第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

はじめに沼である。この沼は本校のすぐ東側に位置し、開私達が住む北海道札幌市北区あいの里は30年ほ

拓当時に造られた水路であったが、雨水調節地とど前から開発が進み、振興住宅地として発展を続して25年程前に改修工事が行われた。最深で約2m、けている。私達は本校東側にある拓北川（通称：

周囲約1㎞、面積は約3haで、主な植物はヒシ、コトンネウス沼）で1990年から2003年までの14年

ウホネ、エゾノヒツジグサ、エビモ、フトイ、ミ間にわたってトンボの生態調査、植生調査、水質

クリ、サンカクイ、ヨシ等である。

調査を行ってきた。研究のきっかけは、私達の目

水源は唯一町の中を流れる雨水下水である。沼のの前にあるトンネウス沼にたくさんのトンボが飛水の出入りは（図3参照）、A,B地点が流入口で、こんでいるのを見て、どのようなトンボがどれくら

こから雨水下水が流れ込んでいる。そして、C地点

い生息しているか興味を持ったからである。そしは流出口で、茨戸川とつながっている。雨天日とて、この沼では富栄養化による水質の悪化や植生

その後数日を除くと水の流れはほとんどない止水の遷移がおこり、トンボ相が単純化していること域である。そのため、雨水下水の中に含まれる砂に気が付いた。そこで、私達は植生の遷移と人為

泥や植物遺体の堆積等によって年々富栄養化が進的な改変によってトンボ相がどのように変化する

み、フトイ、ヨシ、ミズドクサなどの抽水植物がのかを調べることで、水辺の自然環境における生増加し、沼の陸化が進んできている。これに対し物種の多様性を診断できるのではないかと考えた。

て、人力によってヨシなどの植物を取り除く開削

さらに、私達はその診断結果を地域の方々に伝え、作業や、ヤナギの伐採、重機による大規模な浚渫

多くの生物が生息できる自然の多様性を維持するを行い、ヘドロや増えすぎた植物が取り除かれてために、繁茂した植物群落の伐採、ヘドロの除去いる。

などの人為的な働きかけを行うことを呼びかけ、
そして、実践している。

図1 札幌拓北高校とトンネウス沼

調査地域
調査地域は北緯43゜948 、東経 141゜24

44 、札幌市北区あいの里公園内にあるトンネウス

図2 調査地点の位置 北海道札幌市北区あいの里周辺の地図

95

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

調査方法

6地点の方形区を設置した。方形区の植生状態を2つのタイプに分け、水面が抽水植物で覆われていればC（close）、開放水面、またはヒシなどの浮葉植物（1）植生調査
植生調査は1991年、'94年、2000年、'02年、で覆われていればO（open）の記号で表わした。方

'03年の5回行った。水際から水深1m程度の沼内を形区内と周囲の植生の状態によってCC,CO,OC,OO

胴付き長靴を履いて歩き回り、目視によって植物の4種類の方形区を設けた。
（表1、図3参照）

群落の種類、位置、規模を調査した。また、沼の調査方法は6月下旬より各方形区内に飛翔してき

中心部については、ボートに乗って群落の種類なたトンボ類について時間・科（種）・行動（通過、どを確認した。沼の植物をヨシ、ガマ、マコモ、停止、交尾、産卵、採餌、争い、パトロール）・飛サンカクイ・スゲ・オモダカ類、フトイ、ミクリ、翔の高さを記録した。種の同定は目視と採集して行

ミズドクサ、コウホネ、エゾノヒツジグサ、ヒシ、った。トンボ類が植物を利用する行動が見られた場

ヨシ-ドクゼリ、ヤナギの12群落に分け、植生図を合、そのつど記録した。1方形区30分ごとの観察で作成した。この植生図をもとにして各植物群落の1日で全方形区を回り調査した。また、その他に8月

面積を算出した。

上旬には各方形区での終日観察を行った。調査は計（2）水質調査

表1 各方形区の植生の状態
Ｃは水面が抽水植物で覆われている状態。Ｏは開放水面または浮葉植物で覆われている状態を表わす。

調査地点は沼に水が流入するA,B地点、逆に流出するC地点、沼の中心部に近いD地点の4地点である。調査期間は1993年,'94年,'95年,'99年,2003
年の6月〜10月の間である。
・水

温 ：各地点の沼岸から1m、水深10cmの地点で測定した。

・pH：パックテストを用いて測定した。

・透視度 ：測定範囲50cmの透視度計を用いた。
測定値を越えた場合は50cmとした。
・COD：低濃度パックテスト（8mg/lまで）を用いた。数値が高すぎて測定不能のものは検水を純水で10倍に希釈して測定した。

・DO：DOメーターを用いて測定した。

（3）トンボの行動調査
調査期間は2000年5月上旬〜8月中旬である。調査地点は5月上旬に沼岸に5×5（m）の範囲をロープとポールにより囲み、、C1〜C3、O1〜O3の合計

96

12回行い、各方形区13〜14時間となった。

は1990年〜'95年、'98年、'99年、2000年、'02年、'03
年の5月下旬から9月下旬までの間で上旬、中旬、下旬の月3回行った。しかし、10月下旬まで採集した年もあった。調査
時間は9:00〜17：00の間の2時間程度である。
採集したトンボは同定し、すべて乾燥標本にした。なお、飛翔速度が速く採集できなかった
ヤンマ類などは正確に同定できたもののみデータとした。

結果と考察（1）植生の遷移と人為的な改変①1990年〜94年の富栄養化による陸化（図4の1991年、'94年植生図参照）
1991年はヒシ等の浮葉植物が沼の80%以上を占めていた、沼の南部には比較的小さなミク
リ、フトイ、ヨシなどの抽水植物群落が見られた（図4参照）。
富栄養化による遷移によって陸化が進み、'94年にはヨシ、フ
図3 各方形区の位置と水質調査地点
各方形区は沼岸の各地点に5×5mで設置
A、B地点が流入口、C地点が流出口。A〜Dは水質調査地点を示す。

トイ群落などが沼の南部を埋めつくした。ヒシ群落が65%程に減少し、陸化が進んだ。また、この時期にはヤナギなどの木本植物
はまだ丈が小さく、沼の水面を覆う状態ではなか（4）トンボの生息状況調査った。

トンボの採集は、沼を一周して見つけたトンボをすべて採集する見つけ取り法で行った。調査期間

97第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

図4 1991年〜2003年までの植生の遷移
遷移の激しかった沼の南部を中心表している。植物群落を12群落に分けて分布を示した。

98

②1995年〜2001年の人為的な開削（図4の2000
年植生図参照）③2002年、'03年の大規模な浚渫（図4の2002年、03年植生図参照）

1995年には水の流れをつくり水質を改善するため

2002年・03年は、札幌市河川課の協力を得て、に、私達の他に地域の方々、札幌市河川課の方々と重機による大規模な浚渫工事を行った。沼の南部

手作業でヨシやミズドクサなどを取り除く開削作業を中心に、沼底に堆積したヘドロや増加しすぎたを行い水路を造った。南側の流入口から中央部にかヨシ、ミズドクサ群落を撤去した。その結果、抽けて幅が約3mの水路である。その後、1996˜'98年

水植物で埋まっていた場所に広々とした開放水面までは開削が中断された。1999年から再開され、水ができた。

路の確保と周辺のヨシ群落の除去が行われた。

2003年は沼岸を中心に沼全体の3分の2程度の場

2000年・'01年には南部に開削によって造られ所で更に大規模な浚渫作業を行った。南部の開放た水路が残っているが、その両側ではヨシ、ミズ

水面がより広がり、東部や北部にも開放水面がつドクサ、ヨシ-ドクゼリ群落が面積を広げ、沼の中くられた。また、北部を残して沼岸のヤナギ群落

央部ではコウホネ群落が広がった。また、ヤナギはほとんど伐採された。
（図7参照）

群落が成長し沼岸の水面を覆った。
トンネウス沼重機による浚渫箇所

図5 1995年9月のトンネウス沼写真左側の植物群落中央部に開削して造った水路が褐色の線状に写っている。

図7 2002年、03年の重機による浚渫部分④植物群落の推移
各植物群落を浮葉植物、抽水植物1，抽水植物2、木本植物の4つの群落に分けて（表2参照）その面
積の推移を考察した。浮葉植物群落はヒシ、コウ
図6 1995年の水路の開削作業の様子

ホネ、エゾノヒツジグサ群落である。水面に葉を99

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

表2 植物群落の分類
沼の植物を４種類の群落に分類したもの。通常コウホネは抽水植物に分類されるが、葉の形状が浮葉植物に似ているため浮葉植物に分類した。

化がなかった。2002、'03年では大規模な浚渫工事を行った。その結果、抽水植物1，2、沼岸を覆う木本植物が減少した。特に木本植物は2000年の約2分の1にまで減少した。開放水面は2002年では27.6a、'03年では93.3aと増加している。これらをまとめると、次のようになる。
1991年〜'94年 ：富栄養化による遷移によって抽水植物1，2が大幅に増加、浮葉植物が減少。
1995年：手作業による開削を行い、沼の南部に水路を造る。ミズド
グサ群落がやや減少。

1996年〜'98年 ：開削中断、再び遷移が進行。
図8 植物群落の面積の推移の年変化を表わす。

４種類に分類した植物群落の面積

1999年：手作業による開削を再開、以後毎年継続したが、抽水植物
2を減少させられなかった。

浮かべている群落でであり、コウホネは通常抽水植物に分類されるが、葉の形状が浮葉植物に似て

2000年

2と木本植物が増加。

いるため浮葉植物に分類した。抽水植物1群落はフトイ・ミクリ・サンカクイ・スゲ・オモダカ、ガ：抽水植物1が減少、抽水植物

2002,'03年：札幌市の協力により、重機をマ群落である。それほど草丈が高くならない密度使った大規模な開削を行なの低い群落である。抽水植物2群落はヨシ、ミズド

う。抽水植物1，抽水植物2、クサ、ヨシ-ドクゼリ、マコモ群落である。草丈が木本植物減少、開放水面が大高く、非常に密生している群落である。木本植物

幅に増加。

群落はヤナギ群落である。沼岸に密生し、付近の水面を覆っている。トンボの行動調査の結果、浮

（2）水質調査結果

葉植物と抽水植物1は多くのトンボにとって利用し1993年から1994年にかけてはCODの値が増加、やすい植物で、抽水植物2、木本植物は増えすぎる

DOの値が減少、pHが高まった。これらのことからとトンボの行動を妨げる植物である。

富栄養化による水質の悪化が起こっていることがこれらの植物群落の面積の推移については、図8わかった。1995年にはCODの値が減少、DOの値のようになっている。1991年から'94年は抽水植が増加、pHの値が低くなった。これは開削によっ

物1，2の面積が約2倍に増加し、浮葉植物は減少して水路を造り、水の流れをよくしたことで水質がている。1995年から2000年の間には木本植物が改善されたと考えられる。その後、1999年に人力成長し、面積が8.3aに増加している。また、富栄による開削を再開し、2002年、'03年は重機によ養化による遷移のため抽水植物2が増加し、抽水植る大規模な浚渫を行っているにも関わらず、COD

物1が減少したが、浮葉植物についてはほとんど変が増加、pHが高くなっており、水質はより悪化し100

OC区は少ない（図10参照）。つまり、抽水植物群
落の周囲が開放水面・浮葉植物群落で被われている水域では、その抽水植物群落周辺にも、また、開放水面・浮葉植物群落にもたくさんのトンボが活動しているということである。そして、開放水面であっても、その周辺がヨシなどの抽水植物群
落で包囲されてしまうと活動するトンボの個体数
図9 水質の年変化
各調査項目ごとの年変化を表わす。値は各調査地点の平均をもとに年ごとに平均した。

は大幅に減少する。
イトトンボ科ではのべ個体数の約8割が周辺が閉鎖されていない開放水面・ヒシなどの浮葉植物群ていることがわかった（図9参照）。

落で、静止、植物の組織内に産卵している。（表4参照）これは、水域でのイトトンボ科の飛翔高度（3）トンボが利用する水域

が水面ぎりぎりと大変低いため、水面が開けてい全方形区内で観察されたトンボはのべ986個体でるとイトトンボ科は飛翔しやすく、多くの個体があった。この中で最も多くの個体数を占めている

飛び回るが、ヨシのように草丈が高く密度の高いのはイトトンボ科の662個体、次にトンボ科の270植物群落で水域が被われたりで囲まれてしまうと、個体、ヤンマ科の42個体となっている（表3参照）。

その中には入って行くことができないため、個体

これはトンネウス沼のトンボ相とほぼ一致し、こ数は減少する。尚、CC区（抽水植物群落）内で観の3科を中心に考察する。
方形区ごとに見ていくと、CO区（前の文字は方察できたイトトンボ科は抽水植物がまだ小さかった6月下旬に観察されたものであり、7月に入ると

形区内、後ろの文字は方形区周辺を表し、Cは抽水植物群落、Oは開放水面・浮葉植物群落を表している。）、OO区にトンボの個体数が多く、CC区、表3 方形区内で観察された種とのべ個体数全方
形区での個体数の合計。
（ ）内は％を表わす。

図10

各方形区の植生と科ごとの個体数
方形区内と周囲の植生により４種に分類した方形区ごとののべ個体数を科ごとに表わした。

101

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

表4 各方形区における行動ののべ個体数
各科ごとの方形区内の個体数を行動別に合計した。ＣＣは調査方形区Ｃ１とＣ２の個体数の平均。
ＯＯはＯ１とＯ３の個体数の平均。

ほとんど観察されることはなかった。

である。その飛行範囲は開けた水面や浮葉植物のトンボ科は各地点にやや平均的に見られた（図上空、水面から2m程の高さであり、抽水植物を目

10参照）、特にCC区とOC区で抽水植物群落の上印にしているため、開けた場所と抽水植物群落のを通過した個体が多かった（表4参照）。これは、両方を活動範囲にしているのである。雌は枯れ草

ノシメトンボやアキアカネがヨシやフトイなどのや倒れたサンカクイやフトイ、ヨシなどに植物組

丈の高い植物によく停止しするためで、特に、7月

織内産卵を行うため、CC区・CO区のように抽水中旬〜下旬には、まだ連結しないトンボが単独で植物の多い場所で活動個体が観察されることがわ

植物に停止することが多かった。また、全ての調かった。

査区でトンボ科の産卵行動（打空産卵や打水産卵）が観察されていることから、トンボ科の産卵行動
は植物の有無の影響をほとんど受けないことが分かった。さらに、シオカラトンボの縄張り保持のためのパトロール飛行とアキアカネの産卵行動は開放水面の多い場所で観察された。
ヤンマ科は個体数は少ないものの、全調査区で見られ、その行動のほとんど通過であった（図10、表4参照）。これはヤンマ科の雄が縄張りを維持・拡大するために、パトロール飛行をしているため

102以上より、トンボ類3科について、その行動を次の表にまとめた。

表5 トンボ類の活動場所と主な行動
個体数の多い３科について活動個体数が多い場所と行動をまとめたもの。行動の後の（ ）内の植物名はトンボに利用される主な植物。

＜イトトンボ科＞

開けた場所に点在するヨシなどの抽水植物の生体・飛翔高度が低いため、行動は植物高やその密度

や枯れた茎につかまって産卵する行動が見られるの影響を受る。
・植物高の高い植物が生育する地点は利用しづら
く、低い地点は利用しやすい。
・開けた地点では、水面を覆うヒシを選択的に利用し、止まったり産卵をする。

など、抽水植物も必要である事がわかった。これ
らをまとめるとトンボ類の生息に適した場所とは、
広い開放水面とヒシなどの浮葉植物群落があり、ところどころにフトイ、ヨシなどの抽水植物の群落がある沼や池などであることがわかった。

＜トンボ科＞
・飛翔高度が高いため、植物高の影響は少ない。

（4）トンボ相の変化

・停止には高めのヨシ、フトイを利用する。

①トンボ相の種類構成

・産卵には植物は直接関係しない（打空産卵、打水産卵のため）。

14年間の総採集個体数は表6のとおりである。
1990年から今年までの総採集個体数は9,354個体＜ヤンマ科＞である。データには入っていないが、2000年にヒ・雄は高い植物を目印として、開けた地点でパト

メリスアカネ、2001年にキトンボを1個体採集しロールをして、縄張りを形成する。
・雌は抽水植物の生体や、倒れた植物や水面に浮かぶ枯れ草などに産卵する。

たのでそれを含めると、トンネウス沼には7科33種のトンボの生息が確認された。1998,'99年は調査回数が少ないため、個体数が少なかった。

モノサシトンボ科、アオイトトンボ科については、生態が似ていることから同じ均翅亜目のイトトン
ボ科と同様の行動をとっていると考えられる。これらの科も含めて全体的に見るとトンボ類の多くにとっては、開放水面またはヒシなどの浮葉植物で覆われている開けた場所が必要であることがわかった。特にイトトンボ科では産卵や静止にヒシを多く利用しており、その傾向が強かった。一方、103

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

表6 トンボの総採集個体数
各調査年ごとに種別の採集個体数をまとめたもの。表にはないが、ヒメリスアカネは2000年、キトンボは2001年に１個体ずつ採集。

104

図11

科ごとの種数の変化
調査年ごとの種数を科別にまとめたもの。1998年は採集個体数が少ないため種数が少ない。

科ごとの種数の変化については（図11参照）、総種数は1998年を除くと種数の平均が20.3種で大き

うにイトトンボ科は富栄養化による遷移と人為的な植生の変化に大きく影響を受けている。

な変動はなく、沼の富栄養化が種数を減少させる

科別における個体数の推移についてはトンボ科にほどに至っていないことがわかる。ただし科別に

ついては一貫した傾向は見られな い。イトトンボ

見ると、イトトンボ科については富栄養化による科、モノサシトンボ科、アオイトトンボ科は遷移が進んだ1994、'98年は6種と減少し、開削が1990˜'94年の富栄養化が進行している時期に減少行われた'99年以降は8種に増加している。このよし、開削が行われた'95年は増加した。開削が中断

図12

科ごとの個 体数の変化
調査年ごとの科別の個体数を表わす。

105

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

された1998年には減少したが、開削が継続して行る開削が行われた1995年には一度指数が低下し多われた1999年〜2003年は増加した。ヤンマ科に様性は回復した。開削を中断した1998年にかけて

ついては減少の傾向を示しているが、大規模な開は単純度が再び高くなった。開削を再開した1999

削が行われた2002年、'03年は回復の兆しを見せ年から指数は低下し、2002年、'03年は調査開始始めている（図12参照）。このように、個体数の推当時の指数にまで戻り、トンボ相の多様性が回復

移においては富栄養化と人為的な植生の影響が表したと考えられる（図12参照）。
種数の推移はほとんど変化が見られなかったが、れている。
②Simpsonの単純度指数

このように単純度指数の推移を見ると、富栄養化

Simpsonの単純度指数を知ったきっかけは、数による抽水植物2のヨシ群落、ミズドクサ群落、木学の授業でくじなどが当たる確率を示す期待値と本植物のヤナギ群落の増加と浮葉植物のヒシ群落いうものについて学習したことである。トンボ相の減少により、イトトンボ科、モノサシトンボ科、が単純化し、採集調査においても同じ種のトンボ

アオイトトンボ科、ヤンマ科の個体数が減少し、ばかり捕まる状態は、当たりの多いくじを引いてトンボ相が単純化したことがわかった。さらに、いるのと同じではないかと考えたのである。その開削などの人為的な働きかけを行い、抽水植物や考えを顧問の先生に話したところ、種構成の多様

木本植物を減少させ、開放水面を増加させること性を示す値としてSimpsonの単純度指数を教えてにより、イトトンボ科、モノサシトンボ科、アオ

いただいた。

イトトンボ科、ヤンマ科の個体数が増加し、トン全個体数をN、i番目の種の個体数をniとすると、
ni（ni−1）／N（N−1）はi番目の種を2回連続でボ相の多様性が回復する事がわかった。
③優占種の推移

採集する確率を示している。この値を1番目の種か各種の個体数％を多い順に累計し、その値がら最後の種まで合計することにより、2回連続で同80％を越える種までを優占種とした。そして、こじ種を採集する確率が計算できる。Simpsonの単の優占種数が多いほどトンボ相の多様性が高いと純度指数λは下記の式で求められる。

考えた。なぜなら少数の種の個体数が全体の大部分を占める単純化した状態では優占種数は少なく、

λ＝∑i

ni（ni−1）／N（N−1）

多くの種の個体が偏りなく含まれる多様性の高いトンボ相が単純化すると特定の種の個体数だけが多くなり、その種を2回連続で採集する確率が高くなる。すなわち単純度指数が高くなる。このようにSimpsonの単純度指数は高くなるとトンボの種
構成が単純化したことを、低くなると多様性が高まったことを示す。
富栄養化による遷移が進む1991年から'94年の時期は単純度指数が高くなったことからトンボ相の単純化が進んでいることがわかる。手作業によ106

図12 科ごとの個 体数の変化
調査年ごとの科別の個体数を表わす。

状態では優占種数は多くなるからである。

ンヤンマ、シオカラトンボは'02年、'03年には見優占種数の推移を見ると、1990年に4科8種あっられず、新たにルリイトトンボ、アオイトトンボたものが'94年は2科3種に減少している。1995年

が優占種となっている。このことから、優占種数

は2科4種に増加したが、'98年には再び2科3種におよびSimpsonの単純度指数からトンボ相の多様減少した。1999年以降は優占種数が増加し、性は回復してきたと考えられるが、種類構成は2003年には4科7種となった（表7参照）。これらは、1990年、'91年のものとは変化していることがわ

富栄養化による遷移が進む時期はトンボ相の単純かった。

化が進行し、開削などの人為的働きかけによって④種における推移

トンボ相の多様性が回復したことを示しており、Simpsonの単純度指数および優占種数の推移か

Simpsonの単純度指数の推移と同様であった。こら、富栄養化による遷移が進行するとトンボ相がのことから、優占種数の推移によってもトンボ相単純化し、開削などの人為的な働きかけによっての多様性を判断できる事がわかった。

開放水面が増加するとトンボ相の多様性が高まる

優占種の種類構成について見ると、ほぼ毎年優占ことがわかった。富栄養化により個体数が減少し、種に入っているアキアカネ、ノシメトンボ、オオ

開削によって増加する傾向を示す種はイトトンボ

イトトンボはトンネウス沼における普通種と考え科のルリイトトンボ、クロイトトンボ、エゾイトられる。それ以外の優占種を調査開始当時の1990

トンボ、モノサシトンボ科のモノサシトンボ、ア年、'91年と2002年、'03年を比較すると、モノサ

オイトトンボ科のアオイトトンボ、オツネントン

シトンボ、オツネントンボ、エゾイトトンボのよボ、エゾトンボ科のオオトラフトンボ、ヤンマ科

うに共通した種も見られるが、'90年、'91年にはギンヤンマ、トンボ科のシオカラトンボである。

見られたクロイトトンボ、アジアイトトンボ、ギ

しかし、ヤンマ科のマダラヤンマは逆の傾向を示

表7 優占種の年変化 各調査年ごとの優占種の種類構成を表わす。

107

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

図14 種ごとの個体数の推移（1）イトトンボ科の各種の個体数の年変化を表わしたもの。

図15 種ごとの個体数の推移（2）モノサシトンボ科・アオイトトンボ科の各種の個体数の年変化を表わしたもの。

108

理科研究部

図16 種ごとの個体数の推移（3）ヤンマ科・サナエトンボ科・エゾトンボ科の各種の個体数の年変化を表わしたもの。

図17 種ごとの個体数の推移（4）アキアカネ・ノシメトンボを除くトンボ科の各種の個体数の年変化を表わしたもの。

109

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

し、イトトンボ科のアジアイトトンボ、セスジイ

もとある自然の形をそのままに人が手を加えない

トトンボ、キタイトトンボ、ヤンマ科のオオルリようにして守る活動と考えられている。しかし、ボシヤンマ、トンボ科のマユタテアカネは植生の人が手を加えてしまった河川や池沼などにおいて変化の影響をあまり受けていないことがわかった。

は、手を加えてからしばらくの間は生物の多様性（図14〜17参照）

は増していくが、その後は遷移により特定の種の富栄養化による遷移によって、個体数が減少する

植物群落が大部分を占めるようになり、動物相も種についてその要因を考えてみる。モノサシトン

影響を受け限られた種しか生存できなくなる。こボ科、アオイトトンボ科、イトトンボ科の種は、うした単純化した生態系は気候などの環境の変化

生殖活動を行う際に水面近くを利用しているため、によって、そこに住む生物が大量に死亡すること

ヨシなどの抽水植物2が増加するとそれが妨げとながある。また、生物種の激減は水質の悪化、気温る。さらに、浮葉植物が減少することにより、静の上昇など無機的環境の変化も引き起こし、多く

止、交尾、産卵などの場が少なくなるため個体数の生物にとってますます住みづらい環境となる。

が減少する。ヤンマ科のギンヤンマ、トンボ科のそのような状態になるのを防ぐには、人為的な働シオカラトンボのオスは、縄張りに開放水面や浮きかけを行い多様性を維持する必要がある。

葉植物の上空を利用しているため、抽水植物の増

トンネウス沼においては人が手を加えない状態に加によって広い空間が確保できなくなる。また、しておくと富栄養化による遷移が起こり、浮葉植

オスの縄張りはメスにとっては産卵場所である。

物が減少、抽水植物が増加することがわかった。

ヤンマ科については植物組織内に産卵するが、群その影響を受け、イトトンボ科、モノサシトンボ

落密度が高くなると産卵行動が妨げられ、トンボ科、アオイトトンボ科、ヤンマ科の産卵、交尾な科については打水産卵を行うため、開放水面を必

どの場が失われて個体数が減少し、トンボの種類要とする。これらにより抽水植物2が増加すると縄構成が単純化した。これに対して増えすぎたヨシ、張り、産卵の場が少なくなり個体数が減少する。

ミズドクサなどの抽水植物を取り除く開削などの以上のことから、開削などを行い、抽水植物2，

人為的な働きかけによって植生を変化させること

木本植物を減少させることで減少していた種の個で、トンボ相の多様性が回復することがわかった。

体数が増加し、トンボ相の多様性が回復すること

つまり、人工的に作られた水環境において、生がわかった。

物の多様性が維持されているかどうかはトンボ相

まとめ 〜人工的な水環境（ビオトープ）と人の関わり〜

から判断できるのである。そして、その結果に基づいて、遷移により単純化した植生に人為的に手を加えて多様性の高い植物群落をつくるのであ

近年、日本においてもようやく自然環境の重要性る。つまり、増えすぎた植物を開削などにより取が注目され、大型の開発事業なども見直しが行わ

り除き、様々な種の植物群落が存在する状態にしれ、工事が凍結や中止されるようになった。地域て、多くの種の動物が生息できる環境をつくるのにおいてもビオトープづくりなど人の手によってである。

豊かな自然を作ろうという取り組みが試みられる

ただし、こうした取り組みを行う上においては、ようになった。一般的に自然保護活動とは、もと1996年〜'98年の開削中断によって沼の富栄養化

110

が再び進行し、トンボ相の単純化が進んだことか

岡山大学（元北海道教育大学札幌校）安永友秀氏

ら、人為的な働きかけは定期的にしかも継続的にに心から感謝しております。そして、14年間、本行う必要があることがわかった。また、研究の結

校理科研究部でトンボの研究活動を代々受け継が

果から富栄養化による遷移によって増加し、開削

れてこられた先輩の方々、大竹章仁氏、賀数久美などによって減少した種もいることがわかった。

子氏、近藤徹氏、梅田譲氏、尾井真由美氏、原田

そのため、全面的に開削を行うのではなくヨシな

智宏氏、竹内由美氏、善積明美氏、柳沼朋美氏、

どの抽水植物が繁茂する部分も残すなど、多様な

松本康一氏、佐藤潤氏、若林美紀氏、川口貴之氏、植生が作られるよう配慮しなければならない。

佐藤弘樹氏、佐々木章子氏、中村紀子氏、坪田守

私達は、トンネウス沼の開削の必要性を地域に呼正氏、高橋尚子氏、円山富貴氏、鹿能真由美氏、

びかけてきた。その結果、地域の方々、カラカネ

田口真澄氏、吉沼利晃氏、亀田亜希子氏、山田梢

イトトンボを守る会の方々、札幌市河川課の方々

恵氏、太田賢吾氏、倉内洋平氏、舘下誉志陸氏、など、実に多くの方々の協力を得て開削や浚渫な植村武氏には心から尊敬いたします。ありがとう

どを行なうことができた。こうした努力の結果、ございました。また、5年間我が部の指導をして下ようやくトンネウス沼が多様性の高い自然に変わさった田村早奈英先生には家族より長い時間ご一ってきた。

緒して下さり、具体的な指導をして下さりました。

また、私達はこうした取り組みを地域に住む人々

今春から顧問として、いつも私達に適切な指導をと共に行うことにより、多くの人が沼の自然と触して下さった加藤聡先生、そして14年間、創部のれ合い、親しめる場をつくることを目指している。

時から部の指導をして下さり、なにより私にも入このような場を日本の伝統的な地域の「里山」に部したときから昼夜を惜しまず今も指導して下さならって私達は「里沼」と呼びたい。「里沼」とはっている綿路昌史先生、本当に感謝いたします。

身近な自然であり、人々が定期的に手を加えて整備することにより、多様性の高い自然が保たれ、尚、本研究は（財）河川環境管理財団の河川整備基金助成事業によって実施しました。

人間とその他の生物が共存できる場所である。また、人々にとっては憩いの場、様々な生物にふれ

参考文献

合う場、生物や自然に関する調査、教育の場とし

・浜田 康・井上 清（1985）日本産トンボ大図鑑． 講談社て利用できる場所である。私達は今後もこのよう

・杉村光俊・石田昇三・小島圭三・青木典司（1999）
原色日本トンボ幼虫・成虫大図鑑 北海道大学図書刊行会

な「里沼」をつくるために多くの方々と協力して・石田昇三・小島圭二・石田勝義・杉村光俊（1988）

取り組んでいきたい。

・成虫検索図説．東海大学出版会

日本産トンボ幼虫・牧野 富太郎（1967）学生版 牧野日本植物図鑑． 北隆館

最後に、いつもご支援してくださっている札幌市
河川課及び北区町づくりコンテスト、カラカネイ
トトンボを守る会、あいの里地区の各町内会の皆様、トンネウス沼の航空写真ご提供くださった（株）道央フォートの荒木武司氏、いつもご教授下さる旭川大学女子短期大学部講師の斎藤和範氏、・日本分析化学会編・北海道支部編解説（1967）
水の分析．化学同人・川辺昌子（1993）だれでもできるやさしい水のしらべかた．
合同出版
・山田常雄 前川文夫 江上不二夫 八杉竜一 小関治男 古谷雅樹 日高敏隆（1983）
岩波生物学辞典． 岩波書店 第3版
・綿路昌史・北海道札幌拓北高等学校理科研究部（1993）111

第7回日本水大賞【日本SJWP】

北海道札幌拓北高等学校

理科研究部

沼地の富栄養化による植生の遷移とトンボ相の変化−人為的に造られた自然の多様性を維持するために−
北海道札幌拓北高等学校 理科研究部 山上佳祐

トンネウス沼に生息するトンボ類の種類構成と季節消長について 北海道トンボ研究会報 Vol.6
・綿路昌史・北海道札幌拓北高等学校理科研究部（1996）
トンネウス沼におけるトンボ相の遷移．北海道トンボ研究会報
Vol.8
・綿路昌史・北海道札幌拓北高等学校理科研究部（1996）
石狩支庁でタイリクアキアカネを発見．北海道トンボ研究会報
Vol.8
・綿路昌史・北海道札幌拓北高等学校理科研究部（1997）
トンネウス沼に生息するトンボ類の種類構成と採集データ．北海道トンボ研究会報 Vol.9

112

・綿路昌史・北海道札幌拓北高等学校理科研究部（2000）
石狩川下流域における原トンボ相とその移り変わり．北海道トンボ研究会報 Vol.12
・北海道札幌拓北高校理科研究部（2001）
トンボ類は水辺の植物をどのように利用するか
全道高等学校理科研究発表大会発表資料