二酸化炭素(CO2)の大気濃度の増加はとまらず2012年には400ppm目前に達した(NOAA，2013)。大気CO2の増加(高CO2)は，光合成を促進して植物生産を増やす一方で，土壌への新鮮有機物の供給を増やして水田のメタン(CH4)発生を増加させる(Tokida et al., 2010)。また，地球の気候は我々が実感する速さで変化しつつある(IPCC，2013)。高CO2と気候変動が稲作および水田生態系に及ぼす複合影響を解明し，必要な対策を施すことが早急に求められている。FACEはfree-air CO2 enrichment(開放系大気CO2増加)の略語である。FACE実験は，実規模の農耕地などにおいて大気CO2を目的濃度に上昇させ，植物生産や生態系の応答を解明するものである。農業環境技術研究所は茨城県つくばみらい市に「つくばみらいFACE実験施設」を設置し，2010年より水田を対象とした研究を開始した(Nakamura et al., 2012; 農環研，2013)。