家畜生産とそれを取り巻く環境問題、家畜生産モデルおよび育種システムの構築の3つのレベルの課題についてシステム思考の点から取り纏めた。最近の畜産の専業化・大規模化に伴い、過剰になった家畜排泄物を畜産経営内でリサイクルすることが困難になっており、このことが畜産による環境負荷を大きくする主要な原因になっている。窒素などのフローを定量的に明らかにし、モデル化することで、環境負荷低減の方策を検討することが可能となる。一方、農業の多面的機能に関心が高まる中で、畜産においても地球温暖化、酸性化、富栄養化、オゾン層破壊といった比較的定量化可能なものから、生物種の多様性、景観などの定量化が困難なものまでさまざまな環境影響を考慮していくことが求められている。ライフサイクルアセスメント(LCA)手法を用いることで、家畜飼養の現場での環境影響のみではなく、使用する飼料の生産段階や輸送段階でのさまざまな環境影響などを含めて評価することが可能となる。次に、家畜生産モデルとして、成長曲線モデル、自由摂取と成長モデルおよびシステムシミュレーションモデルの３タイプのモデルが示された。成長曲線モデルとは、最も単純なモデルで、時間と体重の関係のみが表され、家畜は産出のみのブラックボックスと考えられている。自由摂取と成長のモデルでは、体重のみならず摂取量が考慮されているが、家畜は投入と産出を持つブラックボックスとされている。システムシミュレーションモデルにおいては、家畜は内部関係が既知のホワイトボックスと考えられており、通常、よく知られたエネルギーシステムをベースに構築されてきた。これらのモデルの中には、体構成成分や枝肉組成を推定できるものもあり、また、経済変数を考慮してバイオエコノミックモデルに拡張されたものもある。ここでは肉用牛の生産システムを対象としたあるバイオエコノミックモデルのモデル化に関する発展過程とその応用が示された。家畜の場合は世代間隔が長く、１個体の価値が高く、しかも産子数が少ないので、家畜育種では生産集団全体の能力を遺伝的に変えていくことが重要である。そのためには、能力検定、選抜方法、生産システムなどの全体を網羅した育種システムとしての最適化が求められる。ここでは、能力検定をステーション方式とするか、フィールド方式とするかについて、集団としての遺伝的改良速度を指標に比較検討した。その結果、遺伝的改良が容易でないと考えられている枝肉形質の改良に対して、フィールド方式の後代検定いわゆる現場後代検定が有効であることが実証された。さらに、育種システムを構成する他のファクターについても最適化を図り、トータルとしての最適システムの構築に向けて研究を進めている。以上のように、システム分析は畜産業における多くの問題にアプローチできる有効なツールと考えられ、その役割は今後益々高まることが予想される。

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農林水産省が行っている牛乳生産費調査の個別結果表データを用いて，北海道および都府県の酪農による環境影響の経年的変化をLCAを用いて評価した。入手可能であった1979年から1992年までの14年間のデータを用い，地球温暖化，酸性化および富栄養化について，生産牛乳１トンを機能単位として評価した。評価範囲は化学肥料・農薬・資材・機械・施設の製造，購入飼料および自給飼料の栽培，飼養管理，排せつ物処理である。また，推定された地球温暖化負荷，酸性化負荷，富栄養化負荷を目的変数，個別結果表の飼料費，敷料費，光熱水料および動力費，建物費，農機具費，搾乳牛頭数，乳量を説明変数とする重回帰式を作成し， 1993 年から2006 年までの環境影響を推定した。調査期間中の1 戸当たり乳量はほぼ一貫して増加していた。生産牛乳1 トン当たりの地球温暖化負荷については，北海道と都府県の間で大きな差はなく，1982年以降は低下したが1997年以降はほぼ一定の値となった。1992年までの生産過程別構成割合では，ルーメン発酵および購入飼料の割合が高く，化石燃料（北海道，都府県）と購入飼料（北海道）に割合増加の傾向が見られた。酸性化負荷については，都府県の方が北海道よりも高く，その変動は他の環境影響項目に比べ小さかった。1992 年までの生産過程別構成割合では，購入飼料および堆肥化・圃場の割合が高く，化石燃料（北海道，都府県）と購入飼料（北海道）に割合増加の傾向が見られた。富栄養化負荷については，1979 年では北海道の方が都府県よりも高かったが，以降差が縮まり，1992 年以降では差が無くなっていた。これらの結果から，1 戸当たり頭数増，遺伝的泌乳能力の向上や飼料品質の改善，ルーメン発酵によるメタン発生量の低減，自給飼料や副産物利用促進による購入飼料の削減および環境負荷物質発生の少ない堆肥化手法の利用などが，環境影響低減に有効であると考えられた。

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近年、畜産においても環境保全に対する配慮は欠かせないものとなっており、様々な環境への影響を全体として低減するため、環境影響を総合的に評価することが必要である。生産物・サービスの一生を通して、使用される資源および排出される環境負荷物質を調べて環境への影響を評価する手法であるライフサイクルアセスメント (LCA)はこの目的に合致した評価手法として有望であると期待されており、畜産分野においてもLCAを用いた家畜生産システムの評価およびLCAの概念に基づいた評価手法開発について研究が進められつつある。本論文では、まずLCAについて概説し、続いて国内外における畜産分野のLCAに関する研究の動向について調べた。そして、著者らが実施してきた畜産におけるLCAを用いた環境影響評価の事例として、肉用牛生産と食品残さ飼料化の評価に関する研究について説明した。最後に、畜産分野のLCAにおける課題と今後の展開について簡潔に触れた。

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