日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要
No.57（2022）pp.89 − 103

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析― 1960 年から 2020 年の変化を中心として―
中山裕則＊・井鍋僚祐＊＊・光野智大＊＊＊・張星蕊＊＊＊・茂木亮介＊＊＊・
高柳乃愛＊＊＊＊・古橋健一＊＊＊・遠藤邦彦＊・鄭祥民＊＊＊＊＊・立旻周＊＊＊＊＊
Analysis of Change in the Changjiang Delta of China by Time Series satellite Data:
Change from 1960 to 2020
Yasunori NAKAYAMA ＊, Ryousuke INABE ＊＊, Tomohiro KOUNO ＊＊＊, Xingrui ZHANG ＊＊＊,
Ryosuke MOGI ＊＊＊, Sonoyo TAKAYANAGI ＊＊＊＊, Kenichi FURUHASHI ＊＊＊Kunihiko ENDO ＊, Xiangmin ZHENG ＊＊＊＊＊, Limin ZHOU ＊＊＊＊＊（Accepted November 11, 2021）

Although the Changjiang delta has continued area expansion by sediment deposition from about 6500 years before,
since the rapid change is shown in recent years especially, it is necessary to grasp the change situation in detail. In thisstudy, firstly, extraction of the detailed land area expansion and investigation of its change situation for about 60 years
from 1960 to 2020 were carried out through the analysis of plural and time series satellite data in the study area covering
the river mouth of Changjiang. The influence of tidal fluctuation was also discussed in the analysis of land area extraction.
Next, analysis of distribution and its change of the vegetation (forest) and precipitation in the Changjiang drainage basin
were carried out in the viewpoint of sediment discharge as factors of land area expansion.
2
The result of this study showed that the land expansion in the river mouth of Changjiang is about 960 km for 60
years from 1960 to 2020. The tendency of land expansion indicated that magnification ratio was slightly large for 15 years
from 1960 to 1975, a little gentle change for 25 years from after that to 2000, and a remarkable expansion for 20 years from2000 to present, respectively. Furthermore, the increase in the magnification ratio after 2000 was based on the large-scale
development and port improvement accompanying rapid Chinese economic growth, and was recognized especiallyremarkably at Changxing Dao, Hengsha Dao, and Jiuduan Bank. Moreover, according to the analysis of the change in thevegetation and precipitation distribution in the drainage basin for past about 40 years in the viewpoint of the land expansion by sediment discharge, both results showed the increase tendency. Although this result suggested the influence of
sediment discharge decreasing, in fact, since the influence of large-scale development and port improvement increased, it
was thought that a remarkable expansion of the land was shown from 2000. In addition, after the start of water storage by
the Three Gorges Dam completion in 2003, although sediment discharge decrease was observed as field measurement,
actually, it was shown that islands in the Changjiang river mouth is continuing expansion by large-scale development andimprovement.
Keywords : satellite data, NDVI, time series analysis, land area change, thresholding, sediment discharge＊

日本大学文理学部地球科学科：〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40＊＊

日本大学大学院：〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40＊＊＊
元日本大学文理学部地球科学科：〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40
＊＊＊＊

＊＊＊＊＊

元日本大学大学院：〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40
中国・華東師範大学資源環境学院：
200050 中国上海市中山北路 3663 号＊

Department of Environmental Sciences, College of Humanities andSciences, Nihon University : 3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo,
156-8550 Japan＊＊
Gradiate School of Integrated Basic Sciences, Nihon University：3-2540 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo, 156-8550 Japan＊＊＊
Department of Environmental Sciences, College of Humanities andSciences, Nihon University：3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku,
Tokyo, 156-8550 Japan＊＊＊＊
Gradiate School of Integrated Basic Sciences, Nihon University：
3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo, 156-8550 Japan＊＊＊＊＊
Dept. of Geography, East China Normal University: 3663 Zhongshan
north road, Shanghai, 200050 China

─ 89 ─

（ 71 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立岸線は遥か内陸で，現在の上海市街域付近で今よりも

1．はじめに40km を超える西方に位置していたが，長江で運ばれる

人口が高度に密集する大都市は，大河川沿いやその河口のデルタあるいは海岸沿いの低湿な平野に多く分布し土砂堆積によりデルタが東へと拡大を続けてきた（鏑木，1993; Hori ほか，2001; Yang ほか，2001）。

ている。特に，東アジアではこのような低湿な沖積平野

この長江デルタの大部分は平均標高が約 3 〜 4 m 以内に，巨大都市圏が近年の経済成長に伴い急速に拡大を続の低湿地帯で，水田を主とする農地として利用されてきけている。しかし，一方で，これらの地域は，数千年かたが，近年の都市化により住宅地，工業用地，農地など

ら数万年のスケールで見たときに，過去の浅海域などがの開発が急速に進行しつつある。また，それに伴い地盤陸化した地域である場合も多く，そのため平坦で標高も沈下も認められている（上田ほか，2011）。

低く低湿であることから，近年増加傾向にある豪雨を本来，デルタの形成は，輸砂量の供給と海水による侵伴った異常気象による大規模な洪水，あるいは高潮や津食のバランスで決まる。輸砂量の供給を促進する要因と波などの自然災害発生のリスクが高じている。そのたしては，土地利用の変化と降雨など気象の変化に伴う土め，この大都市を含む人口集中地域の土地被覆の変化を壌流出が考えられる。逆に供給を抑制する要因として把握することは，今後の災害やその減災のための都市・は，ダム建設などによる土砂流出の遮断が考えられる。

地域計画や防災計画の観点から重要と考えられる。

この輸砂量の供給が海水による侵食よりも多い場合は，

東アジアにおける沖積平野の最も顕著な変化とそれに伴う急速な都市化が認められる地域として，中国におけデルタは拡大し，輸砂量の供給が海水による侵食よりも少ない場合は縮小する。

る上海が位置する長江デルタがある。ここは，過去約2003 年より貯水が開始された長江の中流域の三峡ダ6500 年前に海岸線が遥か内陸にあったが，長江が運搬

ム建設，1990 年代終わりからの森林保護プロジェクト

する土砂により東へと拡大してきた。現在の上海市街域や植林事業の推進は輸砂量の減少に影響すると推察されはその拡大した地域に広がっており，上海とその周辺でるが，一方で，1999 年からの長江河口域の島々での埋は，住宅地，工業用地，農地などの開発が急速に進んで立計画やインフラ整備などは人工的なデルタ域の拡大にきた。また，近年は，長江河口付近で人工的な干拓やイ反映するとされる（⿾㇎⃵，2010）。

ンフラ整備が急速に進められている。しかし，長江デル

このような人為的なプロジェクトの進行は，近年の長タの大部分は平均標高が約 3 〜 4 m 以下の低湿地帯であ江デルタ変化に大きな影響を及ぼしていると考えられる

り，現在の温暖化における豪雨や海面上昇に伴う洪水やため，現在の温暖化に伴う降雨増加や海面上昇による洪高潮のリスクに対して脆弱である。したがって，このよ

水や高潮の発生のリスクが高じ，デルタの変化を時系列うな観点から，長江デルタ，特に長江河口域の変化状況に詳しく把握することは，地域計画や，防災・減災の観を詳しく把握することが必要とされている。

点からも重要である。

本研究では，まず長江デルタの河口域を中心とした地域を対象として，複数の衛星データを用いて時系列の解

3．研究の目的

析を行い，1960 年より約 60 年間の変化を精密に抽出す

本研究では，衛星データを用いて，過去約 60 年間の長ることで，その変化の特徴を分析した。次に，その変化

江デルタ河口域の顕著な変化について詳細に解析し，その要因について，長江流域内の森林分布や土地利用を反の変化の主たる要因について論じることを目的とした。

映した植生の変化，降水量分布，長江の土砂輸送などに

具体的には，まず，複数の衛星データを用いて時系列の解析を行い，1960 年から 2020 年までの長江デルタのよる影響の分析を試みた。

特に変化が著しい河口域について，変化の詳細な解析・

2．長江デルタとその変化分析の意義抽出とその特徴の分析を目指す。この解析のための衛星

長江は，チベット（清蔵）高原を水源域とし，中国をデータ選択においては，潮位の影響についても考慮する。

西から東に向かって流れ，上海付近で東シナ海に注いで次に，河口域の変化状況の要因，すなわち長江による2いる。全長は約 6380 ㎞，流域面積は約 180 万 km の大河

土砂の流出・運搬の変化への影響要因と考えられる以下

で，河口部に広大な長江デルタを有している。このデルの変化について解析を行い，影響を与えた可能性についタは主に長江の運搬土砂の堆積作用で形成されたものて言及する。

で，上海をはじめとする大都市が多く分布し，経済，工1）長江流域全体での主に森林などの分布を反映する植生

業，農業の中心地でもある。過去約 6000 年以上前の海（ 72 ）

─ 90 ─

分布とその変化時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

2）土壌流出に影響をおよぼす流域内の降雨分布とその経年的な変化

水域は，既存資料の長江の水系図や流域図を参照しなが

3）その他として，人工的な建設，開発，改変などの影響

ら衛星画像上でマッピングを行った（水利部長江水利委員会，1999）．また，この集水域は，東西約 2950 km，南による変化

北約 1300 km の範囲に広がり，広大であるため，その面

4．研究の方法
4.1

集水域は Fig.3 に橙色の線で示したとおりである。本集積の精密な把握が可能な広域対象の正角割円錐図法へ投
影変換を行った（中山ほか，1998）
。

研究の概要

長江デルタの海岸線変化については，第 2 章で記述したように約 6000 年前には長江南側（上海付近）で現在よりも約 40 km 以上も内陸に海岸線があり，その後，急速Multi-temporal satellite dataに拡大を続けて，現在の上海市街地を含む陸域が約 60年前までには形成された（Hori ほか，2001）。その後もProjection conversion and geometric correction

長江河口北岸や河口内の島々において拡大が続いている。古地理図（Hori ほか，2002）から推定するこの間のInvestigation of tide level influence

陸域拡大面積は約 1.1 万 km2 以上になり，約 1.9 km2/ 年に相当する。

Land/Sea classification

詳細に解析が可能な衛星データは約 60 年前から観測 ･保存されており，本研究ではこの過去 60 年間を対象とTime series change analysis of the land area
distribution in the estuary of the Changjiang delta

して，人工的な改変も含めて詳細な拡大を主とする河口域の変化解析を行った。
一方，河口域に堆積する土砂の浸食，流出，運搬の範Analysis of time series change of the vegetation andrainfall distribution in the Changjiang drainage basin

囲は，長江の全流域に認められるが，デルタ域の拡大については，約 2000 年前から文化大革命を経た 1970 年代にかけて急速に進んだとされている。その大きな要因

Analysis of the factor affecting to the land areachange within the estuary of the Changjiang deltaは，中流域での堆積状況の変化や，木材需要の増加，および農耕地拡大のための開発に伴う森林伐採や土地利用

Fig. 1 A flow of the whole Study

変化と考えられてきた（Hori ほか，2001; Chen ほか，2001,
Yang ほか，2001）。長江は，広大な流域面積を有するが，本研究における植生分布および降水量分布について
は，流域全体を対象としている。本研究の流れは Fig.1に示すとおりである。
4.2

解析対象領域

本研究では，長江デルタ河口域の変化特徴とその変化要因の分析を行うため，長江河口域と長江流域全体の 2つの解析対象領域を設定した。
（1）長江デルタ河口域
長江デルタ内の河口域の変化解析の対象領域は，Fig.2に矩形枠で示した東西 117 km，南北 102 km の範囲で，
近年最も変化の顕著な領域である。面積を精密に計測するために，すべての衛星データは UTM 座標系（51 帯）にFig. 2 Study area covering the Changjiang estuar y for thechange analysis shown on LANDSAT/TM mosaic
image

変換され，解析用の衛星データセットとした。
（2）長江流域
長江河口域変化の要因検討のために長江の集水域の植生変化や気象変化などを解析したが，その対象となった

─ 91 ─

（ 73 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立（Brainware LLC, 2020; 国家海洋信息中心，2021）を記載
している。

No

Used satellite data and tide level at the observationtime
Tide Level
Observation Date(cm)
Satellite/Sensor
Sheshan Dao

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

CORONA/KH-4A
LANDSAT-1/MSS
LANDSAT-2/MSS
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
MOS-1,1b/MESSRLANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-7/ETM+
LANDSAT-7/ETM+
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-5/TM
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI
LANDSAT-8/OLI

Table 1

Fig. 3 Satellite image showing the Changjiang drainage basin
for analysis. This background image was converted
into a conformal conic projection with 2 standard
parallels from global satellite mosaic images by NASA(NASA, 2020).

4.3

長江デルタ河口域の変化解析方法（1）変化解析のための使用衛星データ
長江デルタ河口域の経年変化の解析については，1960
年から 2020 年までの約 60 年間において Fig.2 の領域をカバーする 22 シーンの衛星データを用いた（Table 1）。主に LANDSAT データを使用したが，LANDSAT 観測開始
以前の 1960 年と観測の少なかった 1990 年では，CORONA/KH-4A お よ び MOS-1/MESSR デ ー タ を 用 い た。
尚，CORONA/KH-4A を除く衛星データの観測はほぼ午前 10 時から 11 時の間である。

21b LANDSAT-8/OLI
21c LANDSAT-8/OLI

CORONA/KH-4A は 1960 年 代 の 観 測 衛 星 で あ る たYearMonth/Date

(ͤ)

1960
1974
1979
1985
1989
1990
1996
2000
2001
2002
2003
2005
2007
2009
2011
2013
2014
2016
2017
2018
2019
2020

12/7
2/13
9/4
11/20
8/11
11/11,12/6㺃23
12/20
6/6
7/3
1/11
10/21
11/27
7/28
9/19
1/20
12/3
11/4
7/20
7/23
7/26
1/18
8/16

380
130
290
170
150
340
240
130
290
360
230
250
270
360
380
400
320
300
320
290
310
291

2018 12/17
2020 5/12

190
120ͤ (Brainware LLC, 2020; ᅜᐙᾏὒಙᜥ୰ᚰ, 2021㸧

め，フィルムデータのみが利用可能であり，Fig.2 の観測領域を複数シーンでカバーしている。このため，フィルム（アナログ）からデジタルデータへの変換（AD 変（2）海岸（水涯）線抽出解析換）を行い，複数シーンによるモザイク処理を行った。

長江デルタ河口域では，過去から長江により運搬されただし観測時間の情報は提供されていないため詳細は不た土砂の堆積により陸域が拡大を続けてきて，それに合明である。

わ せ 堤 防 を 建 設 し， 農 地 や 宅 地 を 拡 大 さ せ て きた。

MOS-1/MESSR データは日本の NASDA（現 JAXA）にFig.4 の崇明島（Chongming Dao）東端海岸部から余山付より打上げられた衛星で，1987 年から 1996 年まで観測

近までの橙色の破線沿いの海岸地形断面の概念図をが行われ，その空間解像度は 50m である。観測範囲がFig.5 に示す。この堆積により形成され拡大してきた陸狭いため，本対象地域では複数シーンが必要であり，モ

化域は，ある期間ごとに人工的に堤防が作られ，その内ザイク処理を行い解析に使用した。

陸側は農地や住宅地として開発されてきた。その前面にLANDSAT は 1972 年から米国によりシリーズで打上げは堆積により次々と新たに陸化域が広がるが，近年，一られデータが観測されてきた。搭載される主なセンサ

部は自然保護区とされる地域もある。さらに，その海側

は，1 ，2 号 機 は MSS，4 ，5 号 は TM，7 号 は ETM ，8は潮汐の変化に伴う満潮汀線と干潮汀線による自然水際

号は OLI で，空間解像度はそれぞれ MSS が 50 m，TM，域部分で，海面が上昇すれば，その領域は縮小する。本

ETM ，OLI が 30 m である（NASA, 2021a）。

研究では，このうち満潮汀線付近を陸域と海域あるいは＋＋すべてのデータは，詳細な面積計測を行うため 4.2 節
で述べたように UTM 座標系に投影変換を行った。また

河川水域の境界（水涯線）と定義し，両者の区分に適用した。

Table 1 には後述するように潮汐の影響を考慮するた

実際の解析では，最も満潮時に近い衛星観測画像デー

め，Fig.4 に 示 し た 長 江 河 口 東 方 約 25 km の 余 山 島

タを選択し，陸域 / 水域の区分を行った。その区分処理（Sheshan Dao）に お け る 衛 星 観 測 時 間 前 後 の 潮 位については，衛星データの近赤外（NIR：Near Infrared）（ 74 ）

─ 92 ─

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

データ と可視光（赤）（VR：Visible Red） データの正規を選定して解析した。選定データは Table 1 に示した 21，化を行った差分処理による式①のような正規化植生指標

21b，21c，すなわち満潮，平均海面（崇明島で約 210 cm），

（NDVI：Normalized Difference Vegetation Index）デ ー

干潮の各時期に近いものとし，実際に解析して抽出したタを求め，その陸域と海域側それぞれのデータのヒスト

陸域のうち崇明島の面積を算出して，影響の程度を評価

グラム分布を求めて，両分布が重なる NDVI 値を境界した。その詳しい結果については，5.1 節に示す。

（水涯線）とする閾値法を適用し，この境界値による二値化処理で区分を行った。なお，係数 a，b にはともに 100.0（4）河口域の時系列陸域変化解析を適用したので，NDVI 値は 0 から 200 の範囲になる。

すべての衛星データは UTM 座標系（51 帯）に幾何補
正による投影変換を行ったが，空間分解能は LANDSATNIR − VRNDVI ＝ a × ― ＋ b
NIR ＋ VR①

データに合わせて 30 m とした。投影変換後の各データに対し 4.3 節（2）に示した閾値法により陸域 / 水域の区

ここで a, b : 係数（＝ 100.0）分を行って，陸域の面積を算出した。その面積算出領域
は Fig.2 の範囲であり，陸域内の小湖沼は陸域として扱った。Table 1 のように 2000 年代以降の多くの衛星
データはなるべく高潮位に統一して選定したが，それ以Chongming Dao(ᓫ᫂ᓥ)

前のデータの中には高潮位に観測されたデータの入手が難しいものがあった。
また，近年では，自然的堆積域に人工的に手を加えて陸域を拡大させた場合とは別に，開発などでの土砂の浚

Sheshan Dao(వᒣ)

渫等による直接的かつ人工的な干拓，埋立などによる陸域拡大や，長江の土砂運搬量の減少に伴う陸域の侵食もFig. 4 A transversal line from the eastern area of Chongming
Island (Dao) to near Sheshan (Island)Dao.

認められるため，それらについても言及した。
4.4 長江河口域陸域変化の影響要因の分析方法（1）影響要因の検討方法
本研究では長江河口域の陸域拡大状況の変化の要因，
すなわち長江の土砂運搬状況の変化について検討を行った。ここで，変化の要因と考えたのは，長江流域内の植生と降雨の分布変化である。また，三峡ダム建設に伴う土砂運搬量の変化，中国における社会的な影響についても言及した。以下に分析方法の概要を示す。

Fig. 5 A schematic image of the artificial coastline and thenatural coastline in the east side of Chongming Island（2）長江流域内植生分布の変化
中国では社会・経済活動の拡大による都市や農耕地などの開発に伴う森林伐採が進んできた。長江流域でもその影響は大きかったが，1998 年の中流域を中心とした大洪水などをうけて，1998 年より森林の回復プロジェ（3）水涯線抽出における潮位の影響
本解析で主に用いた LANDSAT 衛星の観測は，同一地

クトが始まった（飯塚，2002）。森林の減少は降雨による域に対し 16 日または 18 日に 1 回となっているため，毎浸食や土壌流出を促進し，結果として長江河口域での堆

回同潮位（本解析では満潮に合わせた）とは限らない。

積に影響を及ぼす。逆に，森林の回復は，保水能力を高そのため解析に先立ち，潮位の違いによる陸域（面積）め，長江への土壌流出を抑える役割を果たす。したがっ抽出への影響を検討した。

て，長江流域内の森林（植生）の変化を把握し，その変その方法は，なるべく同一時期で潮位が異なるという化と長江河口域の堆積状況および陸域拡大との関係を調条件の下，2018 年 12 月末から 2020 年 5 月までの約 1 年べた。そのデータ編集と解析の概要は Fig.6 のとおりで5 ヶ月の間に観測された潮位の異なる LANDSAT データある。

─ 93 ─

（ 75 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立

具体的には，1982 年から2000 年までは NOAA/AVHRR

状況と共に，降水量変化の影響も反映すると考えられ/LAC 全 球 植 生 指 標 デ ー タ セ ッ ト「twenty-year Global

る。そのため，対象域内の降水量分布を解析し，その変4-minute AVHRR NDVI Dataset of Chiba University」（CE-

化の有無の河口域における堆積状況への影響について検ReS, 2001）を，2000 年から 2020 年までは Terra/MODIS討した。その方法として，まず，長江流域（Fig.3）内と全球 1 km データセット（NASA, 2021b）を適用した。

その周辺域に分布する気象観測点の気象観測データ（降前者は，米国の NOAA/NESDIS にアーカイブされた水量）を収集し，それらデータに基づく降雨分布画像

NOAA/AVHRR 観測の GAC データより，千葉大学環境

データを作成した。使用した気象（降雨量）データは，

リモートセンシングセンターで編集されたもので，赤道気象庁の「世界の天候データツール（ClimatView 月統計

上で 1 画素 4 分（約 7.42 km）の正方形図法による 10 日値）」
（気象庁，2021），中国国家統計局の「中国統計年

間 の 全 球 植 生（NDVI）デ ー タ セ ッ ト で あ る（ 以 後鑑」（ 中 国 国 家 統 計 局，2021）， 米 国 NOAA の MCDW「NOAA/NDVI データ」と呼ぶ）。また，後者は，米国「Monthly Climatic Data for the World」（NOAA/NCEI,の Terra/MODIS 観測のデータより，NASA/GSFC で編2021）からそれぞれ公開されているものである。データ

集されたもので，赤道上で空間解像度が 1km の全球植セットによっては欠測もあり，これら 3 種のデータセッ

生指標データセットである（以後「MODIS/NDVI デー

トを使用した。また，対象観測データは，長江流域内とタ」と呼ぶ）。この MODIS/NDVI データセットはサン周辺地域に分布する約 46 観測点（都市）の月降水量デー

ソン図法が適用されているが，全球で海域を除く陸域のタであるが，1982 年以前の観測データは完全な入手がみが 1 度四方単位のブロック分割データとして提供され困難であったため，1983 年から 2020 年について分析をるため，編集処理が必要であった。

行った。

NOAA/NDVI と MODIS/NDVI の全球データセットよ具体的には，各観測点の月降水量の 12ヶ月分を合計

り長江流域を含む領域をそれぞれ正角割円錐図法に投影し年間降水量とした。若干の観測欠測月データに関して

変換後，両データ間の正規化が行われ，流域内の植生変は，前後年同月のデータにより平均値を求めて適用し化を解析した。

た。この各対象観測点の年間データを用いて，ソフトウ
エア QGIS の TIN 補間機能により長江流域内の降雨分布
画像データを作成し，解析を行った。

MODIS/NDVI data sets

NOAA/NDVI data sets

（4）その他の影響
長江流域では，ダム建設が盛んであるが，なかでも三Data compilation(Sinusoidal projection)

峡ダムは，中流部で長江本流を堰き止めたもので，1994
年に工事が始まり，2002 年末に長江本流の堰き止めがData compilation(10 days to monthly)

完 成 し て 貯 水 が 始 ま っ た（Marta P., 2006）。実際にはProjection transformation(Plate Carree)

2008 年に貯水が満水となったが，この長江本流のせき止めによる土砂流量の変化の影響も想定された。

Projection transformation (Lambert’s conformal conic
projection with two standard parallels)

一方，中国では急速に経済が発展し，それに合わせた種々の大規模開発プロジェクトが進行している。
ここでは，各種の文献や統計データなどを参照し，三Normalization between both data

峡ダム建設による影響や，大規模開発プロジェクトあるいは環境対策による長江デルタの変化に及ぼす影響につVegetation change analysis in drainage basin

いても言及を試みた。

Fig. 6 A flow of NDVI data compilation and vegetation change
analysis in the Changjiang basin

5．長江デルタ域の陸域経年変化解析結果
5.1 時系列衛星データによる長江デルタ域の変遷
4.2 節の Fig.2 で示した対象領域（117 km×102 km）に合わせて幾何補正された 1960 年から 2020 年までの 22（3）長江流域内降雨分布の変化
流域内における土砂の流出は，その領域内の土地被覆（ 76 ）

シーンの衛星カラー画像を Fig.7 の [1] から [22] に示す。

─ 94 ─

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析[1] 1960(CORONA)[2] 1974(MSS)[3] 1979(MSS)[4] 1985(TM)[5] 1989(TM)[6] 1990(MESSR)[7] 1996(TM)[8] 2000(TM)[9] 2001(ETM+)[10] 2002(ETM+)[11] 2003(TM)[12] 2005(TM)[13] 2007(TM)[14] 2009(TM)[15] 2011(TM)[16] 2013(OLI)[17] 2014(OLI)[18] 2016(OLI)[19] 2017(OLI)[20] 2018(OLI)

Fig. 7 Time series satellite images covering the Changjiang delta from 1960 to 2020 (1/2)

─ 95 ─

（ 77 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立[21] 2019(OLI)[22] 2020(OLI)

Fig. 7 Time series satellite images covering the Changjiang delta from 1960 to 2020 (2/2)

時系列の衛星画像の判読から，明らかな陸域拡大とし域の陸域抽出への潮位の影響は少ないと考えられた。実て，崇明島の北側から東側にかけての地域と，長興島，

際の解析では，観測データの選定が限られた 2000 年以

横沙島，九段沙において，継続的に進行していることが前に幾つかの低潮位のケースがあったが，上記により，明瞭に把握できる。特に，2001 年以後の九段沙周囲と本研究における対象地域の陸域変化解析の抽出において

2002 年以後の長江の崇明島北側支流，2010 年以降の長は，解析対象面積の規模に対し，大きな影響は少ないも

興島および横沙島の周囲で顕著であったことがわかる。

のとして分析を進めた。

5.2

潮位変化による水涯線抽出への影響評価

4.3 節の（3）で述べたように，時系列衛星 NDVI データ(cm)

で陸域と水域の境界である水涯線の抽出において，潮位使って，面積の抽出を試み，陸域面積の抽出・計測に与2018/12/17(21b)200

える影響の程度を調べた。余山における対象とした潮位とその衛星データは，Table 1 の 21（2019 年 1 月 18 日：

100

高 潮 位 ），21b（2018 年 12 月 17 日： 中 潮 位 ），21c（20200

年 5 月 12 日：低潮位）であり，Fig.8 の潮位変化で赤色

0

2

4

6

8

10 12 14 16 18 20 22 24(h)の破線内の時期にあたる。LANDSAT などの衛星の観測

21c の対象 LANDSAT 画像を示すが，中または低潮位の2019/1/18(21)300

ほぼ同年代における潮位の異なる NDVI 画像データを軌道が設定されている。また，Fig.9 に Table 1 の 21b，2020/5/12(21c)400の影響が考えられた。そのため，時系列解析に先立ち，

時間は，地方時の 10 時から 10 時 30 分の間になるように

2020/8/16(22)Fig. 8 Tide level fluctuation and the LANDSAT observation
time zone in Shesan Dao for comparison analysis.
Dashed line area shows the LANDSAT data
observation time zone.

ため，矢印で示したような水域内に浅瀬のパターンが認められる。このような中または低潮位の画像データでは，注意を払って陸域抽出処理を行った。なお，余山における平均海面高は 229 cm（国家海洋信息中心，2021）とされている。
NDVI データに閾値法を適用した陸域 / 海域の区分〔4.3 節の（2）〕による陸域の抽出結果と潮位の違いによるその比較結果は Table 2 のとおりである。データ番号
21，22 が陸域全体の変化解析に用いたもの（高潮時）である。21 と 21b，22 と 21c の間の抽出比較結果は，ほぼ
220.0％（約 0.3 km ）および 0.5％未満（約 2.6 km ）であり，Fig. 9 LANDSAT-8/OLI images in mid and low tide levels
comparison analysis (left: [21b] 2018, right: [21c] 2020)

観測日時の経年的な変化も含まれることから，長江河口（ 78 ）

─ 96 ─

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

Table 2Land area extraction result for investigation of theinfluence by tide level change

Data
No.

Observation date(yyyy/mm/dd)

Tide level(cm)

Detectedarea (km2)

Area ratio
to No.21 (%)

21b

2018/12/17

190

6982.035

100.0021

2019/1/18

3106982.296

100.0021c

2020/5/12

1207011.695

100.4222

2020/8/16

291

7014.337

100.46

5.3

60 年間の長江デルタ域全体の陸域変化

時系列衛星データより求めた 1960 年から 2020 年に至る 60 年間の長江河口域の陸域変化をカラー表示した画像を Fig.10 に示す。画像下のカラー凡例は，左（茶色）から右（紫色）へ順に Table 1 に示した 1960 年以降の各
年の衛星データによる経年変化抽出域に対応している。

1960

1990

2000

2005

2011

2016

2020

Fig. 10 A color image showing the land area change in the
Changjiang delta from 1960 to 2020

また，この変化抽出画像データより求めた対象地域内全体の陸域面積変化を Fig.11 に示す。
Fig.11 によれば，1960 年以降，長江河口域の陸域は拡大を続けてきて，60 年間で約 960 km2 の拡大であるか2

ら，年間では約 16 km / 年の速度で拡大してきたことになる。その経年的な変化の推移の特徴としては，1960 年

㸦km2㸧
8000.0Change in study area

7500.07000.0から 1975 年頃までやや拡大速度が速かった（約 17 km2/

6500.0年）が，その後，2000 年まではやや緩やかな傾向（約6000.012.3 km2/ 年）となった。しかし，2000 年から 2003 年に5500.0不規則な拡大を示し，以後，年々拡大速度を増しながら

5000.01960

2

拡大を続けている（約 26.2 km / 年）。
上述の結果を 4.1 節で言及した過去約 6000 年間の長江デルタ陸域の拡大速度の推定値 1.9 km2/ 年に比べると，Fig. 11

1970

1980

1990

2000

2010
2020
(Year)

Land area change in study area from 1960 to 2020

本研究対象地域内のこれまでの約 60 年間の陸域拡大の速度が著しく速いことがわかる。また，崇明島について

㸦km2㸧

は，618 年 に 潮 間 帯 の 浅 瀬 と し て 現 れ た（Hori ほ か，

2000.00

2001）とされるが，この記述によれば，約 1400 年間で1600.00

2020 年の面積（約 1515 km2）の島になったことになり，速度は約 1.1 km2/ 年となる。

1200.00

Fig.10 より，過去約 60 年間の急速な変化の多くが河800.00

口域内の 4 島（崇明島，長興島，横沙島，九段沙）であ

400.00

ることが明らかであるため，これら合計面積の変化と，

0.00

そのうち最大の崇明島の面積変化を Fig.12 に示すが，この両変化の比較で，2000 年以降の変化は，崇明島以外の 3 島で特に大きいことが推定される。ここで，長興

4 Islands
Chongming Dao

1960

1970

1980

1990

2000

2010
2020
(Year)

Fig. 12 Change in the land area of 4 islands and Chongming
Dao in the Changjiang delta from 1960 to 2020島，横沙島，九段沙の各変化を Fig.13 に示すが，各島の個々の面積は小さいながら，拡大速度は 2000 年以降で顕著になっていることが分かる。

─ 97 ─

（ 79 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立

180

(km2㸧
Changxing Dao
Hengsha Dao
Jiuduan bank

150
120
90
60
30
0
1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

(Year)
Fig. 13 Change in the land area of Changxing Dao, Hengsha
Dao and Jiuduan bank in the Changjiang delta from1960 to 2020

5.4(a)1996(b)2003(c)2011(d)2020

河口内島嶼の変化

2000 年 以 後 の 急 速 な 陸 域 拡 大 は， 島 嶼 の う ち 長 興島，横沙島，九段沙の拡大を強く反映していることが，Fig.12 お よ び 13 で 分 か っ た。 こ こ で 4 時 期（1996，
2003，2011，2020 年）の長江河口（対象領域南東部）域の拡大衛星カラー画像を Fig.14 に，同範囲内の 2001 年以
降の拡大域をカラー表示した画像を Fig.15 にそれぞれ示す。Fig.14 の（b）と（c）の画像によれば，崇明島南東端

Fig. 14 Time series enlarged satellite color images showing
the change in the Changjiang river mouth. Each areaby dashed line shows remarkable change land.

の拡大が顕著で，60 年間に距離にして最大 10 km 以上拡大した。また同島の北東側も 2000 年以降，著しく拡大
し，主に農地として利用されている（Fig.16）。また，長興島は，2000 年から 2003 年に Fig.13 で示されているよ
うに一時的に急速に拡大し，その後，緩やかになった。
横沙島は 2008 年以降，拡大が特に著しくなり（Fig.13），
島の東部の人工的な形状拡大〔Fig.14（d）〕として示されている。これは 1998 年に長江南側本流（南支）の横沙
島と九段沙の間で始まった「航路増深（深水航路）プロ
ジェクト」（片岡，2008; ⿾，2010）によるものと考えられる。画像からも横沙島で堤防建設と埋め立てが進行していることが読み取れる。九段沙では北岸でプロジェクトの影響が見て取れるが，東から南部では，自然的な堆積による拡大が判読できる。
以上より，2000 年以前では，土砂堆積域を堤防建設
による干拓後，農地への転用という拡大が主流であったが，2000 年以降は，大規模開発・改良プロジェクトによる陸域拡大が急速に進行したことが確かめられた。
2000

2010

2020(year)

Fig. 15 A color image showing the land area change in the
Changjiang estuary from 2000 to 2020

（ 80 ）

─ 98 ─

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

6.2 長江流域内の降雨量分布の変化
長江河口域の陸域変化のもう一つの背景として，土砂流出を加速させる可能性のある長江流域全体での降水量の変化状況について分析を試みた。その方法は 4.4 節の（3）の通りである。
長江集水域内とその周辺域における気象観測データセットより，集水域内の年間降水量の分布を求めて，経年的な変化を解析した。そのうちの 1984 年から 2020 年までの 2 年ごとの年間降水量分布カラー表示画像を
Fig.19 に，このデータに基づく 1983 年から 2020 年までの集水域内の年間降水量の変化を表したグラフを Fig.20
Fig. 16 A picture showing the land use in the expanded areaof the Chongming Dao northeast region (taken on
March 15, 2015).

にそれぞれ示す。
Fig.19 の集水域内の年間降水量分布カラー画像によれば，全流域においては，年々の変動は認められるが，著
しい増減の傾向は見られない。ただし，集水域内東部の一部地域で若干の増加傾向が示される。Fig.20 の集水域

6．長江デルタ河口域の陸域変化と要因の検討

内の年間降水量のグラフによれば，年々変動は大きい

6.1が，38 年間で見れば，僅かながら増加傾向が認められ長江流域内の植生分布変化

長江河口域の陸域変化の背景として，長江流域全体でた（Fig.20 の破線）ものの，その増加は小さい。。

の主に森林などの分布を反映した植生分布とその変化状

流域内における土砂の流出には，降水量増減の影響も況の解析を行った。その方法は 4.4 節の（2）の通りであ考えられるが，今回の解析からは僅かながら降水量の増る。1982 年から 2020 年までの時系列の NOAA/AVHRR

加傾向が認められた。その中心は集水域内の東部，すな

お よ び Terra/MODIS デ ー タ に よ る 全 球 NDVI デ ー タ

わち長江下流域であり，降水量の増加に伴う土砂流出のセットを解析した。2 年ごとの NDVI カラー表示画像を増加は少なく，その輸送による河口域での堆積への影響

Fig.17 に，これらのデータに基づく 1982 年から 2020 年も少ないと考えられた。

までの集水域内の NDVI 平均値の推移を表したグラフを
Fig.18 にそれぞれ示す。
Fig.17 に示す NDVI カラー画像によれば，1982 年から(NDVI)

2020 年にかけて黄色から赤色まで表示される地域が増190加していることが明らかで，植生分布が 2003 年以降，

180

拡大あるいは増加傾向であることが示された。このこと
は Fig.18 の集水域内の NDVI 平均値の経年変化のグラフでも明らかである。

170
160

森林減少は，降雨による土壌の浸食や流出を促進する

150

影響を高め，森林の増加は，保水能力を高め，土壌流出140を抑えるような影響を高めると考えられるため，長江集

130
1982

水域内の森林（植生）の増加は，経年的に土壌流出を抑制する方向に影響していることが考えられる。この植生域（森林）増加は，特に 1998 年に始まった森林の回復プ

1987

1992

1997

2002

2007

2012

2017

䠄Year)
Fig. 18 NDVI change in the Changjiang drainage basin from1982 to 2020

ロジェクトによるところが大きいと考えられる（飯塚，2002）。

─ 99 ─

（ 81 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

120

160
(NDVI ್)Fig. 17 NDVI color images in the Changjiang drainage basin in every two years from 1982 to 2020

（ 82 ）

─ 100 ─200

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

0

1000

2000

3000mmFig. 19 Color images of the annual precipitation distribution in the Changjiang drainage basin in every two years from 1984
to 2020

─ 101 ─（ 83 ）

中山・井鍋・光野・張星・茂木・高柳・古橋・遠藤・鄭・立潟の侵食の促進を予想させるが，解析結果は，島嶼での㸦mm/year㸧1600.0拡大を示した。2000 年代に入ると中国の経済は GDP に

1400.0

代表されるように急速な成長を示すようになり（中国国

1200.0

家統計局，2021），長江下流域でも大規模開発が進行し1000.0たため，解析結果は河口域の陸域の加速した拡大を示し800.0

たと考えられる。これは，5.3 節のように，航路整備プ

600.0

ロジェクトなど，長江河口域で大規模改変が進み，浚400.0

渫，干拓による著しい拡大として表れたものと考えられ

200.0
0.0
1983

る。すなわち，陸域拡大への影響要因として，人為的な
1988

1993

1998

2003

2008

2013

開発や改変による変化が，土砂の輸送に伴う堆積による

2018(year)

変化を上回ったものと考えられた。三峡ダム建設による

Fig. 20 Annual precipitation change in the Changjiang
drainage basin from 1983 to 2020

影響の程度の調査については今後の課題である。

7．まとめ
6.3

長江流域内変化と河口域陸域変化

本研究では，まず長江デルタの河口域を対象地域と本研究では，長江デルタ河口域の堆積を主とした陸域

し，複数の衛星データを用いた時系列解析を行い，1960の拡大・縮小などの変化に影響を及ぼす要因として以下

年より 2020 年までの約 60 年間の陸域拡大を中心としたの解析を行った。

変化状況を明らかにした。また，解析における潮汐の変（a）流域内の植生（森林など）の変化

化の影響についても検討を行った。河口域の陸域拡大の（b）流域内の降水量の変化

要因については，長江集水域内の植生（森林）分布や降しかし，河口域の陸域拡大に及ぼすその他の要因とし水量分布の解析結果に基づき，土砂流出の観点から分析て，以下の人為的要因も考えられる。

を行った。また，その他の要因についても言及した。本（c）流域内で建設されたダムによる土砂流量変化

研究の結果をまとめると以下のとおりである。

（d）社会的事業などによる変化

1）解析結果として，長江河口域の陸域面積は，1960 年

特に，（c）では 2003 年の三峡ダムの貯水開始に伴う土から 2020 年までの 60 年間に約 960 km2 拡大したこと

砂流量減少があげられるが，衛星データを用いる解析でが分かった。このうち 1975 年までの 15 年間はやや拡

は空間解像度の観点で解析は難しい。現地観測所での計大速度が速かったが，その後，2000 年まではやや緩や

測 結 果 に 関 す る 文 献 に よ れ ば，2003 年 以 降， 約 50〜

かな拡大傾向になり，2000 年以後は再び速度を上げな60％土砂流量が減少したことが報告されている（Yang

がら拡大し続けていることが分かった。

ほか，2006; ⿾，2010）。この観測結果の減少は，三峡ダ

2）長江河口域の 2000 年以降の陸域拡大の速さは，中国

ムより下流側で認められたが，上流側ではその変化は認の急速な経済成長に応じたものであり，特に，人工的められなかったとされている。

な大規模開発や港湾改良に伴なったもので，横沙島と一方，（d）として，中国の「退耕環林政策」が始まる

九段沙において顕著であった。

1998 年以前では，流域内で森林の伐採が継続していた

3）河口域内の主に堆積作用による陸域拡大に対する長江が（沈，2020），これは土壌流失を促進させるような影響の土砂流出の影響として，集水域内の植生（森林）とを及ぼしたと推察される。

降 雨 量 の 分 布 に つ い て 解 析 を 行 っ た 結 果， 前者が5.3 節及び 5.4 節の河口域内における陸域変化について

1990 年代後半以降で増加傾向，後者は 1984 年から現は，2000 年前後を境として，それ以前と以後では，陸域在に至る期間で僅かな増加傾向であった。この結果よ拡大の速度に大きな違いが示された（Fig.11）。すなわちり，降水量による土砂流出への影響は少ないと考えら

1999 年までは，年々の陸域拡大速度は緩やかな傾向を示れるが，保水能力を高め土砂流出を抑制するような植し，このうち 1990 年代が最も緩やかであった。これに生増加は 2000 年代において少なからず影響を及ぼし

対し，2000 年代に入ると拡大の速度はやや不規則ながらていることが考えられる。しかし，実際には河口域に大きくなった。これらのことは，土砂流量の観点では，

おいて人為的な開発や浚渫・干拓などの進行による陸1998 年からの退耕環林政策や三峡ダム完成による土砂域の拡大が大きく表れていることが分かった。

供給の減少に伴う河口域での土砂堆積の減少や島嶼の干（ 84 ）

4）三峡ダム完成による長江本流の閉め切りに伴う 2003

─ 102 ─

時系列衛星データによる長江デルタの変化解析

年からの土砂流量減少という現地観測結果が報告され，堆積減少による陸域拡大の抑制が想定されたが，解析結果では，河口域内の大規模な人工的開発や改変の影響を強く受け速度を高めつつある陸域拡大が示された。

謝辞
本研究は数年間継続的に実施されてきて，その間，多くの方々の協力を得ました。特に，村山宣広氏には初期的検討において協力を頂きました。また，現地調査においては中国・
華東師範大学の学生を含め多くの方々の多大な協力を得ました。ここに感謝の意を表します。さらに，高崎健二博士には，データ解析や結果考察全般に関し貴重なご助言をいただ
き，深甚なる謝意を表します。

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─ 103 ─（ 85 ）