アメリカ合衆国における風食の経済的コスト分析

風食（wind erosion）およびそれに伴う塵埃問題は、環境と人間社会に深刻な影響を及ぼしています。1990年代以降、気候変動や社会経済条件が著しく変化しているにもかかわらず、米国では風食の経済的コストを包括的に評価していませんでした。近年、気候温暖化、干ばつの深刻化、再生可能エネルギーの広範な使用に伴い、風食およびそれに伴う塵埃問題はさらに顕著になっています。例えば、塵埃活動の増加や谷熱（Valley Fever）感染症の急増などの問題は、風食の経済的コストを再評価する緊急性を浮き彫りにしています。風食は農業、交通、エネルギーなどの経済部門に直接的な損失をもたらすだけでなく、人間の健康や生態系サービスに影響を及ぼすことで間接的に社会負担を増加させています。したがって、本研究は既存の研究を統合し、新たなコストを計算することで、米国における風食の経済的コストの現代的ベースライン評価を提供し、政策策定と資源配分の科学的根拠を提供することを目的としています。

論文の出典

本論文はIrene Y. Feng、Thomas E. Gill、R. Scott Van Pelt、Nicholas P. Webb、Daniel Q. Tongによって共同執筆されました。著者はGeorge Mason University、University of Texas at El Paso、USDA Agricultural Research Serviceなどの機関に所属しています。論文は2025年3月に『Nature Sustainability』誌に掲載され、DOIは10.1038/s41893-024-01506-4です。

研究の流れ

1. データ収集とコスト推定方法

研究ではまず、風食に関連する多分野のデータを収集しました。これには農業、家庭、人間の健康、交通、再生可能エネルギー、塵埃ホットスポットの管理などが含まれます。データソースは政府機関（米国農務省、国家海洋大気局など）および既存の学術研究です。データの信頼性と代表性を確保するため、最新の、広範にわたる、定量化可能な数値を含む研究が優先されました。すべてのコストは2017年の米ドルに調整されました。これは2017年がデータが最も包括的で代表的な年であるためです。

2. 各分野のコスト推定

研究では以下の方法で各分野の風食コストを詳細に推定しました：

a) 農業コスト

農業コストには主に土壌の養分と水分の流失、および風食による作物の損害が含まれます。研究では以下の式を使用して農業コストを計算しました：

農業コスト = インフレ係数 × (農地総面積 × 単位面積当たりのコスト × 風食比率)

ここで、単位面積当たりのコストには水分と養分の代替コストが含まれ、風食比率は米国国家資源目録（NRI）レポートに基づいて決定されました。最終的な推定では、2017年の米国農業における風食による年間損失は約96億ドルとされました。

b) 家庭コスト

家庭コストには主に清掃、外壁の塗装、景観維持、洗濯などの費用が含まれます。研究では以下の式を使用して家庭コストを計算しました：

家庭コスト = インフレ係数 × (低風食州の世帯数 × 低風食コスト + 中風食州の世帯数 × 中風食コスト + 高風食州の世帯数 × 高風食コスト)

最終的な推定では、2017年の米国家庭における風食による年間損失は約400億ドルとされました。

c) 人間の健康コスト

健康コストには主に塵埃暴露による早死および谷熱感染の治療費用が含まれます。研究では以下の式を使用して健康コストを計算しました：

健康コスト = インフレ係数 × (死亡者数 × 統計的生命価値 + 谷熱症例数 × 症例当たりのコスト)

最終的な推定では、2017年の米国における風食による健康コストは約975億ドルとされました。

d) 交通コスト

交通コストには主に塵埃による交通事故および関連費用が含まれます。研究では以下の式を使用して交通コストを計算しました：

交通コスト = インフレ係数 × (交通事故件数 × 事故当たりのコスト)

最終的な推定では、2017年の米国交通部門における風食による年間損失は約2.8億ドルとされました。

e) 再生可能エネルギーコスト

再生可能エネルギーコストには主に塵埃による太陽光発電と風力発電の効率損失が含まれます。研究では以下の式を使用して再生可能エネルギーコストを計算しました：

太陽光発電損失コスト = 単位電力価格 × 発電量 × 効率損失率 / (1 - 効率損失率)
風力発電損失コスト = 単位電力価格 × 発電量 × 効率損失率 / (1 - 効率損失率)

最終的な推定では、2017年の米国における太陽光発電と風力発電の風食による年間損失はそれぞれ1.69億ドルと38.7億ドルとされました。

f) 塵埃ホットスポット管理コスト

管理コストには主に米国農務省自然資源保護局（NRCS）の農地における風食管理支出および特定の塵埃ホットスポット地域の管理費用が含まれます。最終的な推定では、2017年の米国における風食管理支出の総コストは2.6億ドルとされました。

3. 総合コスト推定

上記の各分野のコストを統合することで、研究では2017年の米国における風食およびそれに伴う塵埃問題による総経済的コストが約1544億ドルであると推定しました。この推定は保守的なものであり、生態系サービスの損失や非再生可能エネルギー開発に関連するコストなど、多くの潜在的なコストが計算に含まれていません。

主な結果

1. 農業損失：2017年の農業における風食による年間損失は約96億ドルで、主に土壌の養分と水分の流失によるものです。
2. 家庭損失：家庭における風食による年間損失は約400億ドルで、清掃、外壁の塗装、景観維持などの費用が含まれます。
3. 健康損失：風食による健康コストは約975億ドルで、早死や谷熱感染の治療費用が含まれます。
4. 交通損失：交通部門における風食による年間損失は約2.8億ドルで、主に塵埃による交通事故によるものです。
5. 再生可能エネルギー損失：太陽光発電と風力発電の風食による年間損失はそれぞれ1.69億ドルと38.7億ドルです。
6. 管理コスト：2017年の米国における風食管理支出の総コストは2.6億ドルです。

結論と意義

本研究は初めて米国における風食およびそれに伴う塵埃問題の現代的社会経済条件における経済的コストを包括的に評価し、風食が社会の各分野に及ぼす深刻な影響を明らかにしました。研究結果は、風食の経済的負担がこれまでの推定を大幅に上回り、干ばつや洪水などの「10億ドル規模」の自然災害の多くを上回ることを示しています。この発見は、風食管理と塵埃制御への投資の重要性を強調し、政策立案者が土壌保護と持続可能な土地利用の実践を優先することを呼びかけています。

研究のハイライト

1. 包括性：本研究は初めて農業、家庭、健康、交通、再生可能エネルギー、管理などの多分野のデータを統合し、風食の経済的コストの包括的な評価を提供しました。
2. 現代的ベースライン：2017年を基準年とし、気候変動と社会経済条件の最新の変化を反映しています。
3. 政策的示唆：研究結果は風食管理と塵埃制御政策の策定に科学的根拠を提供し、重要な応用価値を持っています。

その他の有益な情報

研究ではさらに、風食と気候変動、生態系変化の関連性をさらに研究し、風食の環境的および経済的影響をより包括的に評価する必要性を指摘しています。また、研究は土壌侵食モニタリングを強化し、土地の潜在力と生態学的状態の変化に基づく意思決定フレームワークを支援する予測モデルを開発することを呼びかけています。