Developing a new digital vision for rangeland grazing systems

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

🔬研究者:Provides a framework for digital twinning in rangeland systems, useful for climate adaptation and biodiversity research.

🏢実務担当者:Demonstrates IoT applications for livestock monitoring and environmental management, aiding net-zero and efficiency goals.

🏛政策担当者:Highlights the role of digital hubs in achieving agricultural net-zero targets and supporting rural development.

放牧地農業の課題に対処する上で、適切なデジタル技術を特定することは極めて重要である。放牧地ファームハブは、環境管理を放牧地家畜システムに最適に統合する方法を強調するのに役立つ。放牧地ファームハブは、農業的・環境的ソリューションの導入による便益を定量化するためのアプローチと指標の開発を可能にする。デジタルビジョンは、放牧地家畜システムの社会生態学的存続可能性を高め、進行中の気候変動に対するそれらのレジリエンスを支援する可能性がある。世界的に見て、放牧地放牧システムは放牧地の大部分（Reid et al., 2008）と全陸地の半分以上を占め、2億人以上の人々が牧畜および農牧放牧システムで家畜を飼育している。欧州では、これらの土地の大部分（59%）が不利地域（LFA—EU理事会指令第75/268/EEC第2条）または自然条件制約地域［規則（EU）第1305/2013号第32条］に分類されている。これらの地域の多くは食料と繊維を生産することを主な機能としているが、自然および半自然植生が豊かで、しばしば高い保全価値を持つ種や生息地を支えており、その存続は特定の低強度農業システムの維持に全体的または部分的に依存している（Lomba et al., 2023）。さらに、欧州全域で、多くの放牧地が現在、生物物理学的および社会経済的要因に加え、より広範な政治的・文化的変化による圧力にさらされている（Nori and Scoones, 2023）。これらの地域はまた、効率性と気候変動への適応に関しても圧力を受けている（Muñoz-Ulecia et al., 2024）。欧州では、EU委員会は2050年までに気候中立—温室効果ガス排出量が実質ゼロの経済—を目指している。この目標は欧州グリーンディール（European Commission, 2019）の中核にあり、欧州気候法（European Commission, 2025）により法的拘束力を持つ目標となっている。スコットランドでは、スコットランド政府が2045年までに温室効果ガス排出量を実質ゼロに削減するというコミットメント（Scottish Government, 2024）が、将来の農業および環境支援政策に大きな影響を与えるであろう。粗放的な放牧地帯の農家に対し、生産システムの費用対効果を改善し、土壌炭素隔離を向上させること［例：草地および放牧管理慣行、草地の植物種多様性の増加、泥炭地の回復など（Strack et al., 2022; Norderhaug et al., 2023）］を奨励することへの一層の重点が置かれるであろう。スコットランドはまた、気候緊急事態（Cunningham, 2019）と同じくらい長い間、あるいはそれ以上に、生物多様性危機（Scottish Executive, 2004）にも直面している。気候課題に対処するための行動が生物多様性にも利益をもたらす可能性がある一方で、著しく減少している高地の鳥類（Alba et al., 2022）などの他の野生生物を支援するための、より的を絞った行動が引き続き必要であろう。したがって、これらの放牧地において農業と生物多様性の両方の課題に対処できる新しいアプローチを開発することが重要である。農業生産性と持続可能性のための欧州イノベーションパートナーシップ（EIP-AGRI, 2016）の報告書は、革新的な技術と管理手法の使用が重要な役割を果たすと結論付け、技術革新の促進が、放牧地放牧システムの将来の存続可能性を改善するために必要なより広範な一連の対策の不可欠な部分であるとしている。しかしながら、これらのタイプのシステムでは、農場効率と労働力削減に関してその使用がもたらす可能性のある潜在的な便益にもかかわらず、革新的な技術の導入は困難な場合がある（Morgan-Davies et al., 2018）。放牧地放牧システムのための新しいデジタルビジョンを開発することは、これらの課題に対処し、農業、ネットゼロコミットメント、および生物多様性への便益に対する技術の利点を実証するのに役立つ可能性がある。本論文は、スコットランドにおける放牧地デジタルハブの活用を示し、短期的な革新と中長期的な多様化（土地利用変化を含む）の両方を調査し、技術的ソリューションだけでなく、これらの変化を推進するために必要な財政的、社会的、政策的な変化にも焦点を当てることで、放牧地放牧システムのためのデジタルビジョンを開発するものである。スコットランド農村大学（SRUC）カークトン＆オクターティア山岳研究農場は、放牧地ファームハブ、すなわち農業科学と環境科学を実践的で現実世界の応用と結び付け、放牧地および放牧地管理者に直接関連する新技術、持続可能な慣行、革新的なシステムを試験、検証、実証するための焦点として機能するサイトとして、非常に特徴的である。この農場は、その規模（約2,200ヘクタール）、標高範囲（170mから1,000m超）、および山岳（丘陵）農業に特徴的な草地、ヒースランド、林地、高山帯の多様な生息地の広い範囲（図1）により、ユニークである。また、スコットランド農業にとって独自の関連性を持つ—スコットランドの農業に使用されている620万ヘクタールのうち、約400万ヘクタールが粗放放牧地であり、機械的手段による改良が不可能である。したがって、カークトン＆オクターティアハブによって生み出される成果と知識は、スコットランドで耕作されている総面積の65%以上、およびその先にも適用可能である。SRUCカークトン＆オクターティア農場の地図。この農場は50年以上にわたり農業研究ハブとして、25年以上にわたり環境研究ハブとして使用されており、現在はアグロフォレストリー研究ハブとしての可能性をさらに発展させる過程にある。現在農場でまたは農場に関連して実施されている広範な国内および国際研究の概要は、高地の土地管理者を対象とした報道記事およびファームアドバイザリーサービス資料から抜粋したものをここで閲覧できる（https://muckrack.com/davy-mccracken-1/portfolio）。SRUCカークトン＆オクターティア農場は、2018年からグローバルファームプラットフォームイニシアチブ（GFP）の一部となっている。2014年に設立され、今年FAOの持続可能な家畜変革に関する技術的認識により表彰された（FAO, 2025）グローバルファームプラットフォームイニシアチブは、環境影響を最小限に抑えながら家畜生産を最適化することに専念する、6大陸にわたる19の研究農場と28の機関からなる協力ネットワークである。研究農場（ハブ）が実験と実証のための地域センターとして機能し、商業農場と小規模農家（スポーク）が地域に関連し、経済的に実行可能で、環境的に持続可能な慣行を採用し普及させるハブアンドスポークモデルを通じて、GFPは最先端の科学と現実世界の農業を統合し、持続可能な家畜変革、ワンヘルス、および世界的な食料安全保障を促進している（www.globalfarmplatform.org）。このネットワークの主要パートナーとして、SRUCはカークトン＆オクターティア研究農場を、21世紀の放牧地土地利用の課題と機会に対処するための革新的な世界クラスのリソースとして確立しようと努めてきた。私たちのアプローチ（図2）は、ユニークな放牧地デジタルハブの設立と、関連する研究および実証活動のプログラムに基づいている。このプログラム内のテーマには以下が含まれる：関連する研究活動の例を示す放牧地デジタルハブの概略図。モノのインターネット（IoT）技術を含むリアルタイムデータ取得を伴うデジタルツイン概念（Purcell and Neubauer, 2023）への移行；21世紀に適した放牧地家畜システム；放牧地農場への環境管理の統合の最適化；放牧地農業の社会生態学的存続可能性の向上；自然資本評価指標の開発；インパクトのための知識交換。過去9年間にわたり、英国初の遠隔地・高地IoT（モノのインターネット）低消費電力広域ネットワーク（LPWAN）がカークトン＆オクターティア農場に設立されている（McCracken, 2017）。これは、家畜上のセンサー（例：位置、健康、福祉変数の評価）およびより広い環境中のセンサー（例：土壌温度、水分含有量、河川水位、気象データの測定；図2および3）から準リアルタイムデータを収集するために使用されている。意図するところは、放牧地デジタルハブ内でのセンサーおよび関連技術の使用をさらに発展させ、そうでなければ収集が困難なデータストリームへのアクセスを持つことだけでなく、異なるデータストリームから得られる情報を組み合わせて解釈できることからも得られる便益を評価し実証することである。農家や土地管理者が利用できるデータ量が増え続けるにつれて、この解釈の役割はますます重要になってきており、このデータの利用可能性は施設と相まって、私たちの知識交換アドバイザーがこれらの研究の結果を広く、スコットランドおよびヨーロッパの他の地域の企業に影響を与えて普及させることを可能にしている。これは、放牧地の土地管理者が、低地の草地への栄養分のより効果的な施用、家畜の位置と健康の追跡およびモニタリング、そして可能な場合の劣化した泥炭地の回復に重点を置くことで、ネットゼロ温室効果ガス排出を達成するのに役立つであろう（McCracken, 2021）。管理上の意思決定を支援するためのリアルタイムデータへのアクセスは、流域下流での洪水を緩和または防止する方法でスコットランドの放牧地を管理するのにも役立つであろう。スコットランドの多くは遠隔地で地形的に困難であることを考えると、そのようなデータを収集、送信、処理するためのセンサーの使用は、改善された接続性と処理能力とともに不可欠である。このハブから得られた教訓は、世界の他の放牧地の多くにも適用可能であり（Sm@RT & DIGIRangelandプロジェクト）、他の英国の農場プラットフォーム（例：ノースワイクファームプラットフォーム）（Orr et al., 2016）で実施された同様の研究も、これらの問題に関する認識と知識を高めることに貢献するであろう。SRUCカークトン＆オクターティアの環境センサー位置の地図。利用可能なデータを使用して、アイデアは移行することである

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Identifying appropriate digital technologies is crucial to help address rangeland agricultural challenges A rangeland farm hub can help highlight how best to integrate environmental management into rangeland livestock systems A rangeland farm hub allows the development of approaches and metrics to quantify the benefits of implementing agricultural and environmental solutions A digital vision may increase the socio-ecological viability of rangeland livestock systems and support their resilience to ongoing climate change Globally, rangeland grazing systems account for the majority of grazing lands (Reid et al., 2008) and more than half of the total land, with over 200 million people raising livestock in pastoral and agro-pastoral grazing systems. In Europe, a large proportion (59%) of these lands are classed as less favored areas (LFA—Article 2 of EU Council Directive No. 75/268/EEC) or areas of natural constraints [Article 32 of Regulation (EU) No. 1305/2013]. Although the primary function of many of these areas is to produce food and fiber, they are also rich in natural and semi-natural vegetation and support species and habitats, often with high conservation value, whose persistence is totally or partially dependent on the maintenance of specific low-intensity farming systems (Lomba et al., 2023). Moreover, across Europe, many rangeland areas are currently under pressure from biophysical and socio-economic factors, alongside broader political and cultural changes (Nori and Scoones, 2023). These areas are also coming under pressure regarding efficiency and adaptation to climate change (Muñoz-Ulecia et al., 2024). In Europe, the EU Commission aims to be climate-neutral by 2050—an economy with net-zero greenhouse gas emissions. This objective is at the heart of the European Green Deal (European Commission, 2019) and is a legally binding target thanks to the European Climate Law (European Commission, 2025). In Scotland, the Scottish Government commitment to reduce greenhouse gas emissions to net-zero by 2045 (Scottish Government, 2024) will have a major impact on future agricultural and environmental support policies. There will be an even greater emphasis on encouraging farmers in extensive and rangeland grazing areas to improve the cost-effectiveness of their production systems and improve soil carbon sequestration [e.g. through grassland and grazing management practices, increasing plant species diversity in swards, restoring peatlands, etc. (Strack et al., 2022; Norderhaug et al., 2023)]. Scotland has also been in a biodiversity crisis (Scottish Executive, 2004) for just as long, if not longer, than we have been in a climate emergency (Cunningham, 2019). Although actions taken to address climate challenges may also have biodiversity benefits, there will be a continuing need for more targeted actions to assist other wildlife, such as upland birds that are in marked decline (Alba et al., 2022). It is, therefore, important to develop new approaches that can address both farming and biodiversity issues in these rangeland areas. A report from the European Innovation Partnership for Agricultural Productivity & Sustainability (EIP-AGRI, 2016) concluded that the use of innovative technologies and management techniques had an important role to play, with facilitating technological innovation being an essential part of a wider array of measures required to improve the future viability of rangeland grazing systems. However, uptake of innovative technologies can be challenging in these types of systems, despite the potential benefits that their use could bring regarding farm efficiency and labor savings (Morgan-Davies et al., 2018). Developing a new digital vision for rangeland grazing systems could help address these challenges, and demonstrate the advantages of technology for farming, net-zero commitments and biodiversity benefits. This paper showcases the use of a Rangeland Digital Hub in Scotland to develop a digital vision for rangeland grazing systems, by investigating both short-term innovation and medium to long term diversification, including land use change, focusing both on technological solutions as well as the financial, societal, and policy changes required to drive these changes. Scotland Rural College (SRUC) Kirkton & Auchtertyre mountain research farm is quite distinctive as a rangeland farm hub, i.e., a site designed to connect agricultural and environmental science with practical, real-world application and which acts as a focal point for testing, validating, and demonstrating new technologies, sustainable practices and innovative systems of direct relevance to rangelands and rangeland managers. The farm is unique due to its size (c. 2,200 ha), altitudinal range (from 170 m to over 1,000 m), and wide range of grassland, heathland, woodland, and montane habitats characteristic of mountain (hill) farming (Figure 1). It is also uniquely relevant for Scottish agriculture—of the 6.2 million hectares used for agriculture in Scotland, around 4 million hectares is rough grazing, not able to be improved by mechanical means. Hence, the outputs and knowledge created by the Kirkton & Auchtertyre hub are applicable to over 65% of the total area farmed in Scotland, and beyond. Map of SRUC Kirkton & Auchtertyre farm. The farm has been used as an agricultural research hub for over 50 years and as an environmental research hub for over 25 years; and is in the process of further developing its potential as an agro-forestry research hub. An overview of the wide range of national and international research currently being conducted on or associated with the farms can be viewed here (https://muckrack.com/davy-mccracken-1/portfolio), drawn from press articles and Farm Advisory Service material aimed at upland land managers. SRUC Kirkton & Auchtertyre farm has been part of the Global Farm Platform Initiative (GFP) since 2018. Established in 2014 and honored this year by the FAO Technical Recognition for Sustainable Livestock Transformation (FAO, 2025), the Global Farm Platform Initiative is a collaborative network of 19 research farms and 28 institutions across six continents, dedicated to optimizing livestock production whilst minimizing environmental impact. Through its hub-and-spoke model, where research farms (hubs) serve as regional centers for experimentation and demonstration, while commercial farms and smallholders (spokes) adopt and disseminate locally relevant, economically viable, and environmentally sustainable practices, the GFP integrates cutting-edge science with real-world farming, fostering sustainable livestock transformation, One Health, and global food security (www.globalfarmplatform.org). As a major partner in this network, SRUC has sought to establish the Kirkton & Auchtertyre research farm as an innovative world class resource for addressing 21st century rangeland land use challenges and opportunities. Our approach (Figure 2) is based around the establishment of a unique Rangeland Digital Hub and a program of associated research and demonstration activities. Themes within this program include: Schematic representation of the Rangeland Digital Hub with examples of associated research activities. Moving toward a Digital Twinning concept (Purcell and Neubauer, 2023) with real time data capture including Internet of Things (IoT) technologies; Rangeland livestock systems fit for the 21st century; Optimizing the integration of environmental management into rangeland farms; Increasing the socio-ecological viability of rangeland farming; Development of natural capital assessment metrics; Knowledge exchange for impact. Over the past nine years, the first remote, upland IoT (Internet of Things) low-power wide area network (LPWAN) in the UK has been established on the Kirkton & Auchtertyre farm (McCracken, 2017). It is used to collect near-real-time data from sensors on livestock (assessing, e.g. location, health, and welfare variables) and in the wider environment (measuring, e.g. soil temperature, moisture content, river levels, meteorological data; Figures 2 and 3). The intent is to further develop the use of sensors and associated technologies within the Rangeland Digital Hub to assess and demonstrate the benefits to be gained from not only having access to such otherwise difficult to collect data streams but also from being able to combine and interpret the information coming from the different data streams. This role of interpretation is becoming increasingly important as the quantity of data available to farmers and land managers continue to increase, the availability of this data in conjunction with the facilities allows our knowledge exchange advisors to disseminate the results of these studies widely and with impact on business across Scotland and the rest of Europe. This will help rangeland land managers in achieving Net-Zero greenhouse gas emissions with greater emphasis on applying nutrients more effectively to lowland grasslands, tracking and monitoring livestock location and health, and restoring degraded peatlands where feasible (McCracken, 2021). Access to real-time data to aid management decision-making will also be helpful in managing Scotland’s rangeland areas in ways that mitigate or prevent flooding further downstream in water catchments. Given that much of Scotland is remote and challenging topographically, the use of sensors together with improved connectivity and processing power to collect, transmit and process such data is essential. The lessons learnt from this Hub will also be applicable to much of the other rangeland areas in the world (Sm@RT & DIGIRangeland projects), and similar work carried out on other UK farm platforms (e.g. the North Wyke Farm Platform) (Orr et al., 2016) will also contribute to increase the awareness and knowledge regarding those issues. Map of the environmental sensors’ locations at SRUC Kirkton & Auchtertyre. Using the available data, the idea is to move t

• openalex https://doi.org/10.1093/af/vfag009first seen 2026-08-02 17:14:13