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The role of irrigation in the global land system: Assessing land-based climate change mitigation and the global intensification potential through irrigation and multiple cropping expansion

灌漑のグローバル土地システムにおける役割：土地ベースの気候変動緩和と灌漑および多毛作拡大による世界の集約化可能性の評価 (AI 翻訳)

Felicitas Beier

Open MIND📚 査読済 / ジャーナル2026-05-11#その他Origin: EU
DOI: 10.18452/37363
原典: https://edoc.hu-berlin.de/18452/38030

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、灌漑が全球土地システムに与える役割を3つの研究課題から分析。需要側対策（植物ベース食、食品ロス削減）は土地システムを緩和するが、生産側対策（バイオエネルギー、植林）は水資源への圧力を高める。新たなmrwaterアルゴリズムは水文学的・生態学的・経済的基準を統合。灌漑は農地の65%で可能だが、生態学的制約下では10%減少。多毛作により作物生産を30%増加可能だが、水不足地域で持続可能性問題が生じる。

English

This dissertation analyzes the role of irrigation in the global land system. It finds that demand-side measures (plant-based diets, reduced food waste) alleviate land system pressures, while production-side measures (bioenergy, afforestation) intensify competition for water. The mrwater algorithm integrates hydrological, ecological, and economic criteria. Irrigation is possible on nearly 65% of cropland, but 10% less under ecological constraints. Multiple cropping could boost global crop production by 30% on existing land, especially in tropics, but sustainability challenges arise where yield gains meet water scarcity.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本のGX文脈では直接的な関連は薄いが、食料安全保障と土地利用の持続可能性を考える上で示唆に富む。特に、灌漑と多毛作の可能性は、限られた耕地と水資源を持つ日本にとって、将来の食料生産戦略を検討する際の参考となる。

In the global GX context

This paper contributes to the global GX discourse on land-based mitigation and the water-food-energy nexus. Its findings on sustainable irrigation and multiple cropping are relevant for climate policy frameworks like the Paris Agreement and for assessing planetary boundaries. The mrwater algorithm offers a methodological advance for integrated assessment models.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a comprehensive modeling framework (mrwater) and empirical insights on the trade-offs between land-based mitigation and water sustainability.

🏛政策担当者:Informs agricultural and climate policy design by quantifying the potential and limits of irrigation and multiple cropping for climate mitigation.

📄 Abstract（原文）

Diese Dissertation untersucht die Rolle der Bewässerung im globalen Landnutzungssystem anhand dreier Forschungsfragen: 1) Welche Auswirkungen hat eine landbasierte Klimaschutzpolitik auf Süßwasserverbrauch und planetare Belastungsgrenzen? 2) Wie kann Bewässerung nachhaltig und ökonomisch sinnvoll ausgebaut werden? 3) Lässt sich Mehrfachanbau weltweit unter Berücksichtigung der Wasserverfügbarkeit ausweiten? Ein Szenario, das das 1,5-Grad-Ziel bis 2100 einhält, zeigt: Nachfrageseitige Maßnahmen wie pflanzenbasierte Ernährung und weniger Lebensmittelabfälle entlasten das Landsystem und wirken positiv auf Klimawandel, Landsystemveränderungen, Biodiversität, stickstoffüberschuss und Süßwassernutzung. Produktionsseitige Maßnahmen wie Bioenergie oder Aufforstung erhöhen dagegen die Flächenkonkurrenz und den Druck auf Süßwasserressourcen. Ein zentraler methodischer Beitrag ist der mrwater-Algorithmus, der neben hydrologischen Zusammenhängen und ökologische Mindestwassermengen auch ökonomische Produktivitätskriterien berücksichtigt. Die Analyse zeigt, dass Bewässerung auf nahezu 65% der Ackerflächen möglich ist, unter Einhaltung ökologischer Grenzen jedoch um 10% geringer ausfällt. Wirtschaftliche Rahmenbedingungen bestimmen dabei die globalen Bewässerungsmuster. Mehrfachanbau durch Bewässerung könnte die globale Nutzpflanzenproduktion auf bestehendem Ackerland um fast 30% steigern, besonders in tropischen und subtropischen Regionen. Allerdings entstehen Nachhaltigkeitsprobleme, wo hohe Ertragssteigerungen auf Wasserknappheit treffen. Zusammenfassend können landbasierte Klimaschutzmaßnahmen die Konkurrenz um Wasser verschärfen. Bewässerung und Mehrfachanbau helfen jedoch, Nahrungsmittelversorgung und Klimaziele in Einklang zu bringen – sofern lokale Nachhaltigkeitsgrenzen beachtet werden. Entscheidend ist auch eine Transformation des Ernährungssystems, um den Druck auf Land- und Wasserressourcen zu verringern und den Süßwasserverbrauch innerhalb planetarer Grenzen zu halten.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。