This thesis investigated food security challenges and potentials in Ethiopia using systems thinking methods in three parts. In the first part (Part I) comparative analysis of Ethiopian cereal supply was made in relation to other African countries. In the second part (Part II), meat consumption pattern in rural and urban Ethiopia was analyzed using cohort and econometric models. The third and final part (Part III) analyzed nitrogenous fertilizer demand in cereal production in Ethiopia. The major data sources were the Food and Agriculture Organization, World Resource Institute, World Bank's World Development Indicators and Central Statistical Agency of Ethiopia.

In Part I, a system model was used to analyze and classify African countries based on level of cropping intensity. First, all countries were divided in to three groups based on their level of cropping intensity (CI) which was calculated as a ratio of harvesting and arable land. This index helps to identify the potential of each country for further cropland expansion. Then the possible cereal supply options were discussed based on ratio of population-to-arable land, per capita GDP, water resources and past cereal yield. Countries that will face problem of cereal supply were ranked using combined index of the above variables. The result showed that between 1961 and 2003 most of the North African countries have made significant improvement in per capita cereal supply while decline has occurred in Central African countries, South Africa and East Africa. The future cereal supply prospect of the North Africa seems to rely more on cereal import and they will face no major problem. Central African countries were found to have sufficient potential arable land and water resource to expand cereal harvesting land. South African countries also will not face cereal supply problem because population growth rate has been low and they have the potential to improve cereal yield. On the other hand, most cereal production factors in East Africa showed that the region will continue to face large gap in demand and supply.

The future projection of cereal demand showed 60% of the countries in Africa will require cereal yield around 2 t/ha in 2030 to enable them contain further expansion of cereal harvesting land. Future supply of two of the most highly populated countries, Egypt and Nigeria will follow different options. While both countries will depend on cereal trade and cereal import, Nigeria will have better potential to improve its cereal yield because Egypt's cereal yield has reached near agronomic maximum.

The analysis of factors of available arable land, per capita income, cereal yield and available water resources showed Ethiopia, Eritrea, Rwanda and Burundi are among the countries that will face higher risk of food insecurity in 2030. Among these countries Ethiopia will face biggest challenge in supplying its large and rapidly growing population.

In Part II the result of analysis of household income, consumption and expenditure survey data of Ethiopia showed consumption of meat and its response to income change have had distinct pattern between urban and rural households. More than 40% of meat in the country was consumed in urban areas. The per capita meat consumption in urban households changes more steeply with change in per capita income compared with rural households. The total national meat consumption made improvement between 1996 and 2000 as a result of improvement in response of rural household meat consumption to income gain. The result of economic analysis revealed that urbanization and income have positive and significant correlation with meat consumption in Ethiopia at 1% and 5 % significance level respectively. On the other hand, level of cereal production and price of meat did not have significant correlation with per capita meat consumption. Therefore, improvement in meat consumption in Ethiopia could occur only if rural consumption pattern changes or urbanization is accelerated and income level of urban households is improved. In the study, the result of comparison of meat data sources showed that FAO overestimated the per capita meat in Ethiopia by more than 100% compared to the CSA household survey result. This disparity seems to be caused by overestimation of rate of livestock utilization than number of livestock. Therefore, it is recommended to use CSA's household consumption data along with FAO's data for policy making and research on nutrition in Ethiopia.

In Part III a system model was used to project and analyze the requirement of nitrogen fertilizer needed to improve cereal yield and produce the future demand of cereals in Ethiopia up to 2030. The model considers three GDP growth scenarios with corresponding level of food consumption. GDP was projected using gross annual rate of 2.5, 5 and 10% growth. The total GDP was distributed to households based on level of education. Income for each household under certain level of education, residence (urban or rural) and sex was estimated from literature and was adjusted using total GDP. Population was projected using data on demographic variables from Demographic and Health Surveys and initial population from UN Population Prospect. Per capita food demand was estimated for different meat items, milk and cereals using lin-log models developed from household income and consumption data of HICE 2004. In the model the logarithm of income was taken as dependant variables. Cereal feed demand was projected from livestock demands and animal feed/livestock ratios. The result showed that total demand for cereal food and feed in 2030 will increase between 2.5 and 4 times the level in 2005 depending on rate of GDP growth. The cereal yield which was 1.2 t/ha in 2005, is required to grow to 3.6 -5.7 t/ha in 2030 which in turn requires nitrogenous fertilizer use rate between 160 kg/ha and 290 kg/ha. Hence, in order to supply the cereal demand for its growing population while checking expansion of agricultural lands, Ethiopia needs to dramatically increase the use of chemical fertilizer.

現在も、アフリカの一部の国では人口の増加に食糧の供給が追いつかない状況が続いている。本研究はそのような国の典型としてエチオピアを選び、その供給の実態を明らかにし、かつその改善方法について、総合的な視点から検討したものである。本研究の概要は以下の通りである。

第1章ではエチオピアにおける食糧供給を、アフリカ諸国との比較において検討している。穀物は食料の中でも最も基本的なものであるが、アフリカではその供給法に大きな違いが見られる。現在、北アフリカ諸国の食糧事情は大幅に改善されているが、その改善には国内生産の増加と共に、食糧輸入が大きな役割を果たしている。輸入により食糧事情を改善する傾向は、一部の南アフリカや西アフリカ国々にも見られる。その一方で、一人当たりの穀物供給量が減少し続けている国があるが、その多くは東アフリカと中央アフリカに存在する。これらの国々では、食糧生産が人口の増加に追いつかず、また、外貨がないことから食糧を輸入することも出来ない。慢性的に先進国の援助に頼る状況が続いている。

そのような国の中でも、耕地面積の拡大余地、一人当たりの所得、穀物単収、利用可能水資源量から考えたとき、エチオピア、エリトリア、ルワンダ、ブルンジの4国の状況は特に深刻である。中でもエチオピアは人口が多いことから、アフリカの食糧安全保障において特に大きな問題である。

1961年から2003年にかけて、エチオピアでは一人当たりの食糧生産が30%以上減少した。これは穀物単収が向上しないなかで、生産量の増加を耕地面積の拡大に頼ってきたが、その拡大の速度を人口の伸びが超えたためである。耕地面積の拡大が限界に達していることから、今後、その供給は今後一層困難になる。第1章では、エチオピアが抱える極めて困難な状況が、他のアフリカ諸国との比較で明らかにされている。

第2章では、エチオピアにおける食肉消費について検討が加えられている。これはエチオピアでは伝統的に牛肉が食糧として重要な位置を占めており、現在も都市の富裕層を中心にその消費量が増加しているためである。エチオピアでは富裕層が牛肉を消費したがる傾向が強い。しかしながら、国全体の食糧生産が人口増加に追いつかない状況において、牛肉を増産し続けることは、エチオピアにおける食糧問題の解決を一層困難なものにしている。エチオピアにおける牛肉生産は草地で行われているが、草地拡大のために森林が伐採されることは、環境保全の上でも問題になっている。

FAOなどの国際機関も、エチオピアにおける牛肉の生産と消費の実態を正確に把握していない。本研究ではエチオピア政府による調査を基に、人ロコホートモデルを組み合わせることにより、その消費の実態を明らかにしている。現在、エチオピアでは、牛肉はほぼその全てが都市域で消費されている。これは、牛肉が高価であり、貧しい人が多い農村では、牛肉を購入することが難しいためである。農民は家畜を飼育しているが、それを自分で消費することができない。しかし、穀物が十分に生産できない農村で、都市の富裕層が好む牛肉を生産することは、エチオピア全体の食糧事情の改善を妨げている。本研究では、今後、都市部の富裕層が増加した場合に、牛肉需要がどれほど増加するかについても計算している。

第3章では、窒素肥料の投入による単収改善の可能性について検討している。穀物供給は食用需要と畜産の飼料需要を満たす必要がある。森林面積のこれ以上の減少を食い止め、また、人口増加に伴う需要の増加を賄うには、穀物単収を向上させる必要がある。そのためには、化学肥料(窒素肥料)が必要になるが、これまで、エチオピアでは窒素肥料はほとんど使われてこなかった。極端に低い肥料投入によって土地の肥沃度が下がっているとの指摘もある。

窒素肥料必要量の推計では、窒素投入量と単収の関係、さらに施肥段階での損失量を考慮する必要がある。本研究は、エチオピアにおけるFPNF(Factor ProductiVity of Nitrogen Fertilizer)を、FAOデータにおける各国の穀物単収と窒素肥料投入量の関係から推計している。穀物の収穫面積を増やさないと仮定すると、2030年の食糧需要を満たすためには、GDP年成長率を2.5%と仮定した場合でも120万トンもの窒素肥料が必要になる。人口増加率が2%近いため、GDPの成長率を2.5%と仮定することは、最低保障ラインと言っても良い。

エチオピアの食糧事情が厳しい状況にあり、恒常的に食糧援助を受けている国であることは知られているが、その実態を他のアフリカ諸国との比較や、公表されているデータの吟味を含め、本研究ほど詳細に検討したものはない。また、その食糧事情の改善には窒素肥料の投入増加が不可欠であることを指摘し、増加する人口を養うために必要な窒素肥料の量についても計算している。この研究はエチオピアの食糧安全保障を考える上で、極めて重要な情報を与えると共に、その改善の方向を明確に示すものになっている。よって、審査委員一同は、本論文が博士(農学)の学位論文として価値あるものと認めた。