里山における土水大気の自然環境と生き物に関する基礎的実測調査

里山水系の水質特性に基づく窒素・リン低減サイトに関する研究○山崎 慶太*・野口 賢次**・佐々木 章晴*** ・七里 浩志**** ・佐土原 聡***** ・川瀬 博******○山崎慶太*・野口賢次**・古川 靖英*・高津 文人****(株)竹中工務店,**日立製作所(株),***北海道当別高等学校,****横浜市環境創造局,*****横浜国立大学,******神奈川大学(*㈱竹中工務店, **㈱日立製作所, ***(国研)国立環境研究所地域環境研究ｾﾝﾀｰ,)

調査地・採水日・採水方法(現地測定項目)

背景 持続可能な開発目標（SDGs）における里山 ・ 窒素飽和は地球温暖化と並んで将来対処すべき世界的な研究課題（Future earth)であり、河川の経済生産性
PRODUCTIVITY

公平なアクセス
EQUITABLE
ACCSESS社会１．調査地
神奈川県秦野市千村 秦野市生き物の里第５号を基盤とする日立ＩＴエコ実験村の谷津（里山）。企業の生物多様性の取り組みとして、休耕田の再生などの生態系の保全活動を行っている。
南西、北西の森林に挟まれた谷戸は水田・湿地併せて約7,000m2で、３つの水源から始まり、田畑や池、放棄水田等を経て一つの河川へと流出している。

窒素汚染はSDGs目標６（水と衛生の持続可能な管理）に関連し、目標14（海洋と海洋資源の持続可能の保全）につながり、目標15（陸域生態系の保護、持続可能な利用の促進）にも関係する。

果樹園
生物圏

E

レジリエンス⑬

NO3,NH4+

RESILIENCE

⑤D

⑭

⑥⑮

⑦⑪

出典：SDGs “wedding cake” illustration presented by Johan Rockström and Pavan Sukhdev④(http://www.stockholmresilience.org/research/research-news/2016-06-14-how-foodconnects-all-the-sdgs.htmlゴール12 ： 持続可能な生産消費形態の確保
ゴール 6 ： 水と衛生の持続可能な管理
ゴール15 ： 陸域生態系の保護、持続可能な利用の促進
ゴール14 : 海洋と海洋資源の持続可能な保全
ゴール17 : パートナーシップで目標を達成しよう

畑2⑩E
水田5⑩

１．目標
里山の水田・湿地を、水質浄化上優れたグリーンインフラと位置づけ、良好な水質の親水環境を兼ね備えた都市・街づくりに将来活用するための基礎データすることを目標とする。

２．評価

先行降雨から9日経ち、イネが85ｃｍに成長した2018年8月22日（渇水で流量は全地点で通常より少ない）

３．分析方法・DTN, DTP 濃度：Auto analyzer（BL -Tec, QuAtro）を用いて 分析
・各種陽イオン（NH4, K, Na, Ca, Mg,） 、陰イオン（NO2, NO3, PO4, Br, Cl, SO4）の濃度：イオンクロマト（ ICS -2100, DIONEX）を用いて分析
・水質分析項目は計13項目

ハス池

⑬
畑1

水田450100150

休耕
畑2⑥畑3陸稲

畑4陸稲

水源
3距離[m]

⑭0.2

森林
⑬8⑩

果樹園
竹林

湿地

採水ポイント。○囲いNo.は試料水No.と一致

図 調査地里山の水系の流路図⑨湿地池
0

目視で確認できなかったが少量の伏流水の流入もしくは出水時の表面水の流入がありうる経路

0.3

⑧120

採水時に実際に目視で確認できた流れ

15312 1450

10132

4-4-202462-0.3

4155615-0.5

水源3系統
1.58

主成分1-0.2-0.46

湧水1水系(赤)湧水3水系(青)湧水2水系(黒)地点①から②にかけての森林で大きく低下

1-0.15-4

ヒシ池、ハス池の影響が考えられる

131100.50

溶存酸素(DO[%])とNO3,PO48914嫌気的な土壌を通ってくる

好気的な水

好気的な水

嫌気的な土壌を通ってくる

水源3164ガマ池

PO4(mg/ℓ)
PO4(mg/ℓ)

NO3(mg/ℓ)
NO3(mg/ℓ)

20911・肥料に起因すると想定される水源1のPO4① 0.16mg/ℓが、②、④、⑤、⑦、⑮の順に 0.02mg/ℓまで、「稲や藻類などの吸収」と「鉄やアルミニウムと結合する」ことで沈降・堆積し、低減させた。

NO3 [mg/ℓ]

水田20-2⑮845600

ヒシ池

⑤

水田

・肥料に起因すると想定される水源1のNO3① 13mg/ℓが、②、④、⑤、⑦、⑮の順にほぼ 0mg/ℓまで、特に水田1～4で、「脱窒」と「稲や藻類などの窒素栄養として吸収」により、硝酸イオン濃度を低減させた。

⑪水田1⑮

湿地

⑦0⑩⑦

森林

4水田5④0.1⑤放棄水田水車水田3④822

水源1系統
0地点④から⑥にかけての水田で大きく低下

10.1⑥

水田

⑪湿地

⑭⑮0100150

距離[m]

果樹園の施肥に起因すると想定される水源3のPO4⑧0.2mg/ℓが,⑨、⑩で1/2以下、⑪でほぼ0 mg/ℓまで減衰しており、承水路上で溶存鉄とリン酸イオンが結合し沈殿したことが一要因と考えられた。水源3の⑧のNO3は、低濃度(0.34mg/ℓ)であった。

・水源1：南西の森林と後背の丘陵から湧出し水量の豊富な渓流となり、水車や分流して水田1～4で利用される。
・水源3：湿地で湧出し、承水路の緩い流れとなり水田5で利用され、ヒシ池や畑の脇下部を通って渓流に合流。
・水源2：湿地で湧出した後、池へ入り、湧水量が最も少なかった。

考察 生き物と里山湿地の水質

里山保全管理の在り方
里山保全整備をしない

里山保全整備の実態

1) 泥が流れ込みやすくなり池が浅くなる。

1) 水田や湿地といった水が滞留しやすい地形を適切に維持し、光が当たるようにする。

2) 抽水植物など岸辺に生え、大型植物が沼を覆う。

2) イネを含めた湿地植物の生育を促し、そこに暮らす水生生物やそれを餌とするカエルや蛇といった水辺の生き物の多様性と個体数の維持に大切な役割を果たす。

3) ますます泥が溜まりやすくなり、陸地化し乾燥化が促進される。

里山湿地・水田のグリーンインフラとしての展開
本実測で、里山谷津における湿地・水田の窒素、リンの浄化機能が検証された。

本実測では、湧水2からの水系である池aを挟んだ、③と⑫はNO3、PO4とも濃度がほぼ0であった。
ホトケドジョウ

2015年6月、8月の生き物調査で、池aには神奈川県貴重種のホトケドジョウ、ツチガエル、イモリの生息が確認された。

CH4, PO4③

放棄水田0.2②0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6

ΔPO4⑨1①12水源1系統

スコアプロット
4

窒素浄化能

②池

0.3

水源116NO3 [mg/ℓ]

池a

明でき、この2軸で変動の87.6%が説明できることがわかった。

PO4(mg/ℓ)
PO4(mg/ℓ)

ΔNO3

水源1⑫NO3(mg/ℓ)
NO3(mg/ℓ)

20

ΔPO4⑧

解析結果 主成分分析により、湧水1、湧水2、湧水3の混合による効果を取り除いた。主成分1で水質変動の49.5%、主成分2で28.1%を説

主成分2

水源3

PO4 [mg/ℓ]

水源2

森林

②①

【採水方法と現地測定項目】
・①～⑮の各点で採水し、採水後はシリンジフィルター（GF/F, Whatman,孔径0.45mm）で濾過し、ろ液を60mℓ程度持ち帰って各種水質分析を実施
・多項目水質計（ProDSS, YSI）により、水温、電気伝導度、DO、ORP（酸化還元電位）を測定

持続可能な開発目標に寄与する生態系サービスとして、里山の水田・湿地の水質浄化機能を取り上げ、水源から下流に至る脱窒、リン蓄積・吸収機能等を水源毎に評価。

①50m

①

水源1⑫２．採水日・里山(湿地・水田)の機能から、社会インフラの在り方を考察する。

水源1③④⑫②⑧・里山(湿地・水田)のグリーンインフラ(窒素浄化)機能を維持向上するための、里山の保全・管理のありかたを模索する。

測定結果⑪⑮⑦⑧⑨３．考察⑭ ⑥水田4水田3⑤⑬水田2水田1⑨放棄水田③

水源2

里山（湿地・水田）のグリーンインフラ（窒素浄化）機能

測定対象となった湿地・水田での、B「脱窒」とA「稲や藻類などの窒素栄養として吸収」の窒素浄化機能を比較、評価する。

畑1ﾋｼ池
ﾊｽ池

PO4 [mg/ℓ]

目的

畑4畑3

NO 海へ 2（窒素飽和赤潮の要因）

里山湿地の水は緩やかに蛇行して流れるため、近代日本の水インフラである川とダム・溜池とは異なり、窒素・リン除去機能と、生態系ではエコトーンと称される多様な生物が生息する場を提供している。

ツチガエル

水滞留時間

今後、水質環境と特に貴重種の特に水生生物との関係を調査し、その環境選好性を検証し、ビオトープ設計の基礎データとする。

イモリ

NO3

神奈川県
貴重種に指定（レッドリスト）PO4

今後、水質浄化機能、生物多様性機能をさらに詳しく検証し、優れたグリーンインフラとして、都市・街づくりへの活用と、多様なSDGsに対応する。

川

里山

ダム・溜池

洪水

生物多様性

治水