博 士（水産 科学） 新居久也
学 位論文題 名シ シ ャ モ の 産 卵 に 及 ぼす 河 川 物 理環 境 の影に 関する研 究
学 位 論 文 内 容 の 要旨

シシャ モは，増 殖および 資源管理 の事業が進められているが、全道の生産量は1968年（3，996トン）の水準に達しておらず，特に，北海道太平洋側の西部海域に おける生 産量は減 少傾向に ある。その主な要因は明らかではないが，本種は 人間活動 の影響が 生じやす い河川下流域で産卵するため，産卵域は治水，利 水，道路 整備など 河川工事 にも影響を受けていることが考えられる。
シシャ モの遡上 河川にお ける産卵 域を保全，あるいは修復（ミティゲーション）す ることは ，資源の 保護およ び増大の方策として重要な要素となり，産卵域お よび物理 環境に関 する知見 を得ることは必須である。しかし，シシャモの産 卵域に関 しては， 沙流川， 十勝川，新釧路川および小規模な河川における産 着卵の分 布と密度 が報告さ れているが，長期的な調査結果に基づぃた
シシャ モの産着 卵分布お よび産卵 場所の物理環境条件は解析されていない。
本研究 の目的は ，シシャ モの遡上 河川における産着卵分布域および産着卵密度と物 理環境条 件の関係 を明らか にすることであり，「産着卵分布域と産卵場所の物理環境条件」，「成魚の産卵行動および産着卵の生残に及ぼす河川流速の影響」，「遡上河川の流量と産卵有効面積」，「発生初期の受精卵に及ぼす海水の影響」，「人工産卵場造成の効果と課題」に関する調査，実験および解析を行った。
1．産着卵 分布域と 産卵場所 の物理環 境条件
厚真川， 鵡川，沙 流川，十勝川，茶路川，庶路川，阿寒川，新釧路川における産 着卵 の分布と 密度，産 着卵密度と 水深，流 速，底質 ，勾配の 関係を解 析した 。そ の結果， 各河川に おける経年 的な産着 卵分布域 が特定さ れた。産 卵域の 延長 距離，経 年的な平 均産着卵密 度，沿岸 の漁獲量 を考慮す ると，鵡 川
およ び沙 流川，新 釧路川は ，シシャモ 遡上河川 の中で資 源の再生 産にとっ て重要 な河 川である と考えら れた。産着 卵分布域 における 下限距離 の変動は 各
河川 とも 小さかっ たが，上 限距離は， 成魚の遡 上障害と なる河川 横断工作 物
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がない限り，河川勾配および成魚遡上数と関係することが明らかとなった。
産着卵密度の累積割合と底層流速，底質および水深との関係は，以下のようにな った 。底 層流速は0.6 m/sec未満の場所で高く，それ以上の場所では低い。また，底質は，庶路川および茶路川を除くと，粗砂主体(FredleIndex2以下）の場所で高い傾向があった。水深は，各河川で大きく異なっていたが，茶路川を除くと，0.6m以深で高い傾向があった。
2.成 魚 の 産 卵 行 動 お よ び 産 着 卵 の 生 残 に 及 ぽ す 河 川 流 速 の 影 響
産着卵密度の増減は，流速の要因と大きく関わっていることが考えられたことから，バイオテレメトリーシステムを用いた成魚の河川内行動と流速の関係，流速の変化が成魚の産卵行動に与える影響，成魚における流速と底質の産卵場所選好性および流速が産着卵の剥離に与える影響を実験により検証した。その結果，流速の速い場所は成魚の遡上経路として選好されず，底層流速0.6 m/sec以上の場所は，成魚の産卵が困難になった。実験水路での成魚は，底層流速が0.6 m/sec未満であり，底質が粗砂（粒径；0.425‑2mm)主体の地点を 産卵 場所 とし て選 好し てい た。 さら に，受 精卵 が産卵基質に付着しても，その後に底層流速が0.6 m/sec以上に増加すると，産着卵は基質から剥離しやすくなることが解明された。
3．遡上河川の流量と産卵有効面積流量がどれくらいあれば，産着卵の分布に有効となる物理環境条件の面積が広がるかは不明である。さらに，産卵有効面積が広がりすぎても越冬期に流量が低下するので，低水深の河床に産み着けられた受精卵は干出する可能性が高い。沙流川におけるシシャモの主要産卵場所で流量と産卵有効面積について流量増分式生息域評価法解析(IFIM)を行った。その結果，産卵期に流量が75 m3/secまでの範囲の中で上昇すると，産卵有効面積も増加するが，流量が減少する越冬期(25 m3/sec）には，低水深の河床が千出し，産着卵の減耗が生じるということが明らかとなった。将来的にシシャモの産卵および産着卵 の生 残に 配慮 した 二風 谷ダ ムの 弾力 的管理 放流 が検 討される可能性はある。従って，シシャモの河川遡上予報が公表された後に数日間でも流量を適正に減少させることが可能となれぱ，産着卵が越冬期に減耗することを防ぐ対策になると考えられる。
4．発生初期の受精卵に及ぽす海水の影響
鵡川では，1997
年の産卵期に大増水（流量567m'/sec)が発生し，ほとんどの産着卵 が海 水の 浸入域 まで 流下 した と推 定さ れた 。し かし ，海水が桑実期から嚢胚 期の 受精 卵に及 ぽす 影響 を判 断す る基 準は ，こ れま でになかった。海水が― 67ー

受精卵の生残率および孵化率，仔魚の生残に与える影響を解析した結果，発生初期の受精卵に濃度17 psu以上の海水を恒常的に曝露させると，受精卵の生残 率と孵 化率 に悪 影響 を及 ぼす こと が解 明された。また，14 psuの海水は，受精卵の生残率および孵化率，仔魚の生残率に影響を及ぽさないことが明らかとなった。
5．人工産卵場造成の効果と課題
沙流川におけるシシャモ産卵場の修復を目的として，水制工による人工産卵場が 造成 され た。 この 人工 産卵 場は ，流速 の速い場所に木杭の水制工（延長110mX川 幅 30 m)を 設置 し た もの であ り， その 役割 は流 速を 低減 させ ，粗砂を堆積させることにより，シシャモの好適な産卵場を創出させることである。
人工 産卵 場の 造成 後に 河川 物理 環境 の調査 を実施した結果，流速および底質が産 着卵 分布 にと って 好適 な条 件に 変化し た。また，人工産卵場におけるシシャモの総産着卵数（約4千万粒）は，沙流川の主要産卵域の約18％を占めると推定 され たこ とか ら， 人工 産卵 場は ，シシ ャモの産卵場所として有効に機能し た こ と が 明 ら か とな っ た 。 従 っ て ， 同 規 模 の 人 工 産 卵場 を6基設 置すれば， 沙流 川に おけ る主 要産 卵域 の総 産着卵 数を補える場所が形成されると推察された。しかし，造成2年目の大増水（1，232m /sec）によって人工産卵場を構成す る水 制工 の木 杭が 流出 する とと もに， 河道が大きく変化し，修復が不可
能な 状態 にな った 。シ シャ モ人 工産 卵場の 造成については，その効果が検証され たと とも に， 施設 の耐 久性 を重 視した 設計を検討する必要があるという課題が抽出された。
6．産卵域の保全および修復に向けた本研究成果の適用
本研究により，シシャモ産卵域の保全すべき範囲や物理環境条件が明らかとな った 。また ，シ シャ モ産 卵域 の修 復計 画を策定する場合に，産着卵分布域の 特定 および 産着 卵の 海水 耐性 の成 果は ，シシャモの産卵に配慮すべき範囲の 選定 に，産 着卵 の分 布に 好適 な水 深， 流速，底質，流量の条件は，河川流路 の断 面設計 に役 立つ と考 えら れた ；特 に，流量と産卵有効面積の解析結果
は ，将 来的に シシ ャモ の産 卵お よび 産着 卵の生残に配慮したダム弾力的管理の放流方法を提示することが可能となった。

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学位 論文審査の要旨
主査 教授 上田 宏
副．査
教授
帰山雅秀
副査
助教授
松石隆
副査 教授 中村太士（農学院）

学 位 論文題名

シシャモの産卵に及ぼす河川物理環境のうに関する研 究
シシャモ は、北海道の重要な水産資源であり、増殖および資源管理の事業が進められているが、北海道太平洋側の西部海域における生産量は減少傾向にある。また、本種は我が国の固有種であり、地理的な分布の特異性、および個体群の減少から保護を要する野生生物の対象となり留意種として北海道レッドデータブックに記載されている。シシヤモの遡上河川における産卵域を保全あるいは修復することは、資源の保護および増大の方策として重要な要素となり、産卵域および物理環境に関する知見を得ることは必須である。本研究は、水産資源および学術的に重要なシシャモの産卵河川における産着卵分布域、および産着卵密度と物理環境条件の関係を明らかにし、産着卵分布域の保全あるいは修復の条件を提示することを目的として行った。
厚真川、鵡川、沙流川、十勝川、茶路川、庶路川、阿寒川、新釧路川における産着卵の分布と密度、産着卵密度と水深、流速、底質、勾配の関係を解析し、主要産卵8河川における経年的な産着卵分布域が特定され、鵡川、沙流川および新釧路川は、シシャモ遡上河川の中で資源の再生産にとって重要な河川であることが判明した。産着卵分布域における下限距離の変動は各河川とも小さかったが、上限距離は成魚の遡上障害となる河川横断工作物がない限り、河川勾配および成魚遡上数と関係することを明らかにした。また、産着卵密度は各河川とも底層流速と大きく関係し、底層流速が0.6m/s
ec未満の場所で高くそれ以上の場所では低いこと、底質は庶路川および茶路川を除くと粗砂主体の場所で高い傾向があること、水深は各河川で 大きく異なっていたが、茶路川を除くと0.
6m以深で高い傾向があることを明らかにした。
産着卵密度の増減は、流速の要因と大きく関わっていることが考えられたため、バイオテレメトリーシステムを用いた成魚の河川内行動と流速の関係、流速の変化が成魚の産卵行動に与える影響、成魚における流速と底ー 69一

質の 産 卵場 所 選好 性 およ び流速が 産着卵の剥 離に与える 影響を実験 により検証 し た。 そ の結 果 、流 速の速い 場所は成魚 の遡上経路 として選好 されず
底層 流 速0.6m/s
ec以上 の 場所 は 、 成魚 の 産卵 が 困難 で あることを 明らかにし た 。実 験 水路 で の成 魚 は、 底 層流 速 が0.6m/sec未 満であり、 底質が粗砂（粒径O． 425ー2mm)主体の地点を産卵場所として選好すること、および受精 卵 が産 卵 基質 に 付着 し ても 、 その 後 に底 層 流 速が 0.
6m/sec以 上に増加す ると 、 産着 卵は基質から剥離し やすくなることを 解明した。
沙 流川 に おけ る シシ ャ モの主要産 卵場所で流 量と産卵有 効面積につ いて流 量 増 分 式 生 息 域 評 価 法 解 析 （ IFIM)を 行 っ た 結 果 、 産卵 期 に流 量 が75m3/secま で の 範 囲の 中 で上 昇 する と 、 産卵 有 効面 積 も増 加 する が 、流 量が減 少 する 越 冬期 (25 m3/sec）には 、低水深の 河床が干出 し、産着卵 の減耗が 生 じる と いう こ とを 明らかに した。従っ て、シシャ モの河川遡 上予報が公 表 され た 後に 数 日間 でも流量 を適正に減 少させるこ とが可能と なれば
産 着 卵 が 越 冬 期に 減耗 す るこ と を防 ぐ 対策 に なる こと を 示唆 し た。
鵡川では， 1997
年 の産卵期に 大増水（流 量567m3/sec)が発 生し、ほとんどの 産 着卵 が 海水 の 浸入 域まで流 下したと推 定された。 しかし、海 水が桑実期 か ら嚢 胚 期の 受 精卵 に及ばす 影響を判断 する基準は 、これまで になかった 。 海水 が 受精 卵 の生 残率およ び孵化率、 仔魚の生残 に与える影 響を解析 し た 結 果 、 発生 初 期の 受 精 卵に 濃 度17psu以上 の 海水 を 恒常 的 に曝 露させ る と、 受 精卵 の 生残 率と孵化 率に悪影響 を及ばすこ とを解明し た。また 、 14 psuの 海 水は 、 受精 卵 の生 残 率 およ び 孵化 率 ，仔 魚 の生 残 率に 影
響を及ばさ ないことを 明らかにし た。
沙 流川 に おい て シシ ャ モの好適な 産卵場を創 出すること を目的とし て、流速 の 速い 場 所に 木 杭の 水制工を 設置して、 流速を低減 させ、粗砂 を堆積させ る 人工 産 卵場 が 造成 された。 人工産卵場 の造成後に 河川物理環 境の調査を 実 施し た 結果 、 流速 および底 質が産着卵 分布にとっ て好適な条 件に変化し 、 人工 産 卵場 は シシ ャモの産 卵場所とし て有効に機 能したこと を明らかにした。 しかし、造 成2年目 の大増水（1，232m3/sec）によって人工産卵場を 構 成す る 水制 工 の木 杭が流出 するととも に、河道が 大きく変化 し、修復が 不 可能 な 状態 に なっ た。シシ ャモ人工産 卵場の造成 については 、その効果 が 検証 さ れた と とも に、施設 の耐久性を 重視した設 計を検討す る必要があるとい う課題が抽 出された。
以 上の よ うに 、 本論 文 はシシャモ の産着卵分 布域、およ び産着卵密 度に及ば す 河川 物 理環 境 の要 因に多く の新知見を 提供してお り、その成 果は水産科 学 の基 礎 およ び 応用 の両面か ら高く評価 され、本論 文が博士（ 水産科学）の学位 を授与され る資格があ るものと判 定した。

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