってきた点を補い、入力条件ひとつひとつが効率・持続可能性・経済的成立性をどう動かすかを詳細なモデルと感度・相関分析で切り分けた。温度・光合成有効光量子束密度（PPFD）・CO2濃度を各3水準、断熱厚を2水準とし、社会環境の条件が異なるトロンハイム・上海・ドバイの3地域で計162シナリオを試算。空調と除湿が効くため、断熱や外気候にかかわらず収量は最適に保てる。成長を最も左右するのはPPFD（相関0.85）。CO2（0.36）・温度（0.22）が続き、PPFDはエネルギー消費の主因（0.73）にもなる。単位面積あたりのエネルギー消費が最小になる条件は収量も最小（55kg/m2）という裏表の関係にあり、レタスの均等化生産費が最も安いのは24℃・PPFD 250μmol/m2s・CO2 1400ppm・断熱ありの組み合わせ（102kg/m2）だった。輸入レタスよりCO2排出を増やさずに垂直農園を回せるのは脱炭素化されたエネルギー系統のもとだけだと結論づける。

Haoqiu Lin, Xun Li · Sustainability · Global

本系統的レビューは、都市のヒートアイランド（UHI）現象を緩和するための様々な形態のグリーンインフラとそのメカニズム、および都市緑地（UGS）の役割に関する査読済み文献を統合しました。都市公園、グリーンルーフ、街路樹、垂直緑化システム、コミュニティガーデンに関連して、日陰、蒸発散、アルベド変化、換気といった重要なメカニズムが調査されました。研究結果は、公園、グリーンルーフ、街路樹などの緑地が気温と地表面温度を最大5℃低下させることができることを示しています。ただし、冷却効果の効率は植物の密度と空間分布によって異なります。

Annamaria Alabiso, Giorgio Buratti, Fiammetta Costa, Matteo Meraviglia, Luciana Migliore, Attilio Nebuloni · · Global

学際的な研究プロジェクトが、家庭における食用野菜生産のための処理済み台所排水の再利用を調査しました。このプロジェクトは、家庭での野菜や観賞植物栽培のために食器洗い機排水を再利用する、設計された生物フィルターを統合したプロトタイプを開発しました。このアプローチは、水と肥料の消費を削減し、健康的で安全な地産地消の食品生産を可能にすることを目指しています。

Piaopiao Ke, Beñat Olascoaga, Pasi Kolari, Outi Tahvonen, Sami Haapanala, Tom Kokkonen, Leena Järvi, Markku Kulmala, Anna Lintunen · Urban forestry & urban greening · Finland

フィンランド南部の都市菜園における年間を通じた渦相関法と土壌チャンバー測定により、77%の植生被覆にもかかわらず、この生態系が正味のCO₂排出源（0.69 kg m⁻² yr⁻¹）として機能していることが示されました。高い呼吸排出量（4.7 kg m⁻² yr⁻¹）が光合成による吸収量（4.0 kg m⁻² yr⁻¹）を上回っており、これは管理による土壌有機炭素の増加（13.4 ± 8.7%）と高い土壌C:N比に関連している可能性が高いです。これらの結果は、都市菜園が本来的な炭素吸収源であるという仮定に疑問を投げかけ、炭素スマートな管理慣行が必要であることを示唆しています。

Shanurasab K Nadaf, VR Yadahalli, Bebijan Nadaf · International Journal of Advanced Biochemistry Research · Global

このレビューは、限られた空間や劣悪な土壌といった課題に対処しながら、小さな都市空間で食料を栽培する動機と実践的な戦略を探る。垂直園芸、コンテナ栽培、水耕栽培、高畝栽培などの技術に加え、作物の選択と資源の最適化について議論する。また、都市園芸を身近にする上での課題、成功事例、テクノロジーの役割も検証する。

Chua Siu Ting, Hazreena Hussein · Journal of Surveying Construction & Property · Malaysia (Port Dickson)

本研究は、COVID-19パンデミック中のマレーシア、ポートディクソンにおける居住者のソーシャルスペースに対する認識を、写真記録と質問票調査を組み合わせた混合手法で調査しました。回答者の大多数が不安、失業、生活の課題によりパンデミック中に大きなストレスを経験し、居住地域内での効果的な空間配分と多様な選択肢の重要性を強調しました。これらの結果は、戦略的に設計されたソーシャルスペースとゾーニングが、居住地域における自給自足型コミュニティの発展に重要であることを示唆しています。