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令和４年度砂防学会研究発表会概要集

砂防事業における環境 DNA を用いた生物調査手法の展望
国土交通省 北陸地方整備局 河川部 〇後藤 健*1
岐阜大学 地域環境変動適応研究センター 永山 滋也
国土交通省 北陸地方整備局 湯沢砂防事務所 戸田 満*2，川邊 三寿帆，谷川 優太(株)建設環境研究所 島村 彰，横山 良太，関根 洋※1 現所属 国土交通省 水管理・国土保全局 砂防部 ※2 現所属 国土交通省 北陸地方整備局 高田河川国道事務所

１．はじめには，①計画段階の施設周辺での重要種等の把握を目的とし砂防事業の自然環境調査は，平成 3 年 1 月事務連絡「水た個別の砂防事業箇所における調査，②管内全域もしくはと緑の渓流づくり調査 1)」を受けて進められ，河川砂防技術一部の比較的広い流域（広域）における生物の生息状況把基準において調査目的，調査項目が記載されているものの，握を目的とした調査，③魚道の新設及び改築に伴う効果評

事業への反映方法等については事業単位ごとに個別で検討

価を目的とした連続する砂防施設群における魚類調査であが進められてきている．それは，冨田ら 2)の砂防事業の環境る．また，活用事例を整理した中で課題として，(1) 調査方調査の実態調査結果に基づいた指摘である，「環境調査その法が統一されていない．(2) 分析精度の確保の仕組みがない．

ものが土砂生産・流出に直結する現象を把握するという性(3) 山地渓流での環境 DNA の挙動が不明な点があることが格を有さないために，砂防事業における環境調査の位置づ分かった．そこでマニュアル案で，(1)，(2)については既存けが明確でない」ことからも伺える．筆者らは，近年，野外のマニュアル 4)等に準拠すること，(2)については加えて学における生物分布調査手法として急速に活用の幅が拡大し識者に意見を求めることが望ましいことを明示した．(3)にている環境 DNA 調査 3)に着目し，環境 DNA 調査の実施事

ついては以下に示す３．の研究事例の整理を反映した．

例を収集して，その目的を整理した．また，既往研究を収３．山地河川における環境 DNA 調査の留意点集・整理し，砂防事業の実施領域である山地河川で環境

山地河川における環境 DNA に関する研究事例から整理

DNA 調査を実施する上で留意する点を把握した．ここでは，された留意事項として，濁水等の河川の水質 5)，pH6)の影響，上記をまとめて作成したマニュアル案の考え方を示すと共砂防堰堤の堆砂域が与える影響 7)があることが分かった．に，環境 DNA 調査の大きなメリットである効率化・省力

以下にそれらを踏まえた留意点と対策の例を合わせて示す．

化・安全性の観点からより広く活用されることを目指して

３．１ 水質等の影響
濁水では検出が阻害される場合があるため，懸濁物が多今後の展望を整理した．

２．砂防事業の環境調査の目的

い水，濁った水は採水しないように留意する必要がある．

砂防事業での環境 DNA 調査の活用状況を，北海道開発

腐食した植物等に PCR 阻害物質が含まれる可能性があ

局及び各地方整備局の協力の上，収集・整理した．対象はるため，藻類が発生している水や腐食した植物からの溶出

平成 29 年度～令和 2 年度とし，6 地整等 10 事務所から 33

物が多く含まれている環境（例えば，池塘や湿原）からの事例を収集した（図-1）．対象種については，図-2 の通り魚採水は極力避ける必要がある．ただし，阻害物質の除去，類相の把握が半数以上を占めていた．調査目的は，図-3 の実験試薬の変更等の実験上の対策が有効である場合がある．

通り 3 パターンに分類され，これらが現在求められている

温泉水やコンクリートの”アク”等により pH が高い（ア

砂防事業における環境 DNA 調査の目的と考えた．具体にルカリ）河川では，環境 DNA が分解されやすく，検出され

25

カワネズミ
5事例, 15%

事例数

2018

オオサンショウウオ
1事例, 3%

15

サンショウウオ類
4事例, 12%105065220北海道 東北開発局 地整0
関東地整北陸地整中部地整近畿地整

ハス, 1事例, 3%

魚類の遡上状況の把握
3事例, 9%流域（広域）での生物の生息状況の把握
魚類相（重要種）
5事例, 15%
18事例, 55%

アユ, 1事例, 3%00

中国
地整

四国
地整

九州地整

図-1 直轄事務所の環境 DNA 調査事例数

配慮対象種の生息状況の把握,
25事例, 76%

イワナ, 3事例, 9%

図-2 環境 DNA 調査の対象種－ 105 －図-3 環境 DNA 調査の目的

目的が対象箇所での配慮対象となる種の生息状況の有無のづらいことがある点に注意が必要である。
温泉水等の流入により pH が低い（酸性）の河川では，環把握であるため，調査範囲は，本体，仮設工（工事用道路，境 DNA の回収率が下がり検出されにくくなることがあるストックヤード等），樹木伐採の範囲，計画堆砂域の範囲と点に注意が必要である．pH の影響に関しては，採水時に河いう工事中，工事後に改変される範囲を設定するとした．

川水の pH を計測，記録することで結果の解釈に役立つ．

調査箇所は，３．に記載したことを基本に調査目的に応じ３．２ 採水のタイミングて設定することとした．②については，３．で整理した留

降雨や雪解けによる増水時には、平常時より水中の DNA

意点と共に砂防補助基準点上流で集中的に調査を実施した

濃度が下がること，３．１の通り濁水による検出精度の低事例を示したが，採水地点が非常に多い場合費用が高額に下が想定されるため，増水時の採水は避けた方がよい．

なる可能性を考慮し，例えば水と緑の調査で過去に調査し３．３ 採水箇所た地点と同一の調査地点で採水することでその調査地点か採水箇所の間隔は，環境 DNA 調査で得られた情報が含らの生物相の変化の概略を調査する考え方も示した．③にむ生物情報の範囲を留意する必要がある．山地河川を対象

ついては，対象となる砂防施設群を対象に３．で整理したに行われた実験で，発生源から 600m 地点までで DNA がお間隔で採水箇所を設定するのに加え，効果を確認した魚道

よそ70%減少したという結果 7)がある．
一つの目安として，がある場合はその上下流を追加する考え方を示した．

山地河川では 600m 間隔で採水箇所を設定した場合，縦断今後の展望として，環境 DNA は発展が著しい技術であ的な生物分布の取りこぼしを最小限に出来る可能性がある．

るため，本マニュアル（案）を参考に事例を蓄積し，その結

ただし，検出の可否は環境 DNA の濃度に依存し，DNA の果を反映させていく必要がある．特に山地渓流における明70%の減少が直ちに検出限界レベルを示すものではないた

らかになっていない留意事項を把握し，対策を検討する必め，発生源における初期 DNA 濃度が高ければ検出可能で要がある．加えて，事例は少数あるが 8)，環境 DNA 調査のある．採水箇所の間隔は普遍的な数値で提示できるもので有用性を定量的にも示すためにも，採捕調査との比較を効はないが，調査の目的，手法，対象種等や投入可能なコス率性だけでなく経済性の観点も合わせて整理・蓄積するこトに応じて，採水間隔を決めることが重要である．とも重要である．

流量増加に伴う希釈効果が想定されるため支川の合流に５．おわりにも留意する必要がある．合流点上流側に採水箇所を設定す

今回，調査に協力いただいた方々に謝意を示す．砂防事ることを基本とした方が良い．一方で，支川側の合流点上業における環境 DNA 調査の活用実態把握、既往研究の整流に採水箇所を設定することで，本川支川の情報を分けた理に基づく留意点と対応策を整理し，それらからマニュアサンプリングとなり有用な情報となり得る．

ル案を作成したことで，今後砂防事業における環境 DNA 調

砂防堰堤の存在にも留意する必要がある．満砂した砂防堰堤を挟んだ環境 DNA の流下実験では，堰堤の堆砂域上流で検出された環境 DNA が堰堤直下では検出できない場合があった．これは河川水が堰堤の堆砂域を通過する際，伏流により環境 DNA が河床に沈着したことが原因ではないかと推察されている 7)．今後追加検討が必要であるが，採査の活用がさらに拡大することを期待する．
引用文献；1) 建設省河川部砂防部砂防課事務連絡(1991)，2) 冨田ら(2001)，
砂防学会誌，Vol.54，No.2，P5-12，3) 例えば高原ら(2016)，日本生態学会誌，
Vol66，No.3，P583-599，4) 例えば環境 DNA 学会(2020)，環境 DNA 調査マ
ニュアル(ver.2.2)，5) 坂田ら(2021)，環境 DNA 生態系の真の姿を読み解く，
共立出版，6) Strickler et al.(2017)，Biological Conservation，18，P85-92，7) 永山ら(2019-2021)，河川砂防技術研究開発公募地域課題（砂防），8) 笛木ら(2020)，令和 2 年度 北陸地方整備局 事業研究発表会

水箇所は堰堤の堆砂域の上流に設定することが無難である．

４．マニュアル案の作成と今後の展望
上記を整理し，砂防事業における環境 DNA を用いた生物調査マニュアル（案）を作成した．現地調査から分析までのプロセスについては，既存のマニュアル 4)等に準拠することを基本としつつも，本論の２，３でまとめた調査の目的，調査時の留意点をとりまとめた．調査手法について
２．で整理した 3 パターンに分けて示した．例として，①
個別の砂防事業箇所における調査の位置図を図-4 に示す．

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図-4 個別事業箇所における調査箇所のイメージ