筑波大学技術報告
30: 67-72, 2010

兵太郎池の環境改善に向けた水質及び生物相の把握
遠藤 好和、佐藤 美穂
筑波大学農林技術センター技術室（筑波実験林）〒305-8577 茨城県つくば市天王台 1-1-1

概要の「流れゾーン」としている循環施設があり、循環施設の吸水口と排水口が設置されている。

筑波大学構内の調整池である兵太郎池では、近年スイレンに覆われ、外来種のアメリカザリガニやウシガエルなどがはびこり、夏には悪臭が発生するなどの問題が指摘されている。このため環境改善を目的として、現在の状況を把握するために水質、生物相を調査したところ、著しい溶存酸素量の低下などが確認された。また、在来種の生息も確認された。

2.2 調査方法

キーワード：浮葉植物、溶存酸素量、環境基準

2008 年 6 月から 2009 年 10 月まで毎月下旬に水質測定と生物捕獲調査、植物の蒔き出し実験について、それぞれに調査地点を設け以下のとおり調査を実施した。ただし、厳冬期は変化が少ないと予想されたので 2008 年 12 月と 2009 年 1 月には調査はおこなわなかった。

1．はじめに〈水質調査〉
水質については循環施設周辺や排水口、暗渠、中心部に①～⑦の調査地点を設け、各調査地点において、化学的酸素要求量(COD)、浮遊物質量(SS)、溶存酸素量(DO)、電気伝導度(EC)、pH、水温、全窒素、全燐を測定した。
化学的酸素要求量、浮遊物質量は各調査地点で上部(水面直下)と下部(水底付近)で採水し、化学的酸素要求量は株式会社佐藤商事製の COD-2Z を使用し過マンガン酸カリウム法にて測定した。浮遊物質量は、ガラス繊維濾紙法で測定した。浮遊物質量は⑤の下部については採水時に堆積物の混入が著しいため除外した。
溶存酸素量、電気伝導度、pH、水温は各調査地点で調査機器を使用して測定をおこなった。溶存酸素量は飯島電子工業株式会社製の ID-100 で測定した。
電気伝導度、pH、水温は株式会社堀場製作所製の pHメーターで測定をおこなった。
全窒素、全燐は③、⑤、⑥、⑦の 4 地点で採水をおこない、2009 年 3 月までは全窒素は紫外線吸光光度法、全燐はペルオキソ二硫酸カリウム分解法で測定した。2009 年 4 月以降は、株式会社三菱化学アナリテックへ委託して全窒素は銅-カドミウムカラム還元法、全燐はペルオキソ二硫酸カリウム分解法で定量測定をおこなった。
また、湖沼の環境基準が定められている項目については、コイ、フナ等の水産物用である水産 3 級の基準値級で定められているものについては、環境基準値との比較をおこなった。

筑波大学構内（春日キャンパスを除く、以下同様）
は、雨水排水等を目的とした 5 箇所の排水区があり、排水区の末端には、それぞれ調整池が設けられ時間差排水をおこなう役割を果たしている。一方、筑波大学構内には約 80 ha の緑地があり、「筑波大学保存緑地地区」として自然保護緑地、周辺保護緑地、利用緑地の 3 種類を設定し、それぞれの管理方針が策定され管理されている（筑波大学施設部 施設環境計画室）。その中に筑波大学構内の北側に位置する「兵太郎緑地」と呼ばれる約 6 ha の利用緑地中に、L 字型で長さ 550 m の「兵太郎池」と呼ばれる調整池がある。兵太郎池は、元来の谷津田を広げて造成されたもので、暗渠で繋がった 2 つの池から構成されている。西側の池の周辺は、一部にアカマツ林を保存地域として残し、他にもコナラ、クヌギ等が植栽された緑地となっている。東側は植物見本園の北側部分を占めており、農林技術センター筑波実験林が日常的な管理をおこなっている。

2．調査地及び調査方法
2.1 調査地概要調査地である東側の兵太郎池は、周囲約 550 m、面積約 0.32 ha である。池の大部分はスイレンに覆われ、部分的にアシが生えている。水深は最深部で 110cm であるが、底にはスイレンの根茎がマット状に広がっている。そのため、水面から根茎上部での水深は 25～50 cm である。池の北～西側には帯状にカシ類などが植栽され、西側には幅 2.3 m 高さ 1.1 m、長さ 30 m の暗渠があり、西側の池と繋がっている。南側と東側は植物見本園となっていて池に沿って歩道があり、南側には幅約 3 m の排水口があり西側も含めた兵太郎池全体の水を排水路へと流している。また、池の東側には池の水を循環させて植物見本園内〈生物捕獲調査〉
移動する生物捕獲のために幅 3m、網目 4 mm × 4mm の定置網を東西 2 箇所に設置し、餌入りのかご罠である「もんどり」を池の隅 3 ヶ所と排水口付近、循環施設内の計 5 ヶ所に設置した。それらの罠を調査 1 日目の 15:00～16:00 頃に仕掛け、2 日目の 9:00

67

筑波大学技術報告
30: 67-72, 2010頃に回収して捕獲された生物の数と重量を測定した。
また、調査 2 日目には巾 350 mm のたも網による捕獲を 2 人で各 30 分間おこない、捕獲された生物の数を同様に測定した。また、たも網捕獲調査ではヤゴ類などその場での同定が困難なものは、アルコール固定して後日、同定作業をおこなった。

季節変化では、スイレンの繁茂する春から夏にかけて低下し、秋から冬にかけて高くなる傾向が見られたことから、スイレンの生育と関連があることが疑われる。
電気伝導度は、各調査地点で大きな差は見られなかった（図 3）。
電気伝導度〈蒔き出し実験〉池の東西端と、排水口付近、中心の 4 ヶ所を土壌採取地点として、2009 年の 6 月～9 月の間に、月 1回ずつ採取地点から 12 L の土壌を採取し、それぞれを育苗箱に入れて水を張った大型トレイの中に設置して発芽する植物を調査した。

10.320.25

30.2

450.1560.1

73．結果及び考察

0.05
03.1 水質調査結果

６月

７月

８月

９月

月
１０月
１１1月

３月

４月

６月

５月

７月

８月

９月月１０

図 3．各調査地点の電気伝導度季節変化

水温には、各調査地点での違いはほとんど無かった（図 1）。各月の平均水温では、2008 年の 7 月が最も高く 27.5℃、最も低いのは 2009 年 1 月の 4.3℃であった。全体での平均水温は、18.1℃で最高水温28.2℃、最低水温は 1.7℃であった。
pH は、環境基準値の範囲（6.5 以上 8.5 以下）を越えることはほとんど無かった（図 2）。調査地点間の比較では、流れゾーン側の①～③の調査地点で④～⑦の調査地点よりも常に高かった。全体での平均値は 8.4、最高値は 6.3、最低値は 7.2 であった。

DO は、①～③と④～⑦の間で大きな差が出ている（図 4）。①～③はほぼ環境基準を満たしているが、④～⑦では環境基準を満たすことはほとんど無かった。季節変動も大きく④～⑦では夏季には低下が見られた。また全ての地点において秋～春にかけて高い値が得られた。
DO
環境基準水産３級 5mg/l以上
mg℃

調査地点

１水温12２10308地点
１25３6４２204３15５４2５10６0６5６月

７月

８月

９月

１０月

11月

１月

3月

４月

５月

６月

７月

８月

９月

１０月

７７0６月

７月

８月

９月

１０月 １１月

１月

３月

４月

5月

６月

７月

８月

図 4．各調査地点の溶存酸素量季節変化

９月 １０月 １１月

化学的酸素要求量は上部、下部共に季節変動が大きく、また調査地点間の差も見られた（図 5, 6）。

図 1．各調査地点の水温季節変化

pH
環境基準水産３級 6.5以上8.5以下

COD 上部（mg/l）
環境基準水産３級 5mg/l以下

測定地点

87１０月

８月

６月

４月

１月

１０月

８月

６月

612345676.5～8.525１２20３15４５10６７55mg/l

0６月

図 2．拡張地点の pH 季節変化

７月

８月

９月

１０月

１１月

１月

３月

４月

５月

６月

７月

8月

９月

10月

図 5．各調査地点の化学的酸素要求量季節変化

68筑波大学技術報告
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浮遊物質量は①、③、④の 3 地点で高い値を示した月もあるが、水流や水深により採水時に影響があったためと思われる（図 9, 10）。

主に①～③と④～⑦の間で差があったが、特に④、⑤、⑦のでは高い値を示した月もあり、その場合、環境基準値を大きく超えていた。しかし①～③では環境基準を超えることはほとんど無かった。

浮遊物質 上部 mg/l
COD底部

環境基準水産３級 15mg/l以下

環境基準水産３級 5mg/l以下

１上２上
３上
４５上
６上７上40.02535.0地点

2030.0１２1525.0３105４20.0

５15.0

６10.0

７5.0

環境基準

5 mg/ l0

図 6．各調査地点の化学的酸素要求量季節変化

浮遊物質 下部mg/l

環境基準水産３級 15mg/l以下

160140120100806040200２下３下６下７下９月

環境基準

5７月

3１下７月

全窒素

1.20９月図 9．各調査地点上部の浮遊物質量季節変化

全窒素、全燐は共に各調査地点で特に大きな差は見られなかった（図 7, 8）。季節変化では全窒素は秋に低下し、全燐は冬に高い値を示しているが、環境基準として平均値で見ると環境基準を越えることはなかった。このことから兵太郎池は、富栄養化が進んでいるとは考えられない。

環境基準平均1mg/l以下

７月-

９月 1 0 月

５月

8月

５月

７月

３月６月３月５月月

４月

１１３月月

１０月 １１月 １月

6

図 10．各調査地点下部の浮遊物質量季節変化

１１９月９月

８月

９月

７月

７月

６月

1.00

0.800.60

7

水質調査では溶存酸素量と化学的酸素要求量において調査地点①～③と④～⑦の間で差が見られた。
①～③と④～⑦の相違点として、水流の有無や強弱とスイレンの有無がある。①～③は常に一定の強さの水流があり、スイレンの無い調査地点である。①、②は循環施設内であり、③は循環ポンプへの流入口であるため①～③は、常に強い流れがある。④～⑦は、水流が無いか、もしくは弱い水流がありスイレンが生えている場所に調査地点がある。④は池の北側、⑤は中心部であり水流はほとんど無い。⑥は兵太郎池全体の排水口付近であり、⑦は暗渠の入り口で西側の池からの流入口であり、共に池の水量による影響が大きく、通常は弱い流れがあり、増水時のみ水流が発生し、渇水時には水流が止まることもある。また、①、②の流れゾーンと③のある池の東側にはスイレンが無く、④～⑦の調査地点はほとんどがスイレンで覆われている。
湖沼のような閉鎖性水域では、河川と違い水の滞留時間が長く栄養塩類等の負荷量が大きいことが水質悪化に繋がるとされている。湖沼では、風による吹送流や日射や放射冷却による熱対流によって水が循環する。水生植物や植物プランクトンの水質浄化

0.40

平均0.20

８月

７月

６月

５月

４月

３月

１月

１１月

９月

１０月

８月

７月

６月

0.00

環境基準1mg/l

図 7．各調査地点の全窒素季節変化

全燐 環境基準
平均値0.1mg/l以下

0.10

30.08

560.0670.04
平均0.02

環境基準値0.00
６月

７月

８月

９月 10月 １１月 １月

３月

４月

５月

６月

７月

８月

図 8．拡張地点の全燐季節変化69筑波大学技術報告
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このように、在来種の生息が確認される一方で、外来種が多く生息していることも確認された。今後は外来種への対策も考慮した維持管理方法の策定が必要であると思われる。

能力が効率的に機能するためには底層の栄養塩類等の物質が上層に運ばれることが必要とされる。しかし、浮葉植物が水面を覆い日射を遮ると熱による対流を阻害するという報告もある（濱上ら 2008）。また、水中への酸素の供給としては、植物プランクトンや水生植物の光合成によるものと、空気中から水中へ溶け込むものがあり、空気中の酸素は流れや風などによる波に攪拌されて水に溶けやすくなる。しかし、浮葉植物が増殖し水面を覆うと、空気との接触面が減り、風も遮ってしまう。また日射が遮られることで植物プランクトンや他の水生植物の生育を阻害してしまうため低酸素状態になりやすいとされている。
溶存酸素量では、①～③はスイレンが無く常に水流も発生しているため良好な状態を保っているが、④～⑦ではスイレンが繁茂する夏には貧酸素状態となり、スイレンが枯れると、空気との接触が可能になり、水温が下がり飽和用存酸素濃度が高くなり、秋、冬には溶存酸素量が増加していると考えられる。
化学的酸素要求量では、大きな季節変化が見られる窒素や燐は植物の生育期には吸収されるが、枯死や落葉により水中へ再び溶け込むため、スイレンや周辺樹木の生育状況が関連していると考えられる。
また、水流も影響することが、各調査地点での差になっていると考えられる。これらのことから、水流や増殖したスイレン、周辺環境など様々な要因が関連して水質へ影響していると考えられる。環境改善のためにはこれらを考慮した管理方法を考えていく必要がある。

表 1．捕獲生物
昆虫類
No.

3.2 生物捕獲調査
生物捕獲調査では、昆虫類 29 種、魚類 4 種、甲殻類 4 種、両生類と爬虫類各 1 種、貝類 2 種が捕獲されている。このうち魚類 2 種、甲殻類 1 種、両生類
1 種、貝類 1 種は外来種であった（表 1, 2）。種数では昆虫類が最も多く、特にトンボ類のヤゴや成虫が多く捕獲されている。また、ドジョウやスジエビ、マシジミといった在来種が確認できたことは収穫であった。一方で、もっとも捕獲数量が多かったアメリカザリガニは、季節を問わず捕獲され、1 月に抱卵個体が捕獲されたこともあり、季節に関係なく繁殖している可能性も疑われた。アメリカザリガニは、要注意外来生物に指定されている。環境省の要注意外来生物リストではアメリカザリガニによる水生植物への食害なども報告されている。他にも魚類のオオクチバス、ブルーギル、両生類のウシガエルは特定外来生物に指定されており厳しく規制されている。

70科

昆虫類

種名

1
アキアカネ
2
オオシオカラトンボ
3
コシアキトンボ
4
シオカラトンボ
5
ショウジョウトンボ
6 トンボ科
チョウトンボ7ナツアカネ8ネキトンボ9
ノシメトンボ10
ヒメアメンボ11
マイコアカネ
12
ギンヤンマ
ヤンマ科
13
クロスジギンヤンマ
14
アオハダ
15
アオモンイトトンボ
16 イトトンボ科 アジアイトトンボ
17
オオイトトンボ
18
キイトトンボ19
セダカガガンボ
ガガンボ科
20
キリウジガガンボ
21 ガムシ科
キベリヒラタガムシ
22
ヒメゲンゴロウ
ゲンゴロウ科23
コシマゲンゴロウ
24 ミズスマシ科 ミズスマシ
25 タイコウチ科 ミズカマキリ
26 マツモムシ科 マツモムシ
27 ミズムシ科
ミズムシ
1※ トンボ科、ヤンマ科の捕獲総数※2 イトトンボ科の捕獲総数

捕獲個体数66※127※2

1121
1
1624

筑波大学技術報告
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表 2．捕獲生物昆虫類以外
モ、ジュンサイが生息していたことが記載されている。
今回の調査では、兵太郎池の前身である谷津田の位置や、当時の造成の方法などが確認できなかったこともあり、このような結果になったと考えられる。
将来的には在来種や希少種などの水生植物の展示や環境に配慮した栽培方法などの策定も目標としていきたい。

魚類科

種名

捕獲総数

捕獲総重 量(g)サンフィッシュ科

オオクチバ
ス

814

ブルーギル

5585

ギンブナ

83327

ドジョウ

288
捕獲総重 量(g)

No.
123

コイ科

4ドジョウ科

甲殻類
No.

科

種名

捕獲総数

1

アメリカザリガニ
科

アメリカザ
リガニ

1079

26267

2

テナガエビ科

スジエビ

15－

3

ミズムシ科

ミズムシ

18－

4

ヨコエビ科

ヨコエビ

5－

種名

捕獲総数

捕獲総重 量(g)ウシガエル

4317378

捕獲総数

捕獲総重 量(g)

1811

種名

捕獲総数

捕獲総重量(g)謝辞
本研究にあたり、指導していただいた生命環境研
究科生物圏資源化学専攻の藤岡正博准教授、調査方法等に関する助言をいただいた生命環境研究科生物圏資源化学専攻の上条隆志准教授、清野達之講師、門脇正史助教、加藤盛夫助教、全窒素・全燐の分析を指導していただいた生命環境研究科生命産業科学専攻の内海真生准教授、大慶一路氏には感謝いたします。
そして、2 年間の調査において補助していただいた諸澤崇裕氏をはじめとした 21 人の学生に感謝します。

両生類
No.
1科
アカガエル科

爬虫類
No.

科

1

イシガメ科

種名クサガメ

参考文献[1] 中井正則, 丸山冶郎, 有田正光, 浮葉植物（ガガブタ）が繁茂するため池の現地調査, 水工学論
文集 第 48 巻, (2004) 1339-1344.
[2] 濱上邦彦, 井上寿人, 森 健, 平井康丸, 水生植物の繁茂する閉鎖性水域の水面境界に関する考察, 九州大学農学芸誌第 63 巻第 2 号, (2008).
[3] 農林水産省,環境との調和に配慮した事業実施のための調査計画・設計の手引き, 第 2 編.
農林水産省．環境との調和に配慮した事業実施のための調査計画・設計の手引き, 第 3 編.
[4] 嶋村鉄也, 徳池直子, 尾板兼一, 伊藤雅之, 大手信人, 竹門康弘, 深泥地における水質管理に向けた水質の空間分布の把握, 保全生態学研究 Vol.
14, No.2, (2009) 153-163.
[5] 環境省,要注意外来生物リスト(2008).
筑波大学施設部,施設環境計画室 筑波大学の施設・環境計画(1985).

貝類
No.

科

1

サカマキガイ科

サカマキガ
イ

43－

2

シジミ科

マシジミ

13103.3 蒔き出し実験
蒔き出し実験では、スイレンとガマが発芽したのみであった。ガマは植物見本園内で展示用として植栽されており、埋土種子の発芽なのか確認できなかった。
「筑波大学の施設・環境計画」によると、当時の大学構内にあった湿地や池ではサギソウやタヌキ

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A study of water quality and biota to improve the environment of Hyotaro Pond at theUniversity of Tsukuba
Yoshikazu Endo, Miho Sato
Agricultural and Forestry Research Center, Tsukuba experimental forest,
University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai,Tsukuba,Ibaraki,305-8577 Japan
Located at the University of Tsukuba, Hyotaro Pond has a circumference of 500 m and occupies an areaof 0.32 ha. Hyotaro Pond has been covered in water lilies in recent years and poses several problems, likethe fact that the pond is rife with alien species such as the Louisiana crawfish and bullfrog and the fact thatthe pond has a foul odor in the summer. The pond’s water quality and biota were studied to ascertain thepond’s current state with the goal of improving the pond’s environment. A study of the pond’s water
quality measured aspects like the water’s hydrogen ion concentration (pH), chemical oxygen demand (COD),
suspended solids (SS), dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC), and water temperature. A
study to collect wildlife from the area examined organisms collected with a fixed net or crab trap. Study
results revealed substantial differences in DO and COD levels depending on the site studied and when it wasstudied.
Keywords: floating-leaved plant; dissolved oxygen (DO); environmental standards

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