持続可能で活力のある流域社会の形成に向けた研究報告

富士山流域圏における水循環と生態系の保全に関する研究
Studies on the water cycle and ecosystem conservation in Mt. Fuji watershed

河川・海岸グループ 研 究生態系グループ

員 伊藤川口究

リバーフロント研究所 主席研究員 内藤正彦

生態系グループ

研 究 員将文

研 究 員

竹 本

進

本研究では、富士山流域圏を対象として、地下水の利用と保全、地下水流動を視野に入れた水域環境（生態系）の保全と河川管理のあり方を考える新たな評価・分析手法を提案することを目的に、地下水の滞留時間、動態、湧出状況、微生物生態系に関する情報の収集・分析等により、総合的な水循環研究を行った。また、柿田川生態系研究会、関係団体（ＮＰＯ）・行政機関等と相互に調査・研究成果を情報交換することにより、地域共有の知見の蓄積を試みた。
キーワード： 富士山流域圏、柿田川、電気伝導度、溶存酸素量、細菌数
This study involves comprehensive hydrological circulation research, including collection and analysis ofinformation concerning detention time, dynamic state, eruption and a bacterial ecosystem of groundwater,targeting proposed new evaluation and analysis methods to conserve the aquatic environment (ecosystem) andriver management of Mt. Fuji watershed, considering the use, conservation, and flow of groundwater at the sametime.

Furthermore, findings have been shared among the Kakita River Ecosystem Research Group, concernedbodies (NPOs), and administrative bodies, by exchanging the results of investigation and research.
Key words: Watershed of Mt. Fuji, the Kakita River, electrical conductivity, dissolved oxygen amount, numberof bacteria−46−

リバーフロント研究所報告 第 22 号 2011 年 9 月

１． はじめに

２． 研究目的

柿田川は、静岡県駿東郡清水町を南北に流れ、狩野流域の水循環に関しては、これまで河川水、地下水川に合流する延長 1,200m の日本最短の一級河川であなど個別に検討されてきたが、水循環系としての把握り、日本有数の湧水河川である。

は十分になされて来なかった。

富士山流域圏は、表流水とともに地下圏に広がる溶富士山流域圏は、湧水河川として著名な柿田川を有岩台地が生み出す莫大な量の地下水により構成されてしており、この全長わずか 1200m の河川の流水は年間いるが、地下水の利用や柿田川への湧出など、未だ局を通じて安定した湧水量(12m3/s 前後)を維持しており、所的な把握にとどまっており、その動態に関する知見

また水温も年間を通じて 15℃前後の柿田川本川と比は乏しい。（図−1）

べて変動が小さいことで知られる（図−2）。
25150201510水温（℃）

湧水量（m3/s）

10050
500１月２月３月４月５月６月７月

湧水量

８月９月１０月

１１月

１２月

水温

図−2 柿田川の湧水量と水温の季節変動
しかしながら、図−3 より柿田川の湧水量は、近年減少傾向にあることが分かる。
柿田川湧水量の経年変化を見ると、観測開始時の1963 年から 1980 年代中頃まで低下傾向にあり、その後現在までほぼ横ばいとなっている。
図−1 湧水が多く涵養されていると推定される区域
19

平成 12 年以降、柿田川を対象サイトとして、生態学

湧水量
12 区間移動平均 (湧水量)

18者よりなる柿田川生態系研究会（以下、研究会と称す）

17が組織され、分類学的研究に加えて生態学的な視点か2006〜2010年の平均湧水量

163湧水量（m /s）らの研究が展開されてきた。
本研究では研究会の活動と関連して、富士山流域圏を対象として、地下水の利用と保全、地下水流動を視野に入れた水域（表流水及び地下水）環境（生態系）

314.798m /s

15141312の保全と河川管理のあり方を考える新たな評価・分析

11

手法を提案することを目的に、地下水の滞留時間、動2008

20052002

1999

1996

19931990

19871984

1981

1978

1975

1972

1969

1966

析などにより、富士山流域圏の総合的な水循環研究を

312.565m /s

1963

10

態、湧出状況、微生物生態系に関する情報の収集・分1963〜1967年の平均湧水量行うものである。
図−3 柿田川の湧水量の変遷

また、研究会では湧水を起源とする生態系、物理環境及び生物群集の構造に関する研究成果を共有するとともに、関係団体（NPO）・行政機関などと相互に調査・近年のこのような状況を踏まえ、今後の健全な河川研究成果を情報交換することにより、地域共有の知見

環境や河川の利活用を考えると、河川区域以外や地下の蓄積を図る活動を実施しており、2010 年度のその活水も含めた流域の水全体を捉えた調査、分析、評価が動概要についてもあわせて報告する。

必要であると考えられる。

−47−

持続可能で活力のある流域社会の形成に向けた研究報告

３． 研究内容
３−１ 駿河湾沿岸域（田子の浦沖）における湧水の特徴周辺とは明らかに水質が異なる地点を確認するなど、富士山地下圏の地下水の流動に関する新規の情報が得られている。

既往の研究において、実施された富士山流域圏にお３−２ 富士山麓東南麓と西南麓さらに北麓の湧水の特徴

ける地下水の水循環解析モデルの予測結果では、富士山の湧水は駿河湾沿岸域（田子の浦沖）においても噴そこで本研究では、水循環系としての富士山地下圏出しているとの結果が得られている。の地下水流動に関する更なる知見を得るため、富士山麓東南麓と西南麓さらに北麓（テフラ層）を比較しながら地下構造と水脈を推察する情報の取得につとめ、地下水の涵養とその過程に関する知見を集積するとともに、生物地球化学的な観点より水と微生物の相互作用から地下圏における水循環過程への微生物学的関与および水質形成に関する研究を実施するものである。

St.T 1‐7

St.T 1‐8

St.T 1‐5‐3

St.T 1‐8‐G

図−4 富士山流域圏における地下水の挙動解析
St.T 1‐5（(株)地圏テクノロジーによる地下水挙動解析）

St.T 1‐6

その解析結果に基づき駿河湾沿岸域において小型船

St.T 1‐4

St.T 1‐3による現地観測を実施した結果、田子の浦沖数百ｍ地点(水深 96ｍ)で極めて塩分濃度の低い地点（St.T1-7G，
図−5 田子の浦沖での詳細観測地点

St.T1-8G）を発見した。塩分はなんと最小値で 14‰（海(スケールバーは 1km)

水は約 35‰)を記録した（表−1）。
表−1 田子の浦沖の観測結果

2.83.13.3
2.03.63.53.3
3.16.34.9
4.84.64.44.34.1101-235

電気伝導度(S/m)
4.59
4.80
4.86
4.89
4.90
4.90
4.90
4.90
4.57
4.82
4.84
4.88
4.89
4.89
4.90
4.67

溶存酸素濃度(mg O 2/L)
8.48
8.44
8.64
8.76
8.00
8.38
7.90
7.58
8.20
8.40
9.23
8.86
8.41
8.29
7.57
7.38

6.58
6.57
6.57
6.58
6.60
6.61
6.62
6.63
6.70
6.66
6.61
6.56
6.61
6.60
6.61
6.60

>1000
905.8
737.6
286-431

2.86
2.47
2.17
2.42

2.28
0.00
0.00
0.00

6.53
6.53
6.53
6.52

サイト
観測点

深度(m)

塩分

水温 （℃）

濁度(ntu)St.T1-70.2
5.1
10.1
20.3
30.3
40.4
50.5
56.1(海底)
0.5
5.0
10.0
20.3
51.0
71.3
80.8
87.2(海底)

32.7
34.4
35.0
35.2
35.3
35.3
35.3
35.3
32.6
34.6
34.9
35.2
35.3
35.2
35.3
34.1

19.1
19.2
19.8
20.1
20.1
20.1
20.1
20.1
19.2
19.5
19.8
20.1
20.1
20.1
20.0
20.0

96.2
96.2
96.2
95.5

17.8
17.7
14.0
16.0

19.1
19.8
19.8
n.d.

St.T1-8

St.T1-8G(海底のみ−48−pHリバーフロント研究所報告 第 22 号 2011 年 9 月(１)

点における不動尊内部での湧出量は 1.7m3/d である。

観測対象地点とその特徴

サンプリングは富士山東麓に位置する須川源流、山天間天満宮は標高約 100m の地点に位置している。天久荘、上小林、田向十二神社と西南麓に位置する杉田間天満宮の裏手にて地面から湧出して小さな湧水池を周辺(杉田不動尊内部、天満天満宮)にて行った。

作っていた。昔は湧出量が多かったようで、天満宮の入り口には大きな池の跡が確認できた。湧出量はサンプリング地点は図−6 に示す。

1.9m3/d である。

１）富士山東麓
須川源流は標高約 450m の地点に位置し、津屋(1968)の地質図では沖積扇状地堆積物とあったが、採水地点
ではスコリアと火山灰が何層も層状に重なっており、粒径 1cm 程のスコリアの層が透水層、粘土化した火山灰の層が不透水層となり、その間から湧出していた。
上小林は標高約 560m の地点に位置し、津屋(1968)によると、火山灰その他噴出物(新富士火山・新期玄武岩溶岩および火山灰層)とあった。湧水は地面から湧き出しており、湧水池と小川を作っていた。山本(1992)
がまとめた湧水の一覧によると、湧出量は 5184m3/d である。
山久荘は標高約 390m の地点に位置している。底から湧き出しており、湧水池を作っていた。民宿の裏手に位置し、この水源からわさび田を作っている。
田向十二神社は標高約 600m の地点に位置している。

図−6 富士山麓の地質図とサンプリング地点

神社の奥の斜面を登った場所で湧出していた。
２）富士山西南麓

地質特性別に富士山湧水を 3 グループに分けてその杉田不動尊は標高約 210m の地点に位置し、津屋(1968)によると大淵溶岩流とあった。この地点は周囲特性を表ー2 にまとめる。
大きく見るとこれら３グループ間で物理化学特性にに茶畑が分布しており、窒素汚染されている可能性が顕著な違いは認められないが、図−7 に示すように水あった。
今回の地点は、不動尊内部で採水した。不動尊内部は夏よりも冬に湧出量が多いようであった。11 月の時中に溶存するイオン濃度には西南麓と東麓ではその特徴が異なる。

表−2 富士山湧水の物理化学的特性
西南麓
東麓
溶岩流
溶岩流

テフラ層
（北麓）

調査日

2009.4.4〜10.5.1

2009.4.28〜11.15

2008.7.19〜10.5.2

水温(℃)

13.1〜16.3

13.3〜15.7

12.2〜14.1

pH

5.69〜7.71

6.42〜8.20

7.12〜8.01

77〜25766〜169111〜134

6.90〜10.73

6.77〜9.20

20.5〜29.1

7.4〜23.0

20.5〜29.1

15.7〜18.0

EC(dS/ml)DO(mg/L)
DOC
(um)

−49−

持続可能で活力のある流域社会の形成に向けた研究報告

図−8 塩素同位体で推定した地下水の滞留時間(Tosaki et al.2008 より)調査対象となった地点は地圏テクノロジーによる地下水流速の大きな地点（図−4）と重なることから、マクロにみると富士山麓の標高 100 から 500m に分布する湧水群の地下圏における滞留時間に大差ないことが推察される。
しかしながらこの数値は、湧き出した水のもつ平均的な、それも多様な水脈から流れ出る水が混合した結果を表しているものと考えられる。
図−7 富士山地下圏の地下水中の溶存イオン濃度分

４−２
西南麓では東麓に比べて概して溶存イオン濃度が低地下水中の微生物群集の解析から地下圏の特徴を推定する

いが、特にカリウム Ca2+やマグネシウム Mg2+でその傾

図−9 に富士山東麓並びに西南麓、東北側のテフラ（火山灰）層から湧き出る湧水中の細菌数を表す。

向が明らかに現れている。

東麓三島溶岩流域に比べ西南麓では細菌数が 2〜3４．研究結果倍高いこと分かる。この数値は火山灰層から湧出する

ここでは既往文献や研究などの結果を踏まえながら有機物成分をやや多く含んだ湧水中の細菌数に近い値
3)

解析結果の考察を行う。

であり、いずれも溶岩流が基盤と成る地質構造である東麓と西南麓の明らかな違いは、地表の土地利用で４−１

富士山地下水の滞留時間と地下圏構造あると推察される。

富士山地下圏が涵養する地下水の滞留時間について

東麓では三島溶岩流が形成する黄瀬川に沿って地下は、1960 年代に水爆実験により大気圏に供給されたト水が多数湧出している。これに対して西南麓では耕作リチウムによる測定がなされ、ほぼ 10 年という数値が地、とりわけ茶畑が広がっており、多くの湧水地点は1)得られている 。

それらの影響を受けていることが推察される。

半減期の短いトリチウム 3H（12.43 年）の自然環境

現在までにえられた富士山湧水中における細菌数と中での濃度の低下により環境水の年代測定は近年、容水中の有機物濃度との関係は図−10 に示すような正易ではなくなってきた。フロンや塩素を使う手法が試の相関の傾向があることが認められている。

みられているが、既往研究では塩素の同位体を用いた
富士山地下水の滞留時間が東麓では 25〜35 年、西南麓
では 20 年未満であることを示した 2)ものがある。

−50−

リバーフロント研究所報告 第 22 号 2011 年 9 月

図−9 富士山湧水群に於ける細菌数と顕微鏡遺伝子解析(FISH 法)による群集構成の比較
活性の低い細菌の占める割合が大きいことを示唆している。
これらを前提に、東麓と西南麓の相標的な湧水における細菌群集の構成を詳細な遺伝子解析を行って調べたところ、以下のような結果を得た。
西南麓のよしま池と東南麓柿田川湧き間 1−1 の細菌群集に関する classifer による遺伝子解析において、よしま池では 44 クローン、柿田川湧き間 1−1 では 43クローンの塩基配列が決定された。両地点でBacteroidetes、Cyanobacteria、Proteobacteria と近いクローンが確認された（図−11）。
図−10 富士山湧水における全菌数と DOC の相関
また、東麓須川源流の火山灰層における細菌群集の遺伝子解析による詳細な比較検討 4)から、細菌群集は地下水が湧出する直近における地層との相互作用の影響を強く受けていることが指摘されている。以上のことを考え合わせると、地下水の形成における、(1)長い時間をかけた岩石̶水相互作用、(2)短い時間における地下水と地層・地質の相互作用、(3)浅い地下水への土地利用の影響、
図−11 柿田川およびよしま池湧水中のの 3 点が地下水理解における基本ポイントであるとまバクテリアの遺伝子解析結果とめることができよう。

４−３

西南麓と東麓湧水中の細菌群集構成の遺伝子解析による比較

４-４

富士山地下水の海洋生態系への影響

2009 年 11 月 27 日、田子の浦沖数百ｍ地点(水深 96

図 4 で明らかなように、（１）富士山湧水中の細菌数ｍ)で極めて塩分濃度の低い地点（St.T1-8G）を発見しは海洋や湖沼、河川などと比べ 1〜2 桁も細菌密度は小た（表−1）。塩分は最小値で 14‰(海水は約 35‰)を記

さい、（２）検出された全細菌数に占める遺伝子で検出録した。

されない細菌（の灰色部分）の割合が大きく、これは−51−

2010 年度はこの結果を踏まえて、湧水が海水生態系

持続可能で活力のある流域社会の形成に向けた研究報告へ与える影響を推察する実験を行った。実験では、海開催する。

底湧水池点に近い駿河湾田子ノ浦沖の水深 10m の海水

上記、平成 22 年度の研究会の活動を表−3 に示す。に西南麓を代表する湧水の一つであるよしま池の濾過

この内、住民との情報交換が多く行われたミニシンポ湧水（湧水中の細菌をのぞくため孔径 0.2um のフィルジウム及び 10 月 24 日の現地視察会について、その概ターで濾過したもの）を等量加えて現場環境の近似し要を記す。

た環境中で培養した。結果を図−12 に示す。
培養開始 24 時間までは現場海水（これに細菌群集が表−3 平成 22 年度研究会の主な活動含まれている）に濾過海水を添加した系の方がやや高活動実施時期

い増殖をももたらしたが、その後湧水添加系の方が細菌の増殖に寄与する傾向が見られた。湧水中には海水に比べて明らかに高濃度の窒素が含まれており、窒素などの栄養塩やその他の微量元素が細菌群集の増殖に効果を与えた可能性があるのではないかと考えている。

平成 22 年度ミニシンポジウム開催

5 月 29 日

第 16 回柿田川生態系研究会開催

5 月 29 日

第 17 回柿田川生態系研究会開催

10 月 23 日

柿田川生態系研究会・現地視察開催

10 月 24 日

細菌群集は海洋生態系をその基盤で支える生物群であることから、地下水の海底湧出は漁業への影響までも推測させるものであることが示唆された。

第 18 回柿田川生態系研究会開催

1月7日

表流水として降水が海に供給される場合と、湧水として供給される場合の生態系へのインパクトをその量も加味して考察することが、山地に富む我が国の沿岸生態系への水循環の視点からの考察に不可欠ではないかと考えられる。

５−１ 平成 22 年度ミニシンポジウム
ミニシンポジウムは例年研究会が柿田川の近隣地域で開催する研究者や地元市民などを対象とした研究発表会である。
今回のミニシンポジウムは清水町内で開催され、研究者や市民など、約 30 名の聴講者が集まった。桜美林
大学の三島名誉教授、強度大学の竹門教授、静岡大学の加藤教授による研究成果発表が行われた。

図−12 富士山湧水における全菌数と DOC の相関５．地域団体などとの情報交換
平成 22 年度における研究では、水循環系としての富士山地下圏の地下水流動に関する更なる知見を得るた

写真−1 ミニシンポジウム

め、富士山麓東南麓と西南麓さらに北麓を比較しながら地下構造の情報より地下水の流れ、容量、滞留時間に関する研究を実施するとともに、生物地球化学的な観点より水−微生物の相互作用から地下圏における水循環過程への生物学的な関与および水質形成に関する研究を実施する。
また、研究会及び現地調査を実施するとともに、研５−２ 柿田川生態系研究会現地視察
10 月に開催した現地視察会では、公益財団法人柿田川みどりのトラスト（以下、トラストと称す）の方の案内による富士山麓植樹地（裾野市須山浅木塚国有林）の視察を行った。

究成果の発表・普及の場としてシンポジウムを企画、−52−この取り組みは、平成 8 年 9 月の台風後の自然林のリバーフロント研究所報告 第 22 号 2011 年 9 月

復元を図り柿田川の涵養域の機能保全を図るためトラ＜参考文献＞

ストのメンバーが植樹を行うもので、平成 12 年から平１） 土隆一，2007，富士山の地下水・湧水．富士火山

成 22 年の 10 年計画で約 22,000 本の植樹を行ったとい(荒牧重雄，藤井敏嗣，中田節也，宮地直道 編)，う。

375-387，山梨県環境科学研究所

現地では植樹の取り組みに関して、シカの食害が多２）Tosaki, Y., Tase, N., Sasa, K., Takahashi, T.

いこと、ススキが繁茂していて日照があたりにくいこandとなど、植樹に関する問題点やその対処法などについgroundwater

Nagashima,Y.,

2008,て研究会、トラストのメンバーによる意見交換が行わ

bomb-produced 36Cl: a case study on spring

れた。

waters from Mt. Fuji, Japan, Integrating

residence

Estimation
timeofusing

Groundwater Science and Human Well-being,

６．おわりに999-1005

今後の研究の進め方については、富士山麓の代表的

３）Koita, M., Nagaoka, A., Ago, T., Ishibashi, I.,

な湧水、地下水についてその履歴から得られる情報を

Nagaosa, K., Nakano, T., and Kato, K., 2008,

富士山地下水の年代推定の新たな知見とあわせて統合

Distribution of bacteria and dynamics of的な考察を進めたい。

groundwater in subsurface environment of Mt.

また、研究会が柿田川の水環境保全に努める公益財Fuji.

7thInternationalSymposiumfor

団法人柿田川みどりのトラストをはじめとする地元とSubsurface Microbiology (ISSM 2008). Shizuoka,結びつきながら、柿田川を代表する富士山流域圏の湧Japan. Abstract, 46p.

水の保全に寄与する研究を継続させたい。

４）吾郷友基，2007MS，富士山東麓湧水群における地下水環境と細菌の分布．静岡大学理学部地球科学
卒業論文，638，38p．

写真−2 現地視察会の様子

写真−3 トラスト植樹場所−53−