「環境トレーサビリティー」コアプロジェクト（2017 〜 2019 年度）では、
環境のつながりを調べる科学的な方法を用いて、研究者と研究者以外の方々が協力して研究してきました。
いろいろな方々の声から、どのような研究が行われたか見てみましょう。
また、地域連携研究を行った例も紹介します。

２ 章

私たちのくらしと同位体

私たちのくらしと同位体

2 章

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版「環境トレーサビリティー」コアプロジェクト
陀

安

一

郎

（総合地球環境学研究所）

1．はじめに

境モニタリング項目に採用されていませんし、社

総合地球環境学研究所（地球研）では、2016

会的認知度もありません。

年度から「コアプログラム」という仕組みをはじ

一方、さまざまな元素濃度や同位体比を用いるめました。コアプログラムとは、個別の課題や分ことで、ある物質の産地や発生源、それが生まれ

野に限定されず、さまざまな地球環境問題に適用るプロセスが明らかになると期待され、環境診断が可能であり、総合地球環境学としての基礎と汎の 精 度 向 上 や 学 際 的 研 究（Interdisciplinary

用性を持った研究を進めようとするものです。そresearch）のツールとして高い可能性を有していの「コアプログラム」の中に「コアプロジェクト」

ます。元素の同位体を用いた研究は、いろいろなが複数存在します。本項で紹介するコアプロジェ

分野の統合としての学際的研究に用いられるよう

ク ト は、2016 年 度 に 行 っ た 予 備 研 究 を 経 て、になってきましたが、社会と連携した研究を目指2017 年度から 2019 年度の 3 年間において行ったした超学際的研究（Transdisciplinary research）2）「環境研究における同位体を用いた環境トレーサ

において、トレーサブルな情報のもつ利点や価値、

ビリティー手法の提案と有効性の検証（略称：環そしてそれらの情報をどのように使うことが可能

境トレーサビリティー）」です。ここでは、簡単

か関しては、今まで考えられていませんでした。

にプロジェクトの経緯と成果についてお話ししま

そこで「環境トレーサビリティー」コアプロジェ
クトでは、多元素安定同位体比を用いた同位体地す。

図（Multi-Isoscapes）作成などをとおして、地域
2．プロジェクトが目指したもの

における環境問題を解決するうえで、この手法を地球研のプロジェクトでは、同位体を用いた研どのように使うと研究者・住民・行政の間をつな究が多くおこなわれてきました。物質を構成する

ぐことができるかついて検証しました。特に、環元素レベルで見てみますと、同じ元素でも異なる

境の繋がりに関する情報を指す「環境トレーサビ「同位体比」を持つ物質は見分けることが可能でリティ概念」が、地域における環境問題の解決にあるという特徴を生かしたものです。物質レベル

3）
至るステークホルダー（stakeholder）
 間の共通で見分けることが可能になりますと、環境中に存理解に果たす役割の有効性について検証しまし

在する物質のつながりを示すことができます。こた。その手段として、地域の方々や、実践プロジェ

れを「トレーサブル（追跡可能）」な指標としてクトとの共同研究をおこないました。一つひとつ考えることができます。しかし、物質や生物に含の自然科学的測定値は、個別のステークホルダー

1）

まれる元素の同位体比は、環境基準 のような「こにとって、それぞれ利用価値が異なると考えられれ以下にするのが望ましい基準値」のようなものます。そこで、本プロジェクトでは、利用価値をはありません。つまり、トレーサブル（追跡可能）

行政側からの視点、住民側の視点、研究者側の視な情報である同位体比は、単独で解釈することが点の相互作用としてとらえ、それぞれの視点を類

難しいばかりか、それ自体に有害性がないため環型化し、環境トレーサビリティ手法の有効性を検19

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

証しました。また、環境トレーサビリティ概念は、で維持されることが望ましい基準を定めるもステークホルダーをつなぐ信頼性の構築という意のとする」と書かれています。このように、味で、食のトレーサビリティと関係する概念だと定められた基準より数値を下げることを目標

考えられます。これについても実践プロジェクトとするというような具体的な指針を得ることと協働で検討しました。

ができます。
2）環境研究においては、学際的研究は複数の学

3．わかったこと問分野が共同で環境問題に対する研究を行う

研究は、福井県大野市、愛媛県西条市、岩手県ことを指すのに対し、超学際的研究は学術界

上閉伊郡大槌町、山梨県南都留郡忍野村、兵庫県

のみならずステークホルダーも含んだ研究を

千種川流域、滋賀県野洲川流域、フィリピン国シ指します。前者に比べ、後者は「学問」の体

ラン・サンタローザ川流域でおこないました。

系自体が変革する必要があると考えられています。

各調査地において、環境トレーサビリティ手法を用いた研究の成果を紹介するシンポジウムを開3）近年の地球環境問題に関しては、科学者が事催しました。そして、シンポジウムに来場された実を解明するだけでは解決に至らないため、地域住民の方々に対して、環境トレーサビリティ

地球環境問題を引き起こす原因を作っている手法の有効性を問うアンケート調査を行いまし人々、及びその影響を受ける人々と共に考えた。

なければいけないとされています。「公害問その結果、環境トレーサビリティ手法を、調査

題」と異なる点は、加害者と被害者が明確に地における環境問題の解決のために有効と判断し分かれていず、地球温暖化の問題のように、たステークホルダーのタイプについて、複数の調

温暖化を引き起こす要因となっている温室効

査地間に共通して次の 3 つの特徴がみられまし

果ガスの発生に関わる一方、影響を受ける立た。それは、「調査地における環境保全の対象（地場でもあるということがあります。

下水や川）と、普段から関わりがある人」、「環境トレーサビリティ手法で得られる情報に対して、

文献

普段から関心が高い人」、「シンポジウムで研究者

Mauser M, Klepper G, Rice M, Schmalzbauer BS,

によって説明される環境トレーサビリティ手法に

Hackmann H, Leemans R, Moore H (2013)

ついての理解度が高い人」でした。

Transdisciplinary global change research:

これらのアンケート調査の結果を受けて、プロthe co-creation of knowledge for

ジェクトでは、環境トレーサビリティ手法に関心

sustainability. Current Opinion inのある人を集め、興味が持てるようなウェブサイ

Environmental Sustainability 5: 420-431.

ト作りに取り組んでいます。なお、各地域でいろhttps://doi.org/10.1016/j.cosust.2013.07.001

いろな方とどのような研究を行ったかは、それぞ

西村武司、加藤尊秋、陀安一郎（2019）「同藤吉麗、れの項目をご覧ください。

位体を用いた地下水調査に対する住民意
識 ― 山梨県忍野村のシンポジウム参加者を注釈

対象に」環境情報科学学術研究論文集 33:

1）環境基本法第十六条によれば、「政府は、大133-138 doi:10.11492/ceispapers.ceis33.0_133

気の汚染、水質の汚濁、土壌の汚染及び騒音に係る環境上の条件について、それぞれ、人の健康を保護し、及び生活環境を保全する上20

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

著者情報
陀安一郎（総合地球環境学研究所
研究基盤国際センター教授）1997
年京都大学大学院理学研究科修了、博士（理学）。日本学術振興会特別研究員・日本学術振興会海外特別研究員を経て 2002 年総合
地球環境学研究所助手、2003 年
京都大学生態学研究センター助教
授・准教授、2014 年より現職。

（2020 年 3 月 31 日掲載）（2020 年 4 月 7 日改版）

21

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

愛媛県西条市「千の水を採って～千点の地下水調査からわかったこと～」徳

増実（愛媛県西条市経営戦略部政策企画課地域創生室）
1．はじめにウォーターに直接アクセスして暮らしていると本市は、縦横に複数の断層が複雑に走った独特

言っても過言ではありません。また、まちのいたの地下構造を有し、東の西条平野と西の周桑平野るところに湧水（泉）が存在し、中小河川の源に（合わせて道前平野といいます）に、それぞれ地なり、清く透きとおった水が市内の水路を縦横無1）下水を貯める帯水層 が存在し、全国でもめずら

尽に流れています。このようなことから、本市は2

しい広大な自噴域が、西条平野には 8.1 km、周「水の都」と呼ばれています。

2

桑平野には 8.2 km 広がっています（図 1）。鋼管

山間部と平野の割合は日本の平均と同じ 7：3

を 20 m～30 m ほど地下に打ち込むだけで湧き上で、集水域3）には、石鎚山系や高縄山系の山々ががる地下水（自噴水）は「うちぬき」と呼ばれ、分布しています。この集水域もほぼ本市域内にあその数は 3,000 本を数えます。昭和 60 年に環境るため、一体的な水管理が可能となっています。

省（当時環境庁）から「名水百選」に選定され、平野部の年間降水量は 1,400 mm 程度ですが、山さらに岐阜県揖斐川で開かれた、“いびがわ”ミ

間部には 2 倍以上の降水量があり、瀬戸内海地域

ズみずフェスタ「全国利き水大会」で 2 年連続全でありながら水資源の豊富な地域になっていま

国 1 位に選ばれた“おいしい水”です。また 11

す。

2）

万人の市民のうち半数は自家水 を利用しておしかし、昭和の後半から平成にかけて、沿岸部

り、水道普及率は 50％ほどしかありません。つでは地下水の塩水化4）が進行し、その原因と対策

ま り、 多 く の 市 民 が 日 本 一 お い し い ミ ネ ラ ルを研究する必要が生じてきました。

図 1．道前平野の自噴帯の分布 （出典22

西条市（2017））

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

2．道前平野地下水資源調査研究委員会
このように地下水に恵まれているが故に、地下水に強く依存している本市では、地下水を将来にわたって保全しなければなりません。前述の塩水化や主要河川の加茂川の流況が悪くなるなど、地下水資源への不安が強まったことから、本市では市全域で地下水資源の調査をすることになりました。通常、行政の調査はコンサルタント会社に丸

図 2．水素・酸素同位体の地下でのフロー（出典 中野ら（2015））

投げして、調査結果を受け取って完了、というパターンが多いのですが、この地下水調査では、平成 19 年 4 月に道前平野地下水資源調査研究委員の指紋と言われ、水に含まれる成分と共に、水の会を立ち上げて、この委員会の中で、調査内容やつながりを明示する履歴を表す指標として利用さ手法を委託したコンサルタント会社と協議しながれてきました。例えば、降水の水素・酸素同位体

ら調査を進めました。その委員には水文学、地質、

比は標高と共に変化しますが、地下の岩石は水を水質、流動解析など各分野から地下水の有識者の含まないので、その値が保存され湧水や地下水の方々に集まっていただきました。地球研からは谷両安定同位体比は涵養域の推定や特定に有効で

口真人副所長と中野孝教名誉教授に委員になってす。例えば、4 つの涵養域（①、②、③、④）のいただきました。この委員会発足が地球研と本市降水の平均的な水素・酸素の安定同位体比が異なの関わりの起点となりました。

れば、その雨に由来する地下水や湧水も降水に類似した値となります（図 2）。一方ストロンチウ

3-1．水循環研究と水質調査

ムや硫黄の安定同位体比は地質や化学肥料によって特徴的な値を示すので、地下の堆積物や人為影

平成 19 年にこの委員会がたちあがると、各委

響に関する情報が得られます。

員から実際に調査に加わりたいとの要望があり、
中野孝教名誉教授を中心に谷口真人副所長ほか 4

水循環は、地下水と交流する地表水やその起源

年間に 22 のテーマで、地球研ほか 7 大学 8 名のである降水など、存在形態が異なる水を互いに比先生方に調査に加わっていただきました。ここで較することによって明らかになります。現在ではは、中野孝教名誉教授とのコラボレーションを中

上記元素の安定同位体や 50 種程度の元素の濃度

心に紹介させていただきます。

も比較的簡便かつ高精度で分析できるようになっ

地下水を持続的に利用するには、水循環の考えています。したがって多数の水質項目を測定でき

5）に立ち、地下水の涵養域 と地下での流動を明られば、水循環の保全や管理に必要な水の履歴に関かにした上で、流速や流量、人為影響を評価し、する情報を一挙に獲得できることになります。そ

将来の量と質を予測する科学情報が必要です。

のためには、安定同位体も含め多くの水質項目を量を予測する情報は実際の流速や流量の観測値

まとめて分析できる共用施設と共に、得られる水です。河川の管理者が測定したり、管理者の許可

質情報を共有し、水資源管理に活かす仕組みも併を取って、研究者が測ったりします。今回、中野

せて重要となります。地球研は大学共同利用機関

孝教名誉教授とコラボレーションしたのは水質のとして、こうした研究に応えうる実験施設が整備分野です。

されており、地球研との協働研究はとりわけ重要6）

分析の主な項目は安定同位体 と微量金属ででありがたいものでした。このようなことが契機す。水を構成する水素と酸素の安定同位体比は水となり、平成 21 年 8 月に地球研と本市は交流協
23

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

まれた市であることを再認識する良い機会となりました。このシンポジウム後、市民が中心になり多くの地点で井戸水の採水と水温を測定し、水質分析結果を市民と市に還元していただくプロジェ
クトが中野名誉教授から提案され、ありがたく受諾実施することになりました。「千の風になって」

図 3．西条市の河川流域（左）、地下水と河川水、降水の採水地点およびモニタリング地点（右）（出典 中野ら（2015））の歌手、秋川雅史氏が本市出身であることから、「千の水を採って」というプロジェクトの名称で定を締結し、水質履歴法の開発とその社会実装が市の広報に掲載し採水と水温測定を募りました。

より活発に進められました。

採水した地下水は 1,032 地点に及び地表水と同じ
多項目水質分析が行われました（図 3）。

3-2．地表水の多項目水質マップ

結果を水質マップとして表現することにより、地下水水質の全容が解明されました。

河川水は地下水と交流しているので、地下水と地表水を高密度に採水し、多項目にわたって水質河川の流域規模や平均標高の違いにより、水素・を比較することで、地下水の涵養域や流動に関す

酸素の安定同位体比は異なりました。例えば、加る基盤情報が得られるはずです。このため、まず茂川や中山川など平均標高が高い河川は、平野域

地表水の特徴を明らかにすることを目指し、山地でも特徴的な同位体比を示しました。この特徴は域を中心に河川の約 150 地点において、渇水期（梅予想通り地下水に現れており、河川水が川のよう

雨入り前）と豊水期（秋）の地表水を採水しました（図 3）。試料は全て地球研にて 53 成分の水質
組成と 4 種類の安定同位体比が分析され、結果、多くの水質項目について、1．季節変化より地理的変化がはるかに大きいこと、2．山地の河川水は流域の地質や降水量の違いを強く反映すること、が明らかとなりました。市が採水している
91 カ所の地下水についても同様な分析が実施され、相互に比較した結果、より多くの地点で地下水の水質項目を地図化し、河川水の結果と重ね合

図 4．地下水の硝酸態窒素濃度の分布（出典 西条市（2017））

わせて比較することで、地下水の涵養域や流動を解明できることが強く支持されました。
3-3．千の地下水の多項目水質マップ
市民に水への理解を深めてもらうことを意図して、平成 20 年 9 月に市民シンポジウムを開催しました。研究成果の紹介は一部に留め本市の水の豊さを伝えることを主眼とし、地球研スタッフと本市職員が自然科学および歴史文化の両面から講演し議論しました。台風が接近し雨中であるにも図 5．地下水の塩化物イオン濃度の分布（出典 西条市（2017））

かかわらず 300 名弱の市民が参加し本市が水に恵24

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

3-4．水質の経時的モニタリングに地下を流れる姿を可視化できました。地下水と涵養する河川の関係が明確となり、河川水が流れ

地表水と地下水の水質マップの作成と合成によている範囲など、水資源利用に重要な情報が得らり、両水の因果関係が明確になり、水に及ぼす降れました。

水や地質などの自然環境、流域の人間活動の影響

他の水質成分からは、さらに異なる情報が得らとその原因も明らかになってきました。しかし地れました。窒素汚染の実態は硝酸イオンの分布に

下水資源の将来予測には、地下水流速などの情報現れており（図 4）、土地利用や窒素同位体情報も必要です。水質マップから鍵となる地点を選定から、その要因が施肥に起因すると示唆されましできた（図 3）ので、水循環を構成する地下水やた。塩化物イオンやマンガンなどの分布からは、

河川水、降水を毎月回収し、水温と共に水質につ

塩水化は還元的環境下で進んでいることが示されいても同様なモニタリングが実施されました。

ました（図 5）。また輝安鉱の廃鉱山によるアン

同じ加茂川に由来する地下水であっても、浅層

チモンが浅層地下水にのみ現れており、「うちぬの地下水は水温変化が大きいのに対して、自噴水き」の保全にとって貴重な情報も得られました。

の水温変化はほぼありません。前者は水質マップ

ストロンチウムと硫黄の安定同位体比は流域地

から、加茂川が平野に入った後の伏流水であると質と良い一致を示し、それらと相関の高いミネラ

考えられます。伏流する涵養地点と地下水地点（例

ル成分も含めて、岩石の化学風化と水質の関係もえば大町小学校）における水温および水質の時間

明らかになりました。これらの同位体情報は、水的な違いから、1 日 10 m ほどの流速がある非常から養分を吸収する植物や農水産物に反映されまに速い地下水であると考えられます。いっぽう自す。本市は水を生かした農業を目指しており、地

噴水の涵養域は、水質マップから浅層地下水より質に由来する同位体情報は、農水産物や食の地域

さらに山地側にあることが判明しています。モニ

認証指標として利用できます。また「うちぬき」

タリング結果も、水温や水質の季節変化が小さく、の地下水を涵養する加茂川は、平野域に入る前か

浅層地下水より涵養域が離れ、深部をゆっくり流

7）

ら伏流 しており、断層によって陥没した砂礫層動しているという考えを支持しています。水質情が地下水プールを形成し、断層や上位の地層を構

報をさらに解析され、流速も含めその流動が明確成する細砂や粘土が不透水層となっている可能性になることが期待されています。

など、自噴水形成に関与する地下環境についても

降水の水素・酸素同位体からは、本市に降った

新たな知見が得られました。

雨の再蒸発による寄与が指摘されています。一方

水質分析の結果は、採水に参加した市民一人一

重金属元素濃度は地表水や地下水に比べて 2 桁程

人に簡単な説明文を加えて報告されました。それ

度高く、中には水道水の水質基準をこえる鉛濃度と共に、第一回市民シンポジウムの成果を本としを示す降水も見られました。このことは、降水由てまとめ、熊本などの地下水研究の先進事例の紹来の重金属元素は土壌に吸着されていること、す介も併せて、第二回目の市民シンポジウムを開催

なわち地下水涵養域である山地の森林土壌が優れし、地下水分析全体の結果が中野名誉教授によりた浄化機能を果たしていることを示しています。

報告されました。参加した市民は 600 人におよび

重金属元素濃度が高い降水は冬季に多く、ストロ

ました。同様な湧水・地下水問題を抱える自治体

ンチウム同位体比を用いた解析からは、アジア大は多く、岩手県大槌町や山形県遊佐町、福井県大陸からの越境汚染の可能性が指摘されています。

野市などからも首長や職員が参加し、後述のよう

しかし鉛同位体比は 10 年前の中国鉛と異なる値に新たな展開につながりました。

を示しており、中国の急激な経済成長に伴う発生源の変化が示唆されています。このことは、同位25

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

体も含めたモニタリングの実施と継続の重要性を良い地層であり、一般には地下水取水の対象示しています。

となり得る地層のこと
2）各家が自らの土地にパイプを帯水層まで打ち

4．今後の展望について

込みポンプ等でくみ上げた水
3）降った雨や溶けた雪は地表を流れて川に流れ

平成 19 年から実施されてきた道前平野地下水

こみますが、雨や雪が流れ込む範囲

資源調査の結果は、平成 29 年 8 月に西条市地下水保全管理計画としてまとめられました。現在は、

4）地下水帯水層に海水が混入し、地下水の塩素

この計画を基にした、地下水の保全に関する条例

イオン濃度（塩分濃度）が高くなること
5）地表の水（降水を主としてほかにも、湖沼水・の見直しを目指しています。
水質マップやモニタリングにより、本市一流域

河川水、貯水池・雨水浸透ますなどの水、そにおいても、広域的な大気環境変化の影響を受けの他）が地下浸透して帯水層に水が供給されていることが明らかになってきました。

るエリア

本市では、同じような地下水・湧水問題を抱え

6）放射性同位体のように放射性崩壊をせず、一る地域との連携が重要と考え、情報交換や交流を定の比率で自然界に安定に存在する同位体

行ってきました。岩手県大槌町でも沿岸域の湧水

7）河川水が河川敷や旧河道の下層にある砂礫層利用に向けて、本市と同様な水質マップを作成し、に流れ込むことを意味します。加茂川の場合、湧水保全域の基礎情報になっています。その成果

岡村断層の山側から裂罅水として、帯水層に報告も兼ねて大槌町で開催された復興シンポジウ

流れ込んでいると考えられています。

れっか

ムでは、私が参加しネットワークの強化を図りました。秋田県遊佐町では、鳥海山山塊の岩石採取

文献に伴う出水により、山麓部の湧水枯れの可能性が中野孝教、斎藤 有、申 基澈、佐々木和乙、徳増

大きな問題になっています。同町においても、同実（2015）「RIVER FRONT」Vol. 81、 公 益

様な水質マップを作成して検討した結果、採石場

財団法人リバーフロント研究所、pp. 26-29

上流部の湿地帯の保全の重要性が指摘されまし徳増 実、山田佳裕、高瀬惠次、中野孝教（2019）

た。いっぽう大野市では湧水再生室を設け、湧水「長期観測結果からみた愛媛県西条平野の断保全に向けた様々な取り組みを実施されています

層が地下水位に及ぼす影響について」、地下が、将来の環境教育の一環として、水質マップ作

水学会誌、第 61 巻第 3 号、pp. 183-196

りを学校教育の中で開始しています。こうした研西条市（2017）、西条市地下水保全管理計画

究により、各地域の水循環の特徴が明確になってきました。各地で得られるデータを利活用できる

著者情報

ようになれば、地域性の強い水循環の特徴を理解

徳増 実（西条市経営戦略部政策企画課地域創生室）1982 年愛媛大学大学院農学研究科修士課程修了、1982 年道前福祉衛生事務組
合（構成団体：西條市ほか 1 市 2 町）
化学分析センター、2004 年西条市市民環境部環境課、2016 年愛媛大学大学院連合農学研究科博士
課程社会人コース入学、2017 年より現職。

する上でも有益であると考えています。
また、地球研と本市との交流協定に基づき、平成 29 年度から政策情報交換会を開催し、お互いのニーズやシーズを出し合い、さらに win-win の関係を築いて行こうとしています。
注釈

（2020 年 3 月 31 日掲載）

1）地下水で満たされた砂層等の透水性が比較的（2020 年 4 月 7 日改版）

26

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

山梨県忍野村の取り組み
大森（山梨県忍野村昇企画課）

2．忍野村の異なる地盤

1．はじめに本村は明治 8 年（1875 年）に旧内野村と忍草

忍野村は山梨県の東南部、富士北麓に位置し、村が合併し、現在忍野村役場は村のほぼ中心部に村内には富士山世界文化遺産の構成資産であり、あり、役場より東側を内野地区、西側を忍草地区

国の天然記念物にも指定されている八つの湧水池と称し、大きく二つに分かれています。

「忍野八海」が点在している、風光明媚で水と自このような村ですが、忍草地区から縄文時代早然に恵まれている面積 25.05 k㎡、人口約 9,600 人期の土器が見つかったことや小臼・大臼をはじめの高原の村です。地形は平坦で、周囲を山々に囲多くの遺跡があることから、村はすでに縄文時代

まれ、居住地区は役場を中心とした東西の平坦なころから人が住んでいたと考えられています。特集落に集中しています。また、村の二地区は地盤に「笹見原遺跡」からは平安時代の遺物として「水（地質）も大きく異なり西側の忍草地区は地下水

神・可」の墨書土器が見つかっていることから、位が高く軟弱地盤の上に住宅が建てられ、一方東忍野村は古くより水と深くかかわる文化を重ん側の内野地区では富士山の溶岩流とみられる堅固

じ、生活用水や農業用水として利用されてきまし

な地盤の上に住宅が建てられているといった両極た。

端な地盤となっている特徴があります。

しかし、昭和 50 年代後半になり地下水を生活
3．地下水流動の把握

用水等として利用してきた井戸の水位が低下し始め、生活用水を確保するためのボーリング工事がこのような地形から近年多発しているゲリラ豪

行われるようになり、それを契機に村は住民の生雨等の急激な降雨により居住地域内の排水路など

活用水等を確保するための上水道事業を計画し、から水が溢れ、住宅地への浸水や交通障害など日村全体に上水道を整備することに決め、昭和 58

常生活に支障をきたす状況が生じたため、村とし

年度より事業着手し、昭和 62 年 8 月 20 日一部地て村民の安全・安心な暮らしを確保するべくゲリ

域で共用が開始されましたが、約 20 年が経過しラ豪雨等による水害対策を検討することとなりまたころで水源の水質悪化が確認されたため、新しした。検討の過程で調整池や既存河川の改修、河い水源を確保し、安全で安定した給水が出来るよ

川隋道等が有力な候補案として出されました。

う施設も移転し住民の生活用水の確保に努めてき

そこで問題となってきたのが地下水脈の把握でました。それと並行して地下水の保全にも力を注した。特に国の天然記念物や富士山世界文化遺産

ぐべく、地下水の村外持ち出し等を規制する地下に登録された構成資産にもなっている「忍野八海」

水資源保全条例を平成 23 年 9 月に制定し、村かの存在でありました。調整池や河川改修、河川隋ら地下水が持ち出されないように資源の保全に努道を建設する場合には雨水を取り入れるための工めているところです。

事として、地中に溝を掘る導水路工事を行う必要があり、その工事を行うことで忍野八海の水脈に何かしらの影響があっては大変なことになると考27

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

え、それならば事前に「忍野八海」を含む村内のさらには平成 29 年 8 月 7 日～ 9 日までの 3 日

地下水の流動方向を確認するべきではないかとの間の日程で 2 回目の現地調査に臨み、調査にあ結論に至り調査を行うこととなりました。

たっては前回と同様に 3 班に別れて村内の湧水地
並びに個人宅の井戸等の地下水を採取し、前回と4．地球研とのかかわり

同様の作業を実施しました。

しかし、いざ調査を行う段階になり本調査業務

2 回目の調査では前回とどのような変化が見らを行えるところとはどの様な会社なのか、委託業れるのか解析なども併せて実施いたしました。

務先の見当すら全くつかない状況で困っていたと
5．これまでの取り組みで解明されたこと

ころ、山梨県世界遺産センターのプレオープン時に秋道所長と出会い、今の忍野村の課題を提示し2 回の村内現地調査及び定期的な雨水採取などたところ所長より「私が所属している『総合地球から忍野村の地下水について 2 つのことが判って

環境学研究所（以後「地球研」という。）』では、きました。

その様な調査・研究を専門として行っている研究（1）地下水の流動は南側から北側に向かう流れ

チーム（後の「コアプロジェクト」）がある」とと東側から西側に向かう流れの大きく 2 つの情報をいただいたため、秋道所長を介して「地の流れがある。

球研」の研究チームをご紹介いただき、本村の調（2）湧水の年代も遊水池で異なり、5 ～ 8 年の査目的や依頼内容を説明したところ、調査を引き比較的短い期間と 20 ～ 30 年の長い年月と受けていただけることの了解を得たため、調査にがある。

着手出来ることとなりました。また、同時に「コ6．中間報告と意見・質問

アプロジェクト」のメンバー（自治体）としてプ
ロジェクトへ参加させていただき、「地球研」と調査の結果を受けて忍野村では「地球研」と協協働で調査を行うこととなりました。

議を行い、調査の中間報告として多くの人たちに調査の事前準備として「地球研」のコアプログ

知っていただきたいとの思いから『富士山の湧水

ラムディレクターである谷口副所長やコアプロと文化：忍野八海 ― 忍野の水はどこから来たジェクトリーダーである同研究所の陀安教授ととの ? ―』と題して、平成 30 年 1 月 20 日に「地球もに平成 28 年 8 月 15 日、9 月 7 日及び 11 月 11研」との共催で忍野村公開シンポジウムを開催し、

日と 3 回の打ち合わせを経て、同年 11 月 11 日に調査結果を踏まえた中間報告を「地球研」の薮崎

平成 28 年度の委託業務契約を締結し、平成 29 年

研究員が行い、基調講演として山梨県立富士山世

1 月 17 日～ 19 日までの 3 日間の日程で 1 回目の界センターの秋道所長はじめ元山梨県埋蔵文化セ

現地調査に臨みました。調査にあたっては「地球ンターの新津所長、産業技術総合研究所地質調査研」の谷口副所長や陀安教授、地球研職員のほか

総合センターの戸崎研究員がそれぞれの分野での村役場企画課職員とで 3 班に別れて村内の湧水地

講演を行っていただきました。また、シンポジウ

並びに個人宅の井戸等の地下水を採取し、現地でムには約 300 名余りの方々にご参加いただき、参は水温、PH 値、電導度等を測定、また同位体比

加者からは地下水の年代や地下貯水量など様々なを測定するため採取したサンプル水を「地球研」

視点でのご意見・ご質問をいただき、少なからずへと送り、計測分析等を行っていただきました。

シンポジウムに参加された方々については忍野村

併せて毎月、富士山や杓子山など「忍野八海」の地下水流動についてご理解いただけたのではな

周辺地域の降雨を採取し、雨水と湧水の関係性にいかと思っています。

ついても調査を実施しているところです。
28

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

7．今後の展開

ならば、富士山に降った雨や雪などが地下水とな

現在も継続して流動調査を行っていますが、平り、富士山周辺地域にどの様な影響をもたらすの成 31 年度（令和元年度）からは流動調査に加えかなど解明できれば、富士山周辺に湧き出る地下て新たに地下貯水量の調査も始めたところなの

水としての貴重な資料となるのではないかと期待で、今後は両調査を継続して実施し、各種データを膨らましているところです。

を蓄積することで、詳細な分析・解析につながり、
著者情報

新たな事象が判明するのではないかと期待しているところです。

大森昇（忍野村

企画課課長）

昭 和 60 年 4 月 忍 野 村 役 場 入 庁、

今後は調査において得た貴重なデータや資料な

建設課、教育委員会、水道課、観どを多くの人に知っていただけるような周知の場

光産業課等を経て、平成 28 年 4や展示施設などを整備し、富士山と湧水の関係に

月より現職。

ついても掘り下げていければと考えているところです。

 （2020 年 3 月 31 日掲載）

また、富士山周辺の自治体との協力体制が整う

29

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

この水、どこから来たの？
― 山梨県忍野村の調査事例 ―

藪

崎

志

穂

（総合地球環境学研究所）
1．忍野村の湧水と地下水

動は場所により異なる特徴を有することが予想さ皆さんは“忍野八海”という名称を耳にしたこれます。言い換えれば、村内の地下水は場所にとがあるでしょうか。これは山梨県南都留郡忍野

よって水の起源が異なるということになります。

村で湧き出している湧水のことで、日本で最も標

地下の水がどこから来たのかを知ることは、持高の高い富士山の一帯で涵養された水として知ら

続的な水利用や地下水保全、災害の対策などを考れています。忍野八海はその名のとおり八つの湧える際に重要な情報となります。本研究では、忍水池（出口池、お釜池、底抜池、銚子池、湧池、濁野村広域を対象として、地下水や湧水などの水質

池、鏡池、菖蒲池）から成り、2013 年 6 月 26 日にの特性や地下水流動について把握することを目的

世界文化遺産富士山の構成資産として認定されまと し て 地 下 水 調 査 を 実 施 し ま し た。本 稿 で はした。富士山の雄大な山容を背景に湧き出す清冽Yabusaki et al.（2023）の結果を元に、調査の概な湧水群を見るため、国内のみならず海外からも要について以下に説明します。

多くの観光客が忍野村を訪れ、賑わいを見せてい2．忍野村の自然環境ます。特に、冬の晴れた無風の早朝に冠雪の富士
山を湧水池の水面に映す、いわゆる逆さ富士を眺め

忍野村は山梨県の南東部に位置し、周縁は標高

ると、その美しさに暫く見惚れてしまいます（図 1）。

950〜1,600 m ほどの山で囲まれ、中央部が低地

忍野村には忍野八海以外にも複数の湧水があり、となる盆地状の地形となっています。低地部の標

また地下には豊富な水が蓄えられています。村の高は約 930 m、村内の面積は 25.05 km2 です。村

民家の多くは敷地内に井戸を持ち、水道設備がの南西方向には標高 3,776 m の富士山が聳え、村整った現在でもこの井戸水（地下水）を生活用水の北部から東部は道志山塊の山と接しています。

などに利用されている方々も多くいます。また、村内には、桂川が南から北に流れ、新名庄川が東地下水は農業用水や食品加工などにも利用され、から西に流れています。両河川は村の西部で合流

住民にとっては欠くことのできない大切な資源でして、桂川として富士吉田市方面に流下しています。こうした豊富な地下水は、周囲を高い山に囲す。また、忍野八海のうち七つの湧水は桂川と新まれた地形的な条件と水を貯留しやすい地下の構

名庄川の合流地点の近くに分布しており、残る一造によりもたらされており、まさに自然の恩恵をつの湧水（出口池）は南に約 900 m ほど離れた受けているといえます。忍野村の南西部には富士位置にあります。

山の裾野が広がり、北部から東部の周縁部は道志

地質の特徴として、村の中央付近の低地部には山塊と接しており、これらの山地で涵養された水

新生代第四紀完新世の非海成の堆積岩、北・東・が地下水となって忍野村の地下を流動していると南東の山地部には第四紀更新世〜完新世の堆積岩

考えられます。また上述したように異なる山塊に（火山灰）、村の南西部には富士山から噴出した完接していることから、忍野村の地下水の水質や流新世の火成岩（玄武岩）がそれぞれ分布しています。
30

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

層地下水は自治体の観測井や水源井、工場の井戸などが対象となっています。湧水は忍野八海とその他の湧水を調査しました。なお、自噴井とは地下水が自然に地表に湧き出す井戸のことを指し、湧水とは地下の水が自然に地表に湧き出していることを意味しています。
現地では EC（電気伝導率）、pH、水温、ORP（酸化還元電位）を測定、可能な地点では地下水位を計測し、加えて水質分析用の採水をおこないました。水 質 分 析 に 関 し て は、陰 イ オ ン（F-, Cl-,
NO2-, Br-, NO3-, SO42-, PO43-）および陽イオン（Li+,

図 1．冬の鏡池（2017 年 3 月撮影）

Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+）はイオンクロマトグラ

地質断面図によると、場所によりやや特徴が異な

フ（ICS-3000, Thermo Fisher Scientific）、HCO3-

りますが、富士山に近い村の西部では地下 100 m

は pH4.2 アルカリ度滴定法、酸素と水素の安定同以上にわたり富士山起源の玄武岩質の溶岩や火山、
位体比（δ18O, δ2 H）は CRDS 法（L2130-i, Picarro）

灰、スコリア（玄武岩質の黒っぽい色をした軽石。

微量成分（51 元素）は ICP-MS（7500cx, Agilent）

岩滓ともいいます）などが堆積しています。

で測定しました。

忍 野 村 の 平 均 気 温 は 10.6 ℃、年 降 水 量 は
4．忍野村の水質の特徴

1,568 mm です（いずれも気象庁のアメダス観測

忍野村の水質の特徴の概要を図 2 にまとめまし地点「河口湖」の 1981〜2010 年の平年値）。
土地利用では、村の周辺の山地部には森林が広た。浅層地下水の水質（Ca-HCO3 型で、Mg2+ とがり、村の中央部の平地には住宅地や水田、畑がSO42- の割合も高い）と深層地下水の水質（Ca-

分布しています。また、忍野村ではトウモロコシHCO 3、（Ca+Na）-HCO 3、（Ca+Mg）-HCO 3、Na-が特産品となっており、春から夏にかけて栽培がHCO3 型を示す）は異なっており、それぞれ異な

盛んに行われています。

る帯水層の水であることは明らかです。また、忍野八海などの湧水の水質（Ca-HCO3 型で、Mg2+

3．調査方法と SO42- の割合も高い）は湧水の近くに位置する忍野村の広域調査は、2017 年 1 月 18〜19 日、

浅層地下水の水質組成と近似しており、地下水がおよび 2017 年 8 月 8〜10 日に実施しました。本

湧水に流入など相互関係があると思われます。ま

研究では、地質の特徴により、井戸深度が 30 m

た、浅層地下水では 1 月と 8 月に溶存成分濃度に以下のものを浅層地下水（不圧地下水）、井戸深差異が生じる地点がありましたが（夏季に NO3-

度が 30 m よりも深いものを深層地下水（被圧地が高い値を示す地点があり、農業活動の影響と予下水）としました。1 月の調査では、浅層地下水

想）、深井戸や湧水では季節変化は殆ど認められは 49 地点、深層地下水は 11 地点、自噴井は 1 地ませんでした。また、浅層地下水や深層地下水の点、湧水は 11 地点、8 月の調査では、浅層地下

水質は、村の東部と西部では特徴に差異が生じる

水は 53 地点、深層地下水は 28 地点、自噴井は 1

傾向があり、地下水流動と関係していると考えら

地点、湧水は 11 地点、河川水 2 地点、温泉水 1れます。特に、P（リン）や V（バナジウム）は地点で、それぞれ調査・採水を実施しました。浅富士山を涵養域とする水に多く含まれていますの層地下水は村内の住民のお宅の井戸が主体で、深で、これらの元素濃度は富士山起源の水とその他
31

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

図 2．忍野村の水質の特徴の起源の水を区分する際に活用することができまれました。地下水流動を明らかにするために、す。本調査地点においても P や V の濃度に差異

2017 年 1 月と 8 月の調査時に測定した地下水位をが認められ、特に村の西部の深層地下水でこれら元に地下水流線を作成して、地下水流動をそれぞの濃度が高くなる傾向が認められました。

れ求めました。その結果の概要を、浅層地下水は

182

深層地下水の安定同位体比（δ O や δ H）は、

図 3 に、深層地下水は図 4 にそれぞれ示しました。

浅層地下水や湧水の同位体比と比べて相対的に低深層地下水と浅層地下水にはやや違いがありま

1）

い値を示しており、同位体が有する高度効果 のすが、全体的にみると概ね同じ特徴を有していま特徴により、深層地下水は浅層地下水や湧水よりす。忍野村の西部では、南から北に向かう地下水

も標高の高い場所で涵養された水であると考えら流動が認められ、これは富士山で涵養された地下れます。

水が忍野八海方面に向かう流れに相当します。こまた、村の北部に位置する自噴井のみ Ca-SO4の地域には村の水源井も含まれており、村内の水

18型の水質組成を示し、δ O と δ H が調査地点内

道は富士山起源の水を利用していることが調査ので最も低く、明らかに忍野村の他の調査地点（浅結果でも明らかになりました。一方、村の中央か層地下水や深層地下水、湧水）の特徴とは異って

ら東部では、東から西に向かう地下水流動が認めおり、不思議な水です。δ-ダイアグラムの結果から、られ、これは道志山塊で涵養された地下水が村の

この自噴井の水は天水（降水）起源であることは西側に流動する流れに相当しています。また、浅示せましたが、仔細はまだ明確にはなっていませ

層地下水については、東から流れてきた地下水がん。自噴井の水の起源がどこにあるのか、可能性

村の中央付近で北側の新名庄川に向けて流動するの一つとして温泉水の混入が考えられ、微量成分

地 下 水 の 流 れ が あ り ま す。2019 年 8 月 お よ び

や Sr（ストロンチウム）安定同位体比の結果を2020 年 1 月、3 月、10 月に実施した河川流量調用いて現在検討を進めているところです。

査（未公表データ）の結果において、上記の地下

2

水流動が河川と交わる付近で河川流量が増加する
5．忍野村の地下水流動傾向が認められ、従って地下水が河川に流入し河水質の特徴から、忍野村の浅層地下水や深層地

川流量が増加している可能性が示唆されました。

下水には異なる地下水流動系があることが予想さ

これは本調査の結果と矛盾がありません。
32

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

後の持続可能な水利用に役立てることができると期待されます。
謝辞
本調査を行うにあたり、忍野村役場

企画課の皆さま、忍野村の天野多喜雄村長、および職員の皆さまに大変お世話になりました。また、井戸の調査や情報提供にご協力いただきました住民のみなさまにも深く御礼申し上げます。

図 3．忍野村の地下水流動（浅層地下水）

注釈1） 降水の酸素および水素の安定同位体比は標高と負の相関を持ち、標高の高い地点で降る降水ほど同位体比が低くなります。この特徴を同位体の高度効果と呼んでおり、地下水や湧水の涵養域（涵養標高）を推定する際に活用されています。
図 4．忍野村の地下水流動（深層地下水）

文献

6．まとめ

Yabusaki S, Taniguchi M, Tayasu I, Akimichi T,

忍野村広域を対象とした調査の結果、浅層地下

Ohmori N, Gotou K, Watanabe H, Watanabe S,

水や深層地下水、湧水などの水質の特徴を把握し、Furuya S (2023) Water quality characteristics

さらに地下水位観測から地下水流動を推定するこand dynamics of groundwater and springとができました。その結果、忍野村では村の西部

water revealed by multi-tracers in Oshino,と東部で地下水流動が異なり、特に村の西側の地

Yamanashi, Japan. Geochemical Journal, 57

下水（井戸水）は富士山の影響を強く受けた水（富(1), 28–41.

士山で涵養された水）であることを把握しました。

https://doi.org/10.2343/geochemj.GJ23003

また村の中央から東部では、東側に連なる道志山
著者情報塊で涵養された地下水が流れていると考えられま藪崎志穂

す。涵養域の山体の規模や地質の特徴を考えると、筑波大学大学院 博士

課程 生命環境科学研究科を修了。

忍野村ではおそらく富士山起源の地下水のほうが2016 年 4 月より総合地球環境学

涵養量は多く、比較的多くの水を利用することが研究所に所属。専門は同位体水文できるのではないかと考えられます。しかしなが学、地下水学。各地の降水の同位体長期観測や、地下水・湧水の水

ら、涵養量以上の水を使ってしまうと、地下水位質の特徴把握、福島県や仙台市のの低下や湧水の枯渇および湧出量の減少を招くこ

沿岸域の地下水調査、忍野村の地とに繋がりますので、地下水の利用には注意が必

下水流動観測などを行っています。

要です。本調査で明らかとなった地下水流動に加え水収支の情報などを複合的に用いることで、今

33（2023 年 3 月 31 日掲載）

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

福井県大野市の取り組み（福井県大野市

帰

山

寿

章

民生環境部上下水道課）
ほんがん

大野盆地は古くから地下水が豊富で、飲料水なや平成 20 年に平成の名水百選に選ばれた「本願どの生活用水をはじめ、農業や工業など様々な用

清水」などの湧水地が点在するだけでなく、平成途に利用されています。また、名水百選に選ばれ8 年には本市が「水の郷百選」に選ばれたように、

しょうず

おしょうず

た「御清水」などの湧水地が点在するだけでなく市民と水の関わりは特に深いものがあり、水と共

市民と水の関わりには特に深いものがあり水と共生する生活様式や水に関わる伝承など、特有の湧生する生活様式や水に関わる伝承など特有の文化

水文化を育んできました。

を育んできました。
2．地下水低下と湧水の枯渇

しかし、高度経済成長期に地下水位が低下し、湧水の減少・枯渇が進んだため本市特有の湧水文

湧水と共に生きてきた本市ですが、昭和 40 年

化を後世に引き継ぐことが困難な状況になりつつ代後半から 50 年代にかけて地下水位が低下しまあったため、地下水を保全するための様々な施策した。これにより、多い時で約 1,000 軒の家庭でを行っています。

井戸が枯れたり、名水百選の「御清水」や平成の名水百選の「本願清水」が枯渇したりしました。

1．はじめにその原因としては、①九頭竜川や真名川の上流

本市は、福井県の東部に位置し、北は石川県、にダムができた、②市街地の上流域で土地改良事

東は岐阜県に接し、大野盆地を中心に山々に囲ま業が進み原野が無くなり保水力が落ち、かん養量

2れた地形であり、総面積 872.43 km の内約 87％が減った、③繊維産業が盛んで、市街地に約 200を森林が占める自然豊かな地方都市です。

社あった繊維工場が大量に地下水を使用した、な

また、白山を源とした九頭竜川とその支流であど諸説あります。

る真名川、清滝川、赤根川の 4 つの一級河川がそ
3．地下水の保全施策

れぞれ、北に向かって流れています。
大野盆地は古くから湧水が豊富で、人々はこの本市では、地下水を保全するために地下水審議

しょうず

湧水を「清水」と呼び親しんできました。

会を昭和 48 年に設置し、昭和 52 年に地下水保全

古くは約 440 年前に織田信長の家臣であった金条例を制定しました。また、市民全体で地下水を森長近が湧水を利用した城下町を整備しました

守るために、新たに地下水を採取する者は届け出が、その城下町は当時では珍しい上下水道を完備ることや、冬期間の融雪のために地下水を使用ししたものでありました。

ないことなどを定めました。

現在でも中心市街地では各家庭に自家用ポンプ

また、地下水が低下する冬期間には、水田に水が設置され、飲用や炊事用、あるいは風呂やトイをため充て、かん養する「冬期水田湛水事業」を

レ、洗濯、洗車にも地下水を使用していることを

昭和 53 年から開始し、更に平成 8 年には、水環

はじめ、農業や工業など様々な用途に利用されて境のシンボルにするために水源地域にあるブナのいます。

天然林を約 200 ha を購入しました。
平成 12 年には地下水保全基金をつくり、地下

また、昭和 60 年に名水百選に選ばれた「御清水」
34

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

水保全のための基金を市民から募集しました。そを制定しました。この条例では、売買の事前の届して平成 13 年・14 年には本市の地下水の現状を出のほか、山林の中で工作物を作る場合も届出を総合的に把握するため「大野市地下水総合調査」

し、事前協議を行うこととしています。
市民の取り組みとして、国の天然記念物であるを行いました。そしてこの調査に基づき地下水の健全な管理を行うことを目的に「大野市地下水保「イトヨの生息地

本願清水」における清掃活動

全管理計画」を策定しました。

があります。本願清水では、過去には子どもたち

その後、湧水をただ守るだけでなく、湧水に関がイトヨと一緒に泳いで遊んでいましたが、昭和わる文化も後世に残していく必要があると考え53 年には水枯れが起き枯渇状態になってしまっ「越前おおの湧水文化再生計画」を平成 23 年に策たことを契機に、市民総出による湧水再生に向け定しています。

た活動などが昭和 60 年代の初めから始まり、小この「越前おおの湧水文化再生計画」では地下

学校の子どもたちと大人が一緒に清掃活動を行う

水位の最終目標値が設定されており、基本観測井などの様々な努力の甲斐があり、現在は湧水地がの「御清水観測井」で 1.2 m、「春日公園観測井」

復活したところもあります。

で 5.5 m、「菖蒲池観測井」で 7.0 m としています
4．地球研とのかかわりが、これは先に記述した「大野市地下水総合調査」
において、「御清水」が湧水で満たされるためのそんな中、平成 24 年に愛媛県西条市で開催さ水位が 1.2 m とされており、「御清水観測井」のれた「名水サミット」において、大野市の「本願水位が 1.2 m の時、「春日公園観測井」では 5.5 m、

清水イトヨの里」の館長をお願いしている森教授「菖蒲池観測井」で 7.0 m となるとされたためでの紹介で、総合地球環境学研究所の中野教授の「千あります。

の水をとって～千点の水の調査からわかったこと」の講演を聞き大野市でも調査をお願いしまし

水位の観測を始めた昭和 50 年代にはこの目標た。

水位より下回った日数は年間 30 日程度でありましが、過去 10 年平均をみると年間 100 日を超え

総合地球環境学研究所、香川大学、同志社大学ており、平成 21 年には 200 日を超える状態でした。

と、本市の小学校が連携し、本市の市街地にある

しかし、平成 23 年に「越前おおの湧水文化再約 8，000 本の井戸などから採取したデータを使っ生計画」が策定され、国・県・市をはじめとするて水温調査を行いました。これは、近年の地球温関係機関や団体などと連携し地下水保全の取組み

暖化により気温が上昇しているのに伴い、本市のを強化した結果、目標水位の超過日数は徐々に減

地下水の温度も変化しているのかを調査するため

り平成 25 年には 0 日となりました。

に行ったもので、市内の小学 4 年生～ 6 年生に、各家庭で使っている地下水の温度を、調査日を定

関係機関の取り組みの主なものとして、国土交
九頭竜川ダム統合管理事

めて一斉に測定してもらうことで、本市の水温の務所による真名川ダム弾力的管理や福井県の真名

変化を監視ししながら学童期からの啓発効果を

川水際掘削及び河岸攪乱があります。これらによ

狙っています。

通省

近畿地方整備局

り地下水に大きく関与している真名川の澪筋の固地球研以外の研究機関・大学と連携した取り組

定化や樹林化を解消され、真名川からの地下水浸みも行っています。筑波大学とは、平成 25 年度

透が進み、水位の改善が図られたものと考えていから大野盆地で安定同位体による水循環解析の調ます。

査を進めています。

また、山林が外国資本に買収されるという事例

また、国土交通省の国土技術政策総合研究所にを受け、平成 24 年には「大野市森・水保全条例」

は、平成 25 年と 26 年の 2 か年で「水循環解析モ35

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

デルによる大野盆地の地下水の流れ」を解析してへ発信し、ブランドを確立するための主要なプロ

いただきました。

ジェクトと考えています。

このように当市は水循環を考えていくうえでの
6．今後の展開研究フィールドとして近年注目されています。

本市では地球研と合同で古民家をリノベーショ
5．「水への恩返し」Carrying Water Project

ンした「水のがっこう」の整備を進めています。

これまでの取り組みにより大野市の地下水は回

これは、「水」や「湧水文化」の保全・継承・復の兆しを見せていますが、市民には地下水は活用に総合的に取り組むための施設を整備し、水「有って当たり前」の意識が根強く残っています。

に関する学習や情報発信の拠点とするものです。

そこで、市民が水への感謝と誇りを再認識し、施設の 1 階は学習スペースとし、各大学の研究

その思いや行動を世界に向けて発信することで当成果や地下水に関するパネルの展示、研究の発表

市のブランド力を高め、交流人口の増加と人口減会、情報交換会等を開催するほか、観光客や遠足

少対策の一つとして「水への恩返し」を基本理念

で本市に訪れた方が自由に水について学習する場に「Carrying Water Project（以下 CWP という。）」に利用します。
2 階は研究室になります。水に関する研究者（大を実施しました。
CWP 活動は市民・企業から寄付を募り、水環

学、研究機関）がフィールドワークを行う時の活境に恵まれない地域への支援とともに、大野の恵動拠点とし、簡単な検査や資材の保管場所としてまれた「水」を核とした地方創生に向けたブラン

活用します。
多くの研究者にこの施設を利用していただくこ

ディング活動を展開するものです。
大野の豊かな水について国内だけでなく世界にとで「水」という貴重な地域資源を生かし、大学

発信することで、大野の人々が水に恵まれている等研究機関による研究の場、展示や情報発信等のことを再認識するきっかけとするもので、これに場として活用し、地域の活性化を図りたいと考え

より、産業や人材を育て特産品などの競争力を高ています。
この施設は令和 2 年 3 月 22 日（世界水の日）め、地域経済が活性化し、中長期的には人口減少にオープンしたばかりです。多くの皆様のお越し対策とする狙いです。

をお待ちしています。

水環境に恵まれない地域への支援として、公益財団法人日本ユニセフ協会とパートナーシップを

著者情報

締結し、安全な水の確保に苦しむ東ティモール民
主共和国への 2017 年から 3 年間、現地の子供たち

帰山寿章（大野市民生環境部

が清潔で安全な水を使えるように支援しました。

下水道課

上

課長）1983 年大野市

役所入庁、2012 年大野市産経建

なお CWP に必要な資金は、市民、企業からの設部寄付の他、ふるさと納税や「越前大野名水マラソ

建設整備課

湧水対策室に配属、2019 年より現職。

ン」などの各種イベントの参加者からの寄付を募るなど、全国に支援の輪を広げていきました。

 （2020 年 3 月 31 日掲載）

CWP を通じ、水に関して困難を抱える地域と

絆を結び、支援や交流を図ることによって、大野
市民が自らのアイデンティティをより深く理解するきっかけとすると同時に、CWP は国際的な貢献活動で「水で未来を拓くまち＝大野市」を世界
36（2020 年 4 月 7 日改版）

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

兵庫県千種川流域― 地元住民の調査が原動力となった環境問題解決への取り組み ―藤吉麗（総合地球環境学研究所）

兵庫県西部に位置する千種川流域では、地元住ことができます。さらに、膝まで川に浸かった時民の手による「千種川一斉水温調査」が 2002 年に肌で感じる水温の冷たさやぬるさによって、川から毎年続けられています。総合地球環境学研究の状態を実感することができます。

所は 2015 年より神戸大学とともにこの調査に参
2．千種川の現状と課題

画し、水の詳細な化学分析を通して千種川の水環境の解明を目指しています。地元住民による調査

兵 庫 県 西 部 に 位 置 す る 千 種 川 は、 流 域 面 積が原動力となり、千種川の水環境についてさまざ

754 km2、本川流路延長 72 km の二級河川で、流まなことが明らかになってきました。

域内には県内の 2 市 4 町（赤穂市、相生市、たつの市、宍粟市、上郡町、佐用町）が含まれていま

1．住民主体の「千種川一斉水温調査」

す。昭和の名水百選に選定された清流を有し、ア

千種川では、毎年 8 月の第一日曜日に、川の源

ユやオオサンショウウオなどの生物が生息してい流から河口までの全 94 地点において、川の水温ます。一方、2009 年の兵庫県西・北部豪雨の洪と電気伝導率を調べる「千種川一斉水温調査」が水被害を受けて、兵庫県は 2015 年にかけて大規行われます。この調査は、「千種川の環境の現状

模な災害復旧工事を実施しました。その結果、川を知りたい」という流域の住民の強い気持ちに応

幅拡張工事が行われた中流域を中心に水深が浅く

じて、兵庫県立人と自然の博物館の提案によってなり、水温上昇が確認されています。2019 年の2002 年に始まりました。調査のリーダーを務め調査では、全地点のほぼ半数の 45 地点で水温がる横山正さんは、「元々は千種川を大事に思う住30 度を超えました。横山さんは、「災害復旧工事

民が、川の上流や下流でホタルの観察やチチコ釣は必要だったが、川に棲む生き物にとっては、夏りなどの活動を個別に行っていた。千種川全体をの暑さをしのぐために淵などが必要。今後、人工視野に入れて、みんなで共通の活動をしたいと考的に瀬と淵を作るなど、生き物の生息環境への配えたときに、この形ができた」と調査のはじまっ慮が必要。行政には、水温調査の結果を参考とした背景を説明しています。

て活かしていただきたい」と話しています。

水温は、水に溶ける酸素の量と関係し、水温が3．毎年の水温調査からわかってきたこと

上がると水に溶ける酸素の量が減少し、アユに代表されるような生物の生息にとって悪影響を与え調査をはじめるまでは、住民の方々がなんとなるため、水生生物の生息環境の指標となります。

く感覚的に思い込んでいたことが、水温調査を継また、電気伝導率は、数値が高いほど水に溶け込続していくことで様々な発見が蓄積されていきま

む物質が多いことを示し、河川水の汚染の指標のした。調査開始時には、「川は上流の千種が冷たく、一つとなります。これらの指標を使うことで、だ下流の上郡や赤穂に行くほど高くなる」と思い込

れもが簡単に環境の良しあしを大まかにとらえる

んでいたものが、実際は支流ごとに温度分布があ37

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

ることに気がつきました。次の発見は、中流部でも最高水温を示す地点があったことです。農業用の風船ダムが 100 m の区間に 2 つ、3 つもあり、川が流れておらず、農業に起因する環境であることがわかりました。さらに、水温の低い小さな支流が合流する地点では、スポット的に温度低下効
果があることもわかり、細流の重要さを再発見しました。その後も、冷たい水塊が存在できる深い淵、たっぷり酸素や餌の虫を供給する瀬の重要さなど、当たり前の事実を再認識でき、アユやうなぎが減少する原因を実感しました。その一方で、2009 年の水害後の災害復旧工事による短期間の環境変化、瀬や淵の消失、細流の水路化などの高水温エリアの拡大をも実感することとなりました。
4．総合地球環境学研究所と神戸大学の参画による調査からわかってきたこと
総合地球環境学研究所は 2015 年より神戸大学とともにこの調査に参画しています。水温と電気

図 1．千種川流域の水質（ミネラル成分）の分布と特徴（山本 2016）

伝導率の測定に加えて、参加者の方々に採水をお願いし、水の詳細な化学分析を行っています。
これまでに、カルシウムイオン、塩化物イオン

流域の 5 つのライオンズクラブ合同主催によるなどの主要イオンの濃度を調べ、水質としての千「千種川フォーラム」で紹介しました。また兵庫

種川の特徴を明らかにすることができました（図県立人と自然の博物館が開催する「共生のひろば」

1）。

にて、2018 年と 2019 年にポスター発表を行い、また、様々な人間活動（生活排水、農業の施肥

住民の方々から様々な意見をいただくことができなど）から川に排出される硝酸イオンについて、川の中の硝酸イオンがどこからきたか？

ました。

を、安

住民の方々からいただく意見は、「そこに住ん

定同位体分析 とよばれる手法を用いて調査してでいるからこそ知っていること」であり、それがいます（図 2）
。この調査から、流域内の 2 つの研究を進める上での大きな進捗のきっかけになる

支川（大日山川、矢野川）では硝酸イオンの起源

ことがあります。例えば、川の中の塩化物イオン

が有機質肥料と排水に由来する可能性が高いことの濃度について、地点ごとの濃度が高い低いなどが明らかになりました。

の傾向がわかったが、その原因が見えなかったと

1）

きに、「この辺りは冬に道路が凍結するから融雪
5．研究成果を住民と共有し、視点を重ね合わせ剤をまく。その影響ではないか？」と鋭い指摘をることの重要さいただきました。実際に起きている問題の解決の総合地球環境学研究所と神戸大学の参画から得点でみると、住民の方々だからこそ気づく「生活られた研究成果の一部は、2018 年 6 月に開かれた、者としての視点」と、研究者が提供できる「客観38

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

硝酸イオンの酸素安定同位体比

硝酸イオン濃度(mg/l)

大 日山川

硝酸イオンの窒素安定同位体比

矢 野川

図 2．安定同位体分析を用いた、千種川流域の硝酸イオンの起源推定（右の図は、2018 年 8 月の千種川流域の硝酸イオン濃度の空間分布。左の図は、安定同位体分析 1）を通した硝酸イオンの起源推定に用いる図）的な視点」を合わせることで、地域の問題解決におよび酸素の安定同位体比を調べることによ

向かいやすいのではないかと感じています。

り、硝酸イオンの起源や動態に関する情報を「千種川一斉水温調査」は、年々参加者の高齢得ることができます。

化が進み、参加者人数も減少してきていることか
ら、調査自体の継続が懸念されています。総合地

文献

球環境学研究所と神戸大学は、調査を主導するメ山本雄大（2016）卒業論文「兵庫県千種川の水質

ンバーの方々にこれまでの研究成果を全て還元

に関する地球化学的研究」、神戸大学

し、今後の調査の方向性を決めるためのサポート
著者情報を全力で行う所存です。

藤吉麗

総合地球環境学研究所「環境研究における同位体を用い注釈

た環境トレーサビリティー手法の

1）硝酸イオン（NO3-）は窒素原子 1 つと酸素

提案と有効性の検証」研究員。博

原子 3 つからできています。窒素原子には、士（環境科学）。2016 年に北海道大学大学院環境科学院で学位取得

質量数 14 と 15 の二種類の、安定に存在する

後、山形大学農学部附属やまがた

窒素原子があり、これらを互いに同位体といフィールド科学センター附属演習

います。同様に、酸素原子には、質量数 16

林に技術補佐員として勤務。2017 年 6 月より現職。

と 18 の二種類の、安定に存在する酸素原子があります。窒素および酸素に含まれるこれ（2020 年 3 月 31 日掲載）

ら同位体の比率を安定同位体比といい、窒素（2020 年 4 月 7 日改版）

39

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

リン酸酸素安定同位体比を使ってリンはどこからやってくるのかを調べる
石

田

卓

也

（総合地球環境学研究所）
1．リンが引き起こす環境問題

河川へのリンの供給源を特定するために、リン酸河川や湖沼に関わる環境問題として、富栄養化

酸 素 安 定 同 位 体 比（δ18OPO4） を 用 い ま し た。

や赤潮といったことばを聞いたことがあるでしょδ18OPO4 とは、リン酸（PO4）の酸素（O）の安定

うか。富栄養化は、水に溶けている栄養素が異常

同位体比（16O と 18O の比）のことで、リンの供に増える現象で、家庭、工場、農業排水が未処理

給源や生態系内の循環プロセスを評価できることのまま河川などに流れることで発生します。富栄から、世界中の研究者が注目しています。リンの養化した状態の河川や湖沼では、増殖の速いプラ

供給源毎にある δ18OPO4 値を持つので、供給源とンクトンが異常繁茂します。プランクトンの色素

河川の δ18OPO4 値をそれぞれ調べ、河川の値がどによって水が赤く染まって見えることから赤潮との供給源の値に近いのか、土地利用との関係はど呼ばれます。プランクトンが異常繁茂すると、ほうなのかなどを調べることで、どの供給源からのかの生物が生きられなくなります。

負荷が大きいのかを評価することができる可能性

リンは生物にとって必須栄養元素でエネルギーがあります。しかし、分析方法が非常に難しいの

代謝や遺伝など多くの生命活動に関わっていま

で、世界的に見ても、δ18OPO4 を分析している研す。同時に、河川を含む多くの生態系において生究室は多くありません。そのため、この分析によっ物に利用可能な量が少ないため、生物の成長や増て実際に何がどこまでわかるのかは、あまりわ

殖を制限する要因になっています。そのため、リ

かっていませんでした。

ンは最も富栄養化や赤潮の原因になりやすい栄養

私たちの研究グループでは、この分析技術を習素の一つといえます。リンがどこから河川や湖沼

得するため、多くの試行錯誤をくり返してきましにやってくるのか、リンの供給源を特定することた。そして 5 年以上の歳月をかけ、ようやく分析が富栄養化を改善するために非常に重要になりまできる目途がたち、δ18OPO4 を適用した河川調査す。

を行いました。調査は滋賀県の琵琶湖へ流れこむ
河川の中で最大の野洲川で行いました。δ18OPO4

2．リン酸酸素安定同位体比でリンの供給源を調を分析するためには、まず試料となる河川水をべる

20 ～ 40 L 採取し、それを濾過・濃縮する必要がリンは、岩石や土壌などの自然物から、そしてあります。これを野洲川の上流から下流まで 30

工場、家庭の排水や農業などの人間活動によって地点で、くり返さなければならず、合計で 800 L

河川へ流入します。これらのリンの供給源のうち、の河川水を集めました。一つ 20 kg のタンクを何

どれが最も重要なのかを特定することは、その河回も持ち運ぶ作業は身体的にとても大変で、その川流域の土地利用や地質、排水の処理状況など

後の試料処理は深夜にまで及び、精神的にもとて様々な要因が関わってくるので、そう単純ではあもつらいものがありました。その後、リン供給源

りません。そこで、私たちの研究グループでは、の候補となる試料（下水処理水、水田土壌、森林40

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

図 1．野洲川のリン酸酸素安定同位体比の同位体地図。色の違いはリン酸酸素安定同位体比の違いを示している。〇で示しているのが実際の調査地点で、ラインになっているものが予測した河川のリン酸酸素安定同位体比を示している。

土壌、岩石、肥料）も採取しました。そのすべてのりました。この評価方法を活用することで、河川試料の実験処理にさらに 1 年以上が必要でした。

や湖沼での効果的な水質改善策を考えるうえで重実験処理には、高度な専門知識と経験を必要とす

要な情報を提供できると期待できます。現在、フィる操作がいくつもあります。分析技術を習得した

リピンの人為かく乱の影響が強い河川でも同様のとはいえ、私たちは多くの失敗をくり返してしま

調査をしており、フィリピンの水質保全対策へ活いました。それでも地道に作業をつづけ、ようや

かそうと考えています。

くリン供給源と 15 地点分の河川水のデータを得ることができました。残念ながら採取したうちの文献

半分、15 地点分の河川試料の実験はうまくいか

Ishida T, Uehara Y, Iwata T, Cid-Andres AP,

ず、データを失うことになりました。しかし、残Asano S, Ikeya T, Osaka K, Ide J, Privaldos

18

りのデータから野洲川の δ OPO4 がどのような空OLA, Jesus IBBD, Peralta EM, Triño EMC,

間分布をしているのかを示すことができました。

Ko CY, Paytan A, Tayasu I, Okuda N. (2019)18

河川と供給源の δ OPO4 と流域内の土地利用や

Identification of Phosphorus Sources in a

地質などのデータを合わせて解析することで、野Watershed Using a Phosphate Oxygen

洲川流域では、岩石と水田が重要なリン起源であIsoscape Approach. Environmental Science

ることが明らかになりました。さらに、土地利用& Technology 53: 4707‒4716.

や地質の情報を統合することで野洲川の安定同位https://doi.org/10.1021/acs.est.8b05837

18

体比地図を作成し、δ OPO4 を「見える化」する
著者情報ことができました（図 1）。将来、流域内で新たなデータを手に入れたとき、この同位体地図と比較

石田卓也（総合地球環境学研究所することで、今回の調査では見つけられなかった

栄養循環プロジェクト研究員）
2015 年名古屋大学大学院生命農

リン起源の有無を評価できると期待しています。

学研究科博士課程後期（農学）修

多くの時間がかかりましたが、この研究で、私了。2016 年から現職。

18

たちは世界で初めて、流域スケールで δ OPO4 を適用し、リンの供給源評価に成功した先駆者とな （2020 年 3 月 31 日掲載）
41

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

フィリピン、シラン・サンタローサ流域の人の生活と地下水
上

原

佳

敏

（総合地球環境学研究所；現所属 WorldLink & Company Co. Ltd.）

1．安定同位体比情報を社会や人々の暮らしの中でどのように活用できるのか？
環境中の水や土などの物質や生物に含まれている元素の安定同位体比は、生態系や環境中の物質の起源の推定や、物質の化学反応過程中の進行の程度を評価する事が出来ます。そのため、単に科学者や専門家だけが安定同位体情報を扱うのではなく、様々な分野の研究者が集まり協力して研究を行うような（学際的な）地球環境学の枠組みの中での利用方法や、さらには環境問題を解決する
ため、専門家や政治家、地域に住んでいる住民な

図 1．シラン・サンタローサ流域の位置

ど、社会と連携して行う超学際的なアプローチにおいて、安定同位体情報をどのように活用するのかを検討する必要があります。
私たちはフィリピンの一つの流域を対象として、地域住民や行政と協働で河川や地下水の調査を行いました。得られた安定同位体比などの科学的な知見を現地の人たちと共有しながら、環境問題の解決に向けて取り組んできた事例を紹介します。
2．シラン・サンタローサ流域で生活している人々

図 2．中流域の様子の意識で行ったシラン・サンタローサ川の調査では、中シラン・サンタローサ流域は、フィリピンのラ流から下流にかけて河川の窒素やリンなどの栄養

グナ湖西部に位置しています（図 1）。
首都マニラの発展に伴い、人口増加や経済成長

塩濃度が高く、生物多様性が非常に低いことがわが急激に進んでいます。そのため、下水処理場な

かってきました（Peralta et al., 2019）。ちなみにどのインフラ整備が不十分な状態で、急激な開発

この川は、上流部でさえゴミが大量に捨てられてが進んでいます。

おり、下流域ではひどい悪臭を放っています。そこの流域の上流域には農地が広がっており、中のため、調査の時はいつも胴長を着て、両手にビ

流域には自動車や飲料水製造などの工業地域があ

ニール手袋の上からゴム手袋を着用し、厳重な体り、下流域には住宅地が広がっています（図 2）。

制で調査に臨んでいました。その一方で、上流域

総合地球環境学研究所の栄養循環プロジェクトから中流域の一部では、自然環境が残っている場
42

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版所があり、川が遊びの場であり、生活の場として利用している集落もあります。
この流域では、河川の多面的な基礎調査研究と並行して、地元の行政職員と共に地域住民に対して聞き取り調査を行い、地域の課題や地域の人たちが持っている環境に対しての経験知識を抽出しました。その結果、中流域から下流域にかけての地域住民らは、河川や身近な自然への関心が低い
が、健康や生活に関わっている地下水については関心が高いことがわかってきました。さらにこの流域では、農業や企業活動、生活用水における地下水依存度がとても大きいため、地下水の汚染や枯渇が懸念されています。
そこで私たちは、普段地域住民が生活に使用し

図 3．聞 き取り調査から得られた井戸の深さ（上図）と水の酸素安定同位体比（下）ている井戸水や、水道会社が使用している地下水
ついて、汚染の状況や水や汚染源を明らかにするために、地下水中の重金属の濃度や、水の酸素・水素安定同位体比、窒素安定同位体比を測定しました。
3．地下水の起源と地下水汚染
井戸の所有者からの聞き取りから、井戸の深さを聞き取りプロットしたものと、水の酸素水素安
定同位体比の情報から、上流部から中流部にかけて、人々の生活で使用されている井戸水（地下水）
は、ほぼ同じ δ18O の値を示していることから、

図 4．硝酸態窒素の窒素と酸素の安定同位体比

同じ帯水層であり、地下でつながっている事が示されました。また、下流部の一部の井戸の δ18O

している事がわかりました（図 4）。

は河川水の値に近い事から、河川水が井戸水に混入している事が示唆されました（図 3）。

4．結果（科学的知見）の共有と、地域の経験値

また地下水には、有害な重金属元素の汚染は無との融合

いことがわかりましたが、上・中流部の地下水は流域全体の地下水や河川水の状態を、安定同位

硝 酸 態 窒 素 の 濃 度 が 高 く、 一 部 の 井 戸 か ら は

体情報を基に地理情報システムやグラフで可視化

WHO の飲用水の基準値を超える濃度の硝酸態窒する事で、地下水や河川水は上流と下流は繋がっ素が検出されました。さらに、地下水中の窒素のている事がわかりました。フィリピンの行政機関

起源については、安定同位体の情報から流域の上や地域住民と結果の共有などのワークショップを流から中流では農業の肥料由来の窒素であること重ねた結果、流域全体で“水”について考える必がわかりました（図 4）。また、中流から下流の要性が確認されました。そこで、この流域内にあ地下水の硝酸態窒素は、有機質肥料と排水に由来

る 3 市の市長や地域行政職員、町長や住民、企業
43

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版などの利害関係者が集まるフォーラムが開催され文献ました。このフォーラムでは、参加者どうしで、

脇田健一・谷内茂雄・奥田昇編（2020）「流域ガ

水や身近な自然についての議論や科学的知見の共バナンス」京都大学学術出版社

有が行われました。また、上流から下流までの水

Peralta, E M, L S Batucan Jr, I B B De Jesus, E

や人の繋がりを表現した「A water journey」のM C Triño, Uehara Y, Ishida T, Kobayashi

映像鑑賞を通じて、人と自然、上流と下流、人とY, C-Y Ko, Iwata T, A S Borja, J C A

人の繋がりを実感しました。このフォーラムをBriones, R D S Papa, F S Magbanua, Okuda

きっかけに、国の機関・行政に向けて「水管理のN (2020) Nutrient loadings and deforestation

仕組み、制度」の要求がなされました。

decrease benthic macroinvertebrate
diversity in an urbanised tropical stream

5．まとめ

system. Limnologica 80: 125744

このように、安定同位体情報を基にした研究結
著者情報

果をコミュニケーションツールとして活用し、専門家だけでなく、行政や地域住民らが協働で環境上原佳敏（総合地球環境学研究所；

問題について考えるのを促すという事に活用でき

現 WorldLink & Company Co.
Ltd.）2015 年九州大学大学院生物

たと感じました。

資源環境学府修了、博士（農学）。
2015 年総合地球環境学研究所研究員を経て、2019 年より現職。



44（2021 年 3 月 31 日掲載）

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

広域の地下水流動を把握する― 自治体と地球研の連携研究による地域貢献 ―
安

部

豊、

内

山

佳

美

（神奈川県自然環境保全センター）

1．はじめに：背景とすることから、5 年ごとに実行計画を見直しな

1-1．神奈川県の水源環境保全・再生の取り組み

がら取り組みを進めることとなっています（内山・森林の手入れ遅れなどにより林床の下層植生が山根，2008；神奈川県環境農政部緑政課，2010）。

衰退した荒廃人工林においては、水源かん養機能
1-2．水文モニタリング調査・研究の低下による豪雨に伴う洪水の増加、土壌侵食・流出、土砂崩れなどの災害リスクが高くなること

上記の取り組みでは、手入れ遅れの森林の間伐

源林地域（図 1）において、森林の水源環境を保全・

神奈川県自然環境保全センターの研究部門では、再生するための取り組みを始めました。この取り森林管理が渓流水の流出や土砂流出にどの程度効

組みは水源環境保全税を財源として森林管理を行果があるのかを観測・検証することを担当しておい、その森林環境への効果の調査・研究結果をもり、県内の水源林エリアの 4 か所に精緻な調査・とに、行政と県民とが一緒になって将来の水源林研究エリアとして試験流域を設定しましたづくりを話し合いながら事業を進めることになっ（図 1）。図 2a に示すような数 ha 程度の集水地形ています。また、不確実性の高い自然環境を対象を呈した試験流域において、渓流水の流出量を

修正コメントが指摘され、社会問題となっています。神奈川県
や植生保護柵の設置、シカの生息密度管理などの2020.01.28 初校では地図の⽂字が⾒にくくなっては全国の自治体に先駆けて、平成19（2007）年
森林管理事業を実施し、加えて、これらの事業がしまっていたので、原稿のサイズを考えて、⽂字のから、将来にわたる良質な水の安定的な確保を目
水循環や生態系などの自然環境にどのように影響
⼤きさや配置を修正しました。 を与えるかを評価する調査・研究を行っています。
的として、神奈川県内の丹沢山地を中心とした水

10 分間隔で連続観測する流量堰（図 2a 写真）や、地下水観測井（50 m 深）、気象観測システムなど

東京都
山梨県

を設置し、渓流水流出量、土砂流出量や降水量、地下水位を長期的かつ精密に観測する水文モニタ

相模湖
相模原市

リング調査1）を行っています。間伐や植生保護柵

宮ケ瀬湖

丹沢⼭地

設置などの森林管理事業を実験的に行い、前後の神奈川県

渓流水の流出量の変化を定量的に観測すること

厚木市

で、森林管理が及ぼす水循環への効果を把握して

相模川

丹沢湖

静岡県
小田原市

います（内山・山根，2013）。水文モニタリング
調 査 の も う 一 つ の 重 要 な 役 割 は、 観 測 開 始 の試験流域
⽔源林エリア
⼈⼯林
広葉樹林

2012 年からの長期間のデータを蓄積することで、現在の環境を知るだけでなく、将来の気候変動などによる変化を知るための基準もしくは基盤情報になることです。

図 1．神奈川県の水源エリアと試験流域
図1 神奈川県の⽔源エリアと試験流域

145

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版(a) ⼩スケールの試験流域での⽔⽂モニタリング調査
整備あり

試験流域 (数ha)
整備なし

河川流量観測地下⽔位観測
深さ50m
の井⼾

流量堰

河川流量
を⽐較

森林整備による変化に伴う⽔循環の変化を定量的に観測するのに有効試験流域 (数ha)(b) 広域スケールでの⽔循環• 地下⽔や河川⽔の流動は
広域スケールで流動• 数haの試験流域 (⼩スケール)の⽔流動は⽔源
かん養エリアの⼀部

試験流域(⼩スケール)の⽔流
動は、広域スケールの⽔流動と同じとは限らない

河川⽔

⽔源かん養エリア※地形・地質はイメージです

⽔利⽤エリア

図 2．小スケール試験流域と広域スケールの水循環の概念図
図2 ⼩スケール試験流域と広域スケールの⽔循環の概念図
1-3．なぜ広域スケールが必要なのか
1-4．トレーサー手法の利点

水文モニタリング調査から、試験流域においてトレーサー手法は、広域スケールの水循環を把森林に降った雨が林内や地中でどのように移動握する研究に有効です。水試料に含まれる溶存イ

し、下流の河川に流出しているかなどの水循環の

オ ン 成 分（Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、

特性がわかってきました（Oda et al., 2013；横山NO3-、SO42- など）や各種同位体は、雨が降った

ほか，2013；Abe et al., 2020 など）。ただし、水年代や標高、雨との土や岩石と接触、地中の移動

源環境を保全・再生する取り組みのミッションはなどの水流動の歴史を記録しています。情報を持

水源林エリア全体を対象としています。そのため、

つ水質や同位体をトレーサー（追跡子）と呼び、各試験流域で得られた水循環の特性や森林管理のトレーサーの性質から記録された情報を読み解き効果を、わかりやすく県民の皆様に説明したり、ます。例えば、山地で降った雨水の酸素安定同位2）

行政にフィードバック したりする際には、水源体比は、標高が高いほど低い性質があるので、あ林地域の全体像として示す必要があります。しかる地点の河川水の酸素安定同位体比を分析するこし、数 ha の試験流域のような小規模スケールでとで、河川水がどの標高で降った雨で構成されての現象を単純に広げても、必ずしも広域スケールいるのかが推定できます。また、1 地点での採水の現象と同じとは限りません（図 2b）。一つとしで上流域の代表の値として広域の情報を読み取るて同じ形の木がないように、水循環特性を決めることができます。河川水を例にすると、ある 1 地

重要な環境条件（地形や土壌、地質、植生など）は点で採取した河川水は、その上流域から集まって小スケールの流域ごとに異なります。そのため、きた水が混合しているので、広域の水質・同位体

広域スケールの水循環の特性を把握し、試験流域の代表値として扱うことができます。局所的な不（小スケール）の現象が広域スケール特性の中でど均質が目立たない、より空間的に広域で平均的なういう特徴があるのかを把握することが重要です。

情報が手に入る点も広域スケールを把握するのに利点といえます。
そのため、本研究は水源地域全体の地下水流動46

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

を含む水循環の特性の一端を明らかにすることを

水質や同位体の値がどのような水の流動現象を表目的として、試験流域を中心とした周辺地域におすかを考察し解釈するには、高度な専門知識と解ける雨水・河川水・湧水・地下水に含まれる特定析経験が必要です。本研究の場合は、著者が水同の成分を水質・同位体トレーサーとして用いた調位体を用いた地下水流動研究の経験があったた

査・研究を行いました。本稿では、試験流域 4 かめ、水流動に関する同位体トレーサーを解釈する所のうち、相模湖に面する「貝沢」と丹沢山地西ことはできますが、地質構造が多様である丹沢山部の「ヌタノ沢」試験流域における、観測井の地

地や小仏山地においては、地質の情報も地下水流

下水と湧水に焦点を当てて紹介します。観測井の動にとって重要でした。そのため、地球研の申基

深さは 50 m と深く、深層の地下水であるといえ、

澈（Shin, Kicheol）准教授の協力を仰ぎ、水と岩湧水は地下水が地表面から流出した水であり、地石の相互作用も含めた広域水循環の把握を目指す

表面近く（表層）の地下水を表します。表層近く

体制ができました。

と深層の地下水がどのように流動しているか、2

この研究連携のキッカケになったのは、地球研に所属していた経歴を持つポスドク3）であった著

つの地域に絞って考察します。

者を当センターで雇用していたことでした。当セ
2．県と地球研をつなぐ

ンターではこの大規模な研究プロジェクトのため地方自治体がトレーサーを用いた水循環を把握に数名のポスドクを特別研究員として雇用していする高度な研究を行うには、「分析」と「解釈」るため、県職員だけでなくいろいろな背景や経験が大きな壁となります。それを解決してくれたのを持った人が一緒に研究しており、様々な情報がが、総合地球環境学研究所（以下、地球研）との集まり、人とのつながりが広がります。これらの連携でした。

人のつながりが本研究での自治体と研究機関の連水循環を対象にしたトレーサー手法の手順は、携に役に立ったといえます。

①現地調査での採水、②室内分析、③考察・解釈、のおおむね 3 つの行程があります。行程①に関し

3．研究でわかったことて、県で既に水源地域の各試験流域で様々な環境

3-1．研究対象地域と研究方法調査が行われており、調査地点の選定や許可申請、貝沢とヌタノ沢の試験流域において、表層の地採水調査はスムーズに行うことができました。こ

下水としての湧水、地表面から 50 m の深さで掘こは自治体が得意とするところです。しかし、行削した地下水観測井から深層の地下水を採取しま

程②の溶存イオン成分や同位体などの室内分析にした。貝沢は、約 5200 〜 3200 万年前と約 1 億年

関しては必要な分析機器は高価なことなどから、前〜 6500 万年前に海溝で複雑に変形した地層（付自治体の研究機関ではほとんど所有していませ加体）の境界に位置し、ヌタノ沢は、約 1500 万ん。分析専門の民間会社に依頼することもできま

年前〜 700 万年前の花崗岩質の深成岩を基岩としすが、分析料は高価で、多くの地点を測定するこています。17 地点で 20 試料の地下水および湧水とが難しくなります。地球研の実験施設は多くのを採取する調査を行いました。調査時期は降水が分析機器を所有しているだけでなく、外部者でも少なく、地下水への影響が少ない冬季（2018 年

分析機器を利用できる共同利用事業を行っていま

11 月〜 2019 年 3 月）に行いました（図 3）。採水

す。もちろん、使用者は分析技術と知識を持ち、した水試料の溶存イオン成分、酸素・水素安定同

学術研究目的である必要がありますので、それら位体比（δ18O，δ 2H）、ストロンチウム同位体比の条件をクリアした上で分析機器を利用すること（87Sr/86Sr）の分析には、地球研の分析機器を使ができました。また、行程③に関して、分析した用しました。
47

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

採水の作業状況

ヌタノ沢周辺の地質：花崗閃緑岩

貝沢の地質踏査
現場で話し合いながら水循環を考える

貝沢の地質：泥岩由来の変成岩

ヌタノ沢周辺の渓流水図 3．調査状況写真

3-2．水質・同位体トレーサーから読み取る

した。一般に高い標高での降雨は低い同位体比に
図3 調査状況写真

図 4a は、溶存イオン成分の特徴を比較するたなることから、貝沢では地下水は湧水よりも高い

めの散布図で、図中の I 〜 IV は地下水の大まか

標高（遠い場所？）で地下水になった雨を起源とな水質タイプを表します。貝沢では地下水はタイしている可能性が考えられました。図3 4c はスト

プ III で、湧水はタイプ I であり、異なる水質タ

ロンチウム同位体比を水の種類を分けてプロット

修正コメントイプを示した一方で、ヌタノ沢では、地下水も湧2020.01.28 図中(c)の「ストロンチウム同位体」を
水もタイプ I で同じでした。また、図 4b の酸素・「ストロンチウム同位体⽐」に修正しました。
2020.01.28
溶存イオンの注釈の説明⽂の⽂字を⼤水素安定同位体比の散布図では、貝沢では地下水
きくしましたが湧水に比べて離れて低い値であり、ヌタノ沢でしたものです。貝沢は 0.707 〜 0.709 の範囲に分布
し、ヌタノ沢の 0.704 付近にまとまっていました。
これらの水質・同位体トレーサーの特徴から考えると、どうやら貝沢の深層の地下水は、湧水とは地下水と湧水のばらつきは大きくありませんでは異なる場所で形成された地下水のようで、試験流域やその周辺の表層の地下水とは分断され混ざ(a) 溶存イオン成分※

III

II

I
0

50
Na+ + K+ (%)

100

87Sr/86Sr(c) ストロンチウム同位体比

⾙沢

湧⽔(周辺)
湧⽔(内)地下⽔

湧⽔(周辺)
湧⽔(内)
地下⽔

0.710
0.709
0.708
0.707
0.706
0.705
0.704
0.703

‐52

IV

50

0

り合うことなく流動してきたと推察できます。一(b) 酸素・水素安定同位体比

ヌタノ沢

方、ヌタノ沢では、深層の地下水と表層の地下水‐54
δ2H (‰)

Cl− + SO4 2− (%)

100

‐56

を表す湧水は、水質組成も同位体の特徴も似てお‐58

り、同じような流動の歴史を持っているか、混ざ‐60

り合っていることが考えられました。

‐62

‐9.5

‐9.0
‐8.5
δ18O (%)‐8.0

3-3．トレーサーと既存研究からわかる地下水流動

地下⽔ (⾙沢流域内)
湧⽔ (⾙沢流域内)
湧⽔ (⾙沢周辺)
地下⽔ (ヌタノ沢流域内)
湧⽔ (ヌタノ沢流域内)
湧⽔ (ヌタノ沢周辺)のまとめ
水質・同位体トレーサーから読み取った地下水
流動の特徴と、既存の調査・研究結果を合わせて、※全陰イ オン中のCl−+SO42− の割合と、前陽イオン中の
Na++K+の割合をプロットすることで、主要イオンの特徴を相対的に表した図。図中のI～IVは地下水の大まかな水質のタイプを表す。

貝沢とヌタノ沢の深層地下水と表層地下水（湧水）の流動の特徴をまとめてみましょう。
貝沢については、砂岩や頁岩、砂岩泥岩互層な
どの堆積岩で構成され、層状の地質であることか

図 4．貝 沢、ヌタノ沢における水質、酸素・水素安定
図4 ⾙沢、ヌタノ沢における⽔質、酸素・⽔素安定
同位体⽐、ストロンチウム同位体⽐の特徴
同位体比、ストロンチウム同位体比の特徴

ら、地表面付近の地下水と深層の地下水が難透水
48

4

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

層（泥岩など地下水を浸透させにくい地層）で分下水が同一の帯水層を流動していることが考えらかれていてもおかしくはない地質です。貝沢の観

れました。

4）

測井では地下水が自噴 していますが、これは井ストロンチウム同位体比は、ヌタノ沢の地質（約戸の取水口（深さ 50 m）と地表面の間に難透水1500 万年前〜 700 万年前の深成岩）と、貝沢の層がある可能性が高いことを示す現象です。その地 質（ 約 5200 〜 3200 万 年 前 と 約 1 億 年 前 〜ため、貝沢では、図 5（上）に示すように難透水

6500 万年前の境界線に位置する付加体）の岩石層によって、深層と表層の地下水は異なる帯水層の年代をよく表しました。貝沢では、ストロンチを流動しており、深層地下水のかん養源は離れた

ウム同位体比に幅があり、何かが読み取れそうな場所にあることが考えられました。

雰囲気を醸し出しています。今後、更なる考察か

ヌタノ沢における観測井掘削の際に採取した地

ら、深層地下水のかん養源が把握できる可能性を

質コアサンプルでは、地表面から 50 m の深さで示しているように思います。

風化した花崗閃緑岩であり、多くの亀裂が確認さ

以上のように、水質・同位体トレーサーから水れました。風化された花崗閃緑岩はマサと呼ばれ循環の情報を読み取ることは、非常に地道な作業

る砂礫になり、地下水が早く浸透できる帯水層とと考察を要しますが、水循環の全体像を把握するなります。また、降水の際の地下水位の変化や数のに大変に有効な方法です。今後は、流域の地形・値モデルによる水収支の計算から、流域内に降っ地質特性や金属元素を加えて解析を進め、県民のた雨が、地下深くの基盤岩にすばやく浸透するこ皆様への説明や行政へのフィードバックなど、将。これとが確認されています（Abe et al., 2020）

来の水源林における再生・保全の取り組みに貢献らのことから、ヌタノ沢では、図 5（下）のようできるような水循環の情報を提供していきたいとに風化した岩盤や亀裂を地下水が流動しやすい地

考えています。

質になっており、50 m 深の深層地下水と表層地
注釈

すいもんがく貝沢
地表面付近の湧水(地下水)と深層地下水は分断されて、異なる帯水層を流動する

1）水文学は、雨や河川水、地下水などの陸域の難透水層(水を通しにくい地層)によって、帯水層1と帯水層2に分断される

水の動きや質を対象とした学問で、モニタリ
ングは自然環境の状況について、〇〇時間ごとなど決められた間隔で「連続的」に観測を湧水実施することです。本稿では 2012 年から継続している試験流域における河川水流量を中

地下水
観測井
(自噴井)

50m

心とした連続観測を「水文モニタリング調査」と呼ぶこととします。

深層地下水

ヌタノ沢
地表面付近の湧水(地下水)と深層地下水はつながっており、同じ帯水層を流動する

湧水

2）フィードバックとは、取り組みの計画の見直花崗岩は風化するを砂礫になる。砂礫や亀裂は地下水を通し易い。

しのための情報提供のことです。神奈川県の取り組みは 5 年ごとの計画の見直しを設定しているので、非常に重要です。

風化した
岩石

3）ポスドクとは、Post-doctor の略語で、博士号を取った後に任期付きの研究職に就いて研

地下水
観測井
50m

究の修行している人たちです。任期付きなので、色々な職場を経験しています。

深層地下水

4）自噴とは、地下水面が井戸の上端よりも高く、

図 5．貝沢、ヌタノ沢の地下水流動の違いの概念図
図5 貝沢、ヌタノ沢の地下水流動の違いの概念図49

陀安一郎、申基澈、鷹野真也編（2023）同位体環境学がえがく世界：2023 年版

井戸から自然に地下水が溢れ出る現象です。

境モニタリングの調査設計．神奈川県自然環

一般に、井戸の取水口と地表面の間に難透水

境保全センター報告．5：15‒24.

層があり、深層地下水の圧力が高い条件でお内山佳美・山根正伸（2013）：対照流域法によるきる現象です。

モニタリング調査のための観測システムの整備．神奈川県自然環境保全センター報告．

文献

10：13‒21

Abe Y, Uchiyama Y, Saito M, Ohira M, Yokoyama

内山佳美・横山尚秀・三橋正敏（2015）：西丹沢

T (2020) Effects of bedrock groundwater

ヌタノ沢の流出特性．神奈川県自然環境保全

dynamics on runoff generation: a case study

センター報告．13：39‒47

on granodiorite headwater catchments,

横山尚秀・内山佳美・山根正伸（2013）：西丹沢

western Tanzawa Mountains, Japan.

ヌタノ沢の水文地質と流出状況．神奈川県自Hydrological Research Letters. 14: 62‒67.

然環境保全センター報告．10：101‒113.

https://doi.org/10.3178/hrl.14.62
著者情報神奈川県環境農政部緑政課（2010）神奈川県の水源環境保全・再生施策について．地下水学会

安部

誌．52：65‒73.

センター研究企画部 研究連携課

豊（神奈川県自然環境保全

特別研究員）2012 年に筑波大学

https://doi.org/10.5917/jagh.52.65

大学院生命環境科学研究科修了、

Oda T, Suzuki M, Egusa T, Uchiyama Y (2013)

博士（環境学）取得。総合地球環
境学研究所計測分析部門技術補佐

Effect of bedrock flow on catchment rainfall-員、サントリーグローバルイノ

runoff characteristics and the water balance

ベーションセンター株式会社水科

in forested catchments in Tanzawa

学研究所研究員を経て、2018 年より現職。

Mountains, Japan. Hydrological Processes.
27: 3864-3872.https://doi.org/10.1002/

（2021 年 3 月 31 日掲載）

hyp.9497

（2022 年 3 月 31 日改版）

内山佳美・山根正伸（2008）：森林における水環50