GA-PLUS 結合モデルに基づく福州市の土地利用変化のマルチシナリオシミュレーションと景観生態脆弱性解析

なぜ福州の土地の未来が重要なのか

都市が拡大すると、森林や農地、河川、海岸が姿を変え、しばしば洪水、浸食、生息地喪失のリスクを静かに高めます。本研究は中国南東部の発展著しい沿岸都市・福州を対象に、今日の開発や保全の選択が2030年までに市の生態的健全性にどのように影響するかという、単純だが緊急性のある問いを投げかけます。高度な計算モデルを用いて福州の土地の異なる将来を探り、政策決定が環境の脆弱性を悪化させるのか緩和するのかを示します。

山と海のはざまにある都市

福州は北西に急峻な山地、南東に低い沿岸平野が広がり、閩江が市内を抜けて海へ注ぎます。この地形は、冷涼な森林から肥沃な農地、脆弱な沿岸湿地へと自然な傾斜を生み出します。過去20年間で福州は急速な都市化を経験し、およそ475平方キロメートルの新たな建設用地が出現する一方で約506平方キロメートルの森林が失われました。現在の景観は「農地優勢、森林は散在、建設用地は集積」という様相で、河川や主要道路沿いには集中的な開発が見られ、山地には比較的無傷の生態系が残っています。

2030年への三つの可能な道筋

福州の将来を探るため、研究者らはマルコフ連鎖（時間経過に伴う土地変化の予測）、遺伝的アルゴリズム（土地転換の最適な組み合わせの探索）、および空間土地利用シミュレータを組み合わせた結合GA-PLUSモデルを構築しました。本モデルは各カテゴリーにどれだけの土地が必要かという「量」の問題だけでなく、ある土地利用が別の利用へ変わる「起こりやすさ」に着目します。例えば、農地が都市用地になる確率や、放棄地から森林が回復する確率などです。そして2030年に向けて、自然発展（ND：政策介入が少なく傾向が継続する）、経済発展（ED：成長を優先する）、生態保護（EP：近年の福州のエコ計画に沿い生態的便益を最大化する）の3つのシナリオを設計しました。

異なる選択の下での土地利用の変化

いずれのシナリオでも建設用地は拡大しますが、その度合いは大きく異なります。EDでは都市域が最も速く拡大し、経済優先の方針と河川・海岸沿いの拡張により8.14％の増加を示します。NDでは都市コアからの外延的拡大が続きますが、より穏やかなペースです。EPシナリオは別の方向をとり、特に脆弱な場所や生産性の低い場所の耕作地を大幅に減らして森林や水域を増やします。湿地や河川回復、沿岸保全への投資を反映して水域の拡大はEPで最も顕著です。森林面積も山地斜面や主要な生態ゾーンで拡大し、“緑水青山”を開発の障害ではなく長期的資産として扱うことの効果を示しています。

景観の健全性と弱点の評価

単純な土地面積だけでなく、研究者らは景観がどれほど断片化されるか、つながりが保たれるか、多様な土地パッチのパッチワークがどれほど豊かかを検討しました。すべての将来像で景観はより断片化し、農地や都市用地の断面が増え、より小さくなります。それでも主要な土地パッチの全体的な凝集性は非常に高く保たれており、森林などの大規模な連続生息域は依然として維持されます。生態保護シナリオは景観の多様性が最も高く、より豊かな土地利用の混在が多様な機能や種を支えることを示します。これらのパターンを感受性や適応・回復能力を組み合わせた景観脆弱性指数に翻訳すると、はっきりした図が浮かび上がります：福州の南東沿岸平野が最も脆弱であり、北西の山地は最も安定しています。

研究が明らかにするリスク

三つのシナリオは脆弱性の結果に大きな違いをもたらします。経済発展では生態脆弱性の全体レベルが最も高く、建設用地が農地や敏感な沿岸部に拡大するにつれて高脆弱ゾーンが内陸へ広がります。自然発展は「南東で高、北西で低」という大まかなパターンを維持しますが、弱点改善にはほとんど寄与しません。対照的に生態保護の道は、深刻に脆弱な土地の面積を市域の約5.7％まで大幅に縮小し、生態的に健全な地域の割合を40％超に増加させます。多くの場所が高脆弱から中〜低脆弱へと移行し、特に回復した森林や湿地が都市成長の影響を緩衝する場所で顕著です。専門外の読者に向けた主なメッセージは明快です：都市の成長地点と自然復元の場所を慎重に誘導することで、経済発展を支えつつ環境リスクを低減し、より安全で回復力ある福州を築くことが可能です。

引用: Zhou, F., Wang, J., Li, Z. et al. Multi-scenario simulation of land use change and landscape ecological vulnerability analysis in Fuzhou City based on GA-PLUS coupled modeling. Sci Rep 16, 6331 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35642-y

キーワード: 都市化, 土地利用変化, 生態脆弱性, シナリオモデリング, 沿岸都市