日本陸水学会近畿支部会
第 23 回研究発表会
講演要旨集©Izumi Katano

奈 良2012 年 3 月 4 日

日本陸水学会近畿支部会
第 23 回研究発表会

講演要旨集

奈良教育大学2012 年 3 月 4 日

日本陸水学会近畿支部会第 23 回研究発表会・総会プログラム
場所： 奈良教育大学 講義棟１号（L1)
3 月 4 日（日）10:00

開会あいさつ（一般講演）
10:15

オヤニラミの捕食行動における水中構造物による障害効果と個体差○古田尚大１), 谷田一三 2)
1） 大阪府立大学 理学部, 2） 大阪府立大学 理学系研究科

10:30

外来魚オオクチバスの根絶を目指した年間漁獲量の推定と利用法の提案○毛利淳志 1), 谷田一三 2)
1) 大阪府立大学 理学部, 2) 大阪府立大学 理学系研究科

10:45

Annual variability of biomonitoring metrics: a 10-year case study of benthic macroinvertebrates in a
Japanese mountain stream○Rodnie William P., 谷田一三
大阪府立大学 理学系研究科

11:00

Isolation and characterization of microsatellite markers from the genome of mayfly Rhithrogena

japonica and their application in population analysis〇Erandi PATHIRANA1）, Eman M. ABBAS1）, Atsushi TAKAYANAGI2）,3）, Yasuhiro TAKEMON4）, Kazumi
TANIDA1）, Nobuyoshi SHIMIZU3）, Mikio KATO1）
1） Department of Biological Science, Graduate School of Science, Osaka Prefecture University, 2）
Department of Molecular Biology, Keio University School of Medicine, Tokyo, 3) Advanced ResearchCenter for GSP, Keio University, 4) Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University
11:30

日本版平均スコア法の紹介と展望
○谷田一三

11:45

大阪府立大学大学院理学系研究科
藻類光合成系の強光に対する反応○奥村亮, 広谷博史
大阪教育大学

12:00

摂南大学から広がるビオトープネットワーク○山下大地, 志女木優平, 小笠原祐, 石田裕子
摂南大 理工12:15

琵琶湖北湖における水循環時の均一水質値を用いた長期水質変動の把握○木村隆太, 石田裕子, 中室克彦
摂南大・理工13:30

琵琶湖湖心における Chlorophyll d 含有シアノバクテリア Acaryochloris spp. の鉛直分布○成田隆造 1), 大久保智司 2), 石川可奈子 3), 宮下英明 2)1) 京都大・総人, 2) 京都大・院・人環, 3) 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター

13:45

琵琶湖砂浜帯における堆積物間隙水の生元素化合物の分布特性

○天橋望, 辛賢善, 三田村緒佐武
滋賀県立大学 湖沼環境実験施設
14:00

中途停滞水域の形成によるケイ素濃度の変容○下妻史乃 1), 杉山雅人 2)
1) 京都大学院 人間・環境学, 2) 京都大学院 地球環境学堂

14:15

びわ湖の深呼吸の仕組み
○堤 康郎
酸素の会

14:45

Closterium aciculare var. subpronum によるバリウム濃縮○神田航 1), 池谷仁里 2), 宮下英明 2), 杉山雅人 3)1) 京都大 総合人間, 2) 京都大院 人間・環境, 3) 京都大院 地球環境

15:00

琵琶湖水中の水系フミン物質の季節および深度別の変化
高田明弘 1), ○津田久美子 2)3), 光嵜克敏 4), 白井秀門 4), 北野史子 5), 原都 5）, 小島礼慈 5), 杉山裕子 5）,早川和秀 6), 藤嶽暢英 1)1) 神戸大院 農, 2) 神戸大 自, 3) 草津市役所環境課, 4) 神戸大 農, 5) 兵庫県立大院 環境人間,
6) 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター

15:15

兵庫県宍粟市ヒノキ林における溶存有機物の挙動の解明○森谷美奈 1), 原都 2), 高橋勝利 3), 大手信人 4), 藤嶽暢英 5), 山瀬敬太郎 6), 大橋瑞江 1), 熊谷哲 1),
杉山裕子 1)
1) 兵庫県立大 環境人間, 2) 兵庫県立大院 環境人間, 3) 産業技術総合研究所, 4) 東大院 農学
生命科学, 5) 神戸大 農, 6) 兵庫県立農林水産技術総合センター（特別講演）
15:40

Acaryochloris 属シアノバクテリアの分子微生物生態学○大久保 智司
京都大院 人間・環境

（総会）
16:20

研究発表会会場にて

17:05

閉会挨拶

（懇親会）
17:15

奈良教育大学生協にて（19:15 終了予定）

一般講演の時間は、発表１２分＋質疑応答の３分の計１５分です。
発表時間にはスライドの準備も含みますので、ご注意ください。

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

オヤニラミの捕食行動における水中構造物による障害効果と個体差
古田尚大１)・谷田一三 2)１）大阪府立大学 理学部 ２）大阪府立大学 理学系研究科

１．はじめに2-3. 実験方法

現在の日本の河川環境は、護岸等や三面張り等の各水槽にてオヤニラミ 2 個体を個体ごとに飼育し、人工的な工作物や改変に大きく影響されており、飼育環境に順化後実験に供した。個々の魚に解凍そこに生息する動物の捕食行動にも影響があるとした冷凍赤虫 10 個体を投入し、捕食行動を観察し思われる。日本在来の淡水魚であるオヤニラミ

た。餌の投入から 9 割を捕食するまでの時間を測(Coreopercakawamebari )は、強い肉食性を示し、定（秒以下切り捨て）した。実験回数は、上記の水生昆虫や甲殻類、小魚を捕食することが知られ環境下で各々の個体について 1 日 10〜20 回、少ている。本研究では河川の空間構造が本種の捕食なくとも約 1 分の間隔を置いて、捕食実験を行っに与える影響について明らかにすること、実験的た、各個体について以下のそれぞれの環境構造にに明らかにすることを目的にした。そのために、

ついて、それぞれ 100 回の実験を行った。A.構造

オヤニラミを個体ごとに飼育し、水槽内の構造物

物無し、B.ストロー無し・網、C.ストロー低密度・の変化が餌を捕食する時間にどのように影響する網、D.ストロー高密度・網、の４つの環境構造をか実験した。また、個体間の捕食パターンの差に設定した。

ついても検証した。
2-4. 分析法

２．実験方法各環境における個体間の差異については、

2-1. 実験材料

Mann-Whitney による大標本についての検定を行

実験には、体長７〜９㎝程で雌雄不明のオヤニラった。また、個体ごとのそれぞれの環境間の差異

ミ２個体（X 及び Y とする）を用いた。オヤニラ

については、Kruskal-Wallis による大標本についミは肉食性の淡水魚で、主に水生昆虫や落下昆虫、ての検定を行った。

メダカなどの小型魚を捕食することが知られている。関西以西の本州、四国、九州の大きな川の中

３．結果と考察流から下流の本流・支流に分布し、水質が清浄で3-1.実験結果と考察

流れの緩やかな場所を好む。特に、ヨシやコウホ

実験に用いた 2 個体に共通して、低層の構造物

ネな抽水植物の多い場所で、1 尾ずつが単独で生（網）に餌が着底した際、捕食時間が大きく延長

息している。このような食性や行動特性をふまえ、する傾向がみられた(図１)。また、中層の構造物（ス

餌は冷凍赤虫（ユスリカ幼虫：約 5~10mm）を解トロー）間を餌が漂う間の捕食時間については、

凍して使用し、実験は個体ごとに実施した。

大きな延長は観察されなかった。これは、着底後の赤虫はほとんど移動しないのに対し、沈降中は2-2. 実験環境

構造物間を大きく移動し、オヤニラミが餌を発見

水槽には 30cm 水槽を使用し、水温は恒温室で 25

しやすい状況にあった為と考えられる。この結果〜28℃に設定した。構造物には上述の生息環境をから、設置した構造物は、捕食時の物理的な妨げ勘案し、底質やヨシ帯などのモデルとして、樹脂になることより、餌を発見し難くする効果がある製の網とストロー組み合わせた構造物を作成した。

と思われる。

-1-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

図１．環境 A においての 2 個体の捕食時間

図２．環境 B においての 2 個体の捕食時間

Mann-Whitney の U 検定

Mann-Whitney の U 検定

P<0.001

図３．環境 C においての 2 個体の捕食時間
Mann-Whitney の U 検定

P<0.001

図４．環境 D においての 2 個体の捕食時間

P<0.001

Mann-Whitney の U 検定

P=0.4964

3-2.個体差について
統計的検定により、A~C の環境下において、個体

境は、捕食能の個体差を軽減し、多くの個体が共Y の捕食能力が高いということが示された。また、存できる空間を提供すると思われる。

低層、中層に構造物が存在する環境 D においては、
中層の構造物密度が増加すると、X,Y の捕食能力は共に低い値となり、両者に差が見られなくなるということが判明した（図４）。この実験から、空間構造が複雑化することで、捕食能力の個体差が減少することが、明らかになった。すなわち、水草の生える、凹凸の大きな川底などの複雑な環

-2-

一般講演

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外来魚オオクチバスの根絶を目指した
年間漁獲量の推定と利用法の提案※

毛利淳志(大阪府立大学 理学部）・谷田一三（大阪府立大学 理学系研究科）

１．はじめに琵琶湖における各成長段階の生存率と個体数

全国各地で北米原産の外来魚であるオオクチを調べるために、堅田漁業協同組合で漁獲されたバスの分布域拡大と、それに付随する在来生物のオオクチバスの個体調査を行った。調査は、2011

減少が問題となっている。各水域で駆除・制御が年 6 月〜12 月間に 10 回、合計 481 匹のオオクチ

行われているが、根絶させた水域は皆無に近い。

バスを個体計測した。その調査により得られたデ本研究では、琵琶湖におけるオオクチバスの個体ータから、各成長段階の生存率と個体数を求めた。

群存続可能性分析を行い、漁獲圧を組み込むこと

琵琶湖におけるオオクチバスの個体群動態をで根絶を目指した目標年間漁獲量を推定した。

解析し、図に表した(図 1)。この図を基に、琵琶

琵琶湖では各水域において駆除・制御が行われ湖におけるオオクチバスの個体群存続可能性分ているが、継続的な活動は難しく、莫大な費用も析のプログラムを統計ソフト R を用いて作成し、問題になっている。ちなみに、堅田漁業協同組合

プログラム内に漁獲圧を組み込んだ。漁獲圧を変(滋賀県・琵琶湖)で漁獲されたオオクチバスは 4

動させることで、根絶させるために必要な年数・円/kg で水産加工会社に引き取られ、畜水産物の漁獲量をシミュレーションによって推定した。シ

餌料や農業肥料の原材料として利用されている。

ミュレーションには、繁殖率、推定生息量、年間本研究では、駆除されたオオクチバスからタウリ

漁獲量、各成長段階の生存率と個体数のデータがンとコラーゲンの抽出実験を行い、それらの利用必要である。繁殖率は文献のデータを、推定生息可能性を検討した。また、オオクチバスを食物と量と年間漁獲量は滋賀県水産課のデータを、各成して利用する方法についても研究した。本研究の長段階の生存率と個体数については前記の個体

目的は、根絶を目指した目標年間漁獲量を推定し、調査で得たデータを使用した。

漁獲したオオクチバスの価値を高める利用法を各漁獲圧における個体群動態の変動をグラフ

提案することで、オオクチバス駆除活動の強化をに表した(図 2、図 3、図 4)。その結果、毎年、そ図ることである。

の年毎の推定生息量の 35%(初年度の目標年間漁2．研究内容・方法とその結果

獲量は 131.04t)の漁獲を続ければ、50 年以内に琵

(1)根絶を目指したオオクチバスの目標年間漁獲琶湖に存在するオオクチバスを根絶させること量の推定が可能であるという結果が導き出された。

N1
卵

a1-2

N2

a2-3

0歳

N3
1歳
F1

a3-4

N4
2歳

a4-5
F2

N5
3歳

a5-6
F3

N6
4歳

a6-7
F4

N7
5歳

a7-8
F5

N8
6歳

a1-2～a9-10・・・生存率
F1～F7・・・繁殖率
N1～N10・・・各成長段階の個体数
図 1.琵琶湖におけるオオクチバスの個体群動態

-3-

a8-9

N9
F6

7歳

a9-10
F7

N10
8歳

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集①タウリン抽出実験：タウリンは肝臓機能向上・
血圧低下作用などの効果があるため、機能性素材

300000000

0-year1-year2-year3-year4-year5-year6-year7-year8-year

100000000

Stage Abundance

500000000(2)価値を高める利用法の検討としての応用が期待できる。オオクチバスの腹身200g からタウリンの熱水抽出実験を行った。抽出した粗粉末量は 2.8g と少量で、かつ純度も相当低いと思われるため、産業利用としては不適であると判断した。
②コラーゲン抽出実験：コラーゲンは細胞培養の0足場などの医療用素材として利用されている。オ
0

2

4

6

8

オクチバスから採取した鱗 5g を用いて、Ⅰ型コ

10

Year

ラーゲンを抽出した。抽出したⅠ型コラーゲンは

図 2.個体群動態の変動(漁獲圧＝0%)

繊維化しなかったため、抽出段階で変性したと考えられる。現時点では医療用素材としての利用はしている例があるため、適切な抽出方法を見つけ出せば、オオクチバス鱗由来コラーゲンも利用可能になるかもしれない。
③食物資源利用実験：実際にオオクチバスを調理

6000001000000

オなどの鱗からコラーゲンを抽出して産業利用することにより、オオクチバスを食物資源として利用するときに留意する点を考察した。また、キャットフード利用も検討した。食物資源利用によ

200000Stage Abundance

1400000

不可能である。しかし、ティラピアやマツカサウ
0-year1-year2-year3-year4-year5-year6-year7-year8-year

り、価値を高めることは可能であると考えられる。

0

この結果から、新しい利用法によって得られる価
0

10

20

30

40

値を試算した。その結果、従来の肥料利用よりも50

15.06 倍もの価値増加率を算出することができた。

Year

図 3.個体群動態の変動(漁獲圧＝20%)

3．考察
除活動について考察した1000000

昨年度のオオクチバスの年間漁獲量は 74.4t であり、本研究で推定した目標年間漁獲量と比較す
ると約 0.57 倍の量である。根絶を目指すために、一刻も早く漁獲圧の増加を行い、推定生息量に対して 35%近い漁獲圧を毎年かけるべきであると考えられる。

2000006000000-year1-year2-year3-year4-year5-year6-year7-year8-year

本研究で行った食物資源利用による価値増加率の計算から、従来の肥料利用と比較して 15.06

0Stage Abundance

1400000

行った 2 つの研究から、今後のオオクチバス駆倍もの価値を算出できることがわかった。本研究
0

10

20

30

40

50

で提案した価値を高める利用法を適用し、そこでYear得た利益で駆除費用を強化し、駆除活動を強化し

図 4.個体群動態の変動(漁獲圧＝35%)ていくことが根絶を目指す上で重要である。

-4-

一般講演

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Annual variability of biomonitoring metrics: a 10-year case study ofbenthic macroinvertebrates in a Japanese mountain stream※

Rodnie William P.; 谷田一三（大阪府立大学・理学系研究科）
metrics under near natural conditions in a
mountain stream. The proximate objectives
were: 1) to describe the trends of long-termchanges of metrics under near natural
conditions; 2) to assess the annual variabilityof every metric over ten years.

1. Introduction
Biological monitoring can be defined as thesystematic use of biological responses toevaluate changes in the environment with theintent to use this information in a quality
control program (Matthew et al., 1982). The
usage of living organisms in evaluating the
freshwater ecosystems have various benefits
over traditional chemical and microbial water
quality analyses because they live almost
continuously in the water and react to allenvironmental
stressors
includingthesynergistic combinations of pollutants.
Benthic macroinvertebrates are themost popular and generally used organisms infreshwater biomonitoring because they
comprise of a diverse assemblage of long-lived
and sedentary species which respond strongly
and constantly to anthropological effects on
the freshwater ecosystems. Metrics whichsummarize the characteristics of aquatic
invertebrate communities are commonly used
to assess the condition of freshwater
environment.
In the application of biomonitoring,
the natural variability of metrics, or thevariability without anthropogenic impact isassumed to be less than that caused by
disturbance or restoration project (Mazor etal., 2009). However, the long-term annual
variability of commonly used metrics undernatural conditions has not been well studied instream ecosystems (Jackson and Füreder,
2006; Mazor et al., 2009). Biomonitoring
programs
areunabletoattribute
improvements or deteriorations in ecologicalconditions to human interventions without
sufficient understanding of annual variability
under natural conditions.
Consequently, the overall objective of
this present study was to better understandlong-term annual variability of biomonitoring

2. Methods
Benthic macroinvertebrates were collected byusing Surber Sampler every spring from 1991
to 2000 at Takami Stream in Nara Prefecture(Figure 1). Six replicates from 3 sampling
points (each with upper and lower substratelayers) in riffle areas were inspected for eachyear. All benthic macroinvertebrates wereidentified to the lowest taxon as possible andenumerated.
Metrics:taxonrichness;
Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera(EPT) index; biological monitoring working
party (BMWP) score; and average score pertaxon (ASPT) were then calculated.

Figure 1 Sampling site at Takami Stream.
In order to describe the trends oflong-term changes of metrics, the following
methods were carried out: a) graphicalanalysis of metrics (metrics were plottedagainst years to assess trends); b) One-way
ANOVA (to test significant annual difference ofeach metric); c) correlation tests where therelationships between metrics and climatic
variables such as precipitation, temperatureand El Niño-Southern Oscillation were tested.

-5-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

As for the evaluation of annual variabilityof every metric over 10 years, the coefficientsof variation (CVs) for each metric across years
were also calculated.
3. Results and Discussion
A total of 30,602 individuals and 111 taxa ofbenthic macroinvertebrates from 60 samples
collected at fast riffle areas were identified inthis 10-year study. The data collected werethen used to calculate the biomonitoring
metrics.
Taxon richness and EPT index (Figure 2)
demonstrated an increasing trend from 1991
to 2000, but the value of both metrics
decreased slightly in 1995 and 1998. The
BMWP score also showed an increasing trend
from 1991 but it dropped in 1995 which later
gradually increased again after 1995 (Figure 3).
On the other hand, ASPT exhibited a rather
stable trend over the 10 years but slightly
dropped in 1998 (Figure 4). There was astatistically significant difference in all themetrics values when they were compared
between years.
From the correlation tests, only EPT
index showed significant negative association
with total 6-month precipitation prior to eachsampling (r = -0.655; P = 0.040). This
association seems to suggest that precipitation
might be a major factor of variability in thebenthic macroinvertebrates community at
Takami Stream under near natural condition.
As for the annual variability of metrics,
all metrics showed low variability (EPT index:
18.99%; BMWP score: 17.73%; Taxon richness:
15.51%; ASPT: 3.15%).
The high scores of metrics (Taxon
richness: 37 – 70; EPT index: 22 – 50; BMWP
score: 113 – 215; ASPT: 7 – 7.83), the generally
increasing but stable trends and the overall
low annual variability of metrics demonstrated
the stability and effectiveness of these metrics
in biomonitoring and also indicated thepotential of Takami Stream to be as areference site for future biomonitoring
programs in central and western Japan.

Figure 2 Taxon richness and EPT index.

Figure 3 BMWP score for each year.

Figure 4 ASPT value during the 10-year study.
4. References
Jackson, J. K. and Füreder, L., 2006. Long-term
studies of freshwater macroinvertebrates: areview of the frequency, duration andecological significance. Freshwater Biology
51, 591-603.
Matthews, R. A., Buikema, A. L. J., Cairns, J. J.
and Rodgers, J. H. J., 1982. Biologicalmonitoring: Part IIB – Receiving system
functional methods, relationships andindices. Water Research 16, 129-139.
Mazor, R. D., Purcell, A. H. and Resh, V. H.,
2009.
Long-term
variabilityinbioassessments: a twenty-year study fromtwo
northern
California
streams.
Environmental Management 43, 1269-1286.

-6-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

Isolation and characterization of microsatellite markers from the genome of
mayfly Rhithrogena japonica and their application in population analysis .
*Erandi PATHIRANA1, Eman M. ABBAS1, Atsushi TAKAYANAGI2,3, Yasuhiro
TAKEMON4, Kazumi TANIDA1, Nobuyoshi SHIMIZU3, Mikio KATO1
1

Department of Biological Science, Graduate School of Science, Osaka Prefecture
2

University, Japan.

Department of Molecular Biology, Keio University School of3

Advanced Research Center for GSP, Keio University, Japan.

Medicine, Tokyo, Japan.
4

Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Japan【Introduction】

clones were sequenced by using ABI377 andMicrosatellites are short, tandem repeats of DNA

ABI3730 DNA Sequencers (Applied Biosystems),

sequence. The high allelic variation in mostandmicrosatellites

preliminary

facilitates

thecomparison

of

the

microsatellites

wereidentified.

A

population

analysis

was

then

conspecificconducted in a local population of R. japonica

populations. Objectives of this study were isolationfrom Kii-Nyugawa in 2005, to estimate the allelicand characterization of microsatellites in thevariation of two microsatellite loci (Rja130 andgenomeU´eno

Rja18-1) identified in this study. Thereafter, thetoidentify

microsatellites of Rja18-1 locus of 8 local

microsatellite

markers,

populations [(Kii-Nyugawa in 2004 (n = 32), 2005

subsequent characterization of genetic structure of(n = 30), 2007 (n = 33); Kumogahatagawa-Oiwa in

local populations of R. japonica and finally the2008 (n = 32), Takatokigawa (Shiga Prefecture) inanalysis of genetic distance between populations to2008 (n = 24), Kamitakogawa (Nara Prefecture) in

evaluate the effect of geographic distance, physical2009 (n =barriers and time on the population genetic

upstream (Nara Prefecture) in 2009 (n = 32) andstructure.

Asahikawa - Asahi Dam downstream (Narapopulation

geneticofRhithrogena(Ephemeroptera:
suitable

structureinjaponica

Heptageniidae)

polymorphic

16), Honzawagawa - Oosako Dam

Prefecture) in 2010 (n = 58)] of R. japonica were【Materials and Methods】

amplified by PCR. The resulting DNA fragments

Adult R. japonica individuals collected fromwere fractionated on a denaturing polyacrylamide

Kii-Nyugawa (a tributary of Kinokawa, Wakayama

gel and the alleles were characterized. Pairwise

Prefecture) in 2005 and Kumogahatagawa-Oiwa (acomparison of genetic difference was performed

tributary of Kamo River, Kyoto Prefecture) inby Genepop version 4.1 (Rousset, 2008). The

2008 were used as source genomic DNA for

genetic distance between each pair of population

isolation of microsatellite loci. Genomic DNA

examined in this study, was assessed by a programfrom Kii-Nyugawa was digested with EcoRI

gendist incorporated in PHYLIP version 3.66

restrictionfrom(Felsenstein, 2006). The genetic relationships of

Kumogahatagawa-oiwa was digested with TaqI

the populations were visualized by TreeView

restriction

version 1.6.6 (Page, 1996).

enzymeenzyme.

while
The

that

resultingrestriction

fragments were ligated into pUC19 to transform E.
coli strain JM109. The recombinant plasmids were

【Results and Discussion】

then cloned and subsequently probed with labeled

Isolation of repetitive elements ----- We havetotal genomic DNA and the labeled DNA

identified a total of 60 positive clones, so far, byfragments containing (CA)25 repeats. The positive

probing with labeled total genomic DNA. Results

-7-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

of sequencing revealed 2 single nucleotide
and

pure

PCR-amplified fragments from Rja130 locus weremicrosatellites[(CT)26, (GA)19, (GA)26, (AGAC)19,

highly variable; i.e., ranging from about 200bp toand (TCTCTG)31] and 1 compound microsatellite

more than 800bp. The alleles were observed in[(GA)22.(CAGAGA)31], each in a distinct clone.

most of the individuals from Kii-Nyugawa,

The

Kumogahatagawa-Oiwa

repeats[(A)23(A)25],

microsatellite

5

all alleles are not characterized yet, as thesequencesappearin

andTakatokigawa

GenBank/EMBL/DDBJ

InternationalDNA

populations, with high polymorphisms, while theDatabases

accession

numbers

locus could be amplified by PCR in only 1, 3 andHM059683, HM059711, EU827088, EU827089,

16 individuals of Honzawagawa, Kamitakogawa

HM059697, FJ826510, FJ826512 and FJ826511,

and Kumanogawa populations, respectively.

under

the

respectively. The other positive clones carried
either a minisatellite sequence or an A+T-rich【Conclusions】

region. Interestingly, the (CA)n dinucleotide repeat

Eight microsatellite sequences in total werewhich is one of the most abundant microsatellites

isolated from the genome of R. japonica so far, andin the human genome and many other genomes,

Rja18-1 and Rja130 loci were identified as suitable

was not identified in R. japonica, in the present

polymorphic markers. Allelic frequency of thestudy.

Rja18-1 locus was maintained in Kii-Nyugawa

Evaluation of polymorphic microsatellites ----- The

population through the years (2004, 2005 andpreliminary analysis demonstrated a high degree of2007), meaning that the population has not beenpolymorphism in both Rja130 and Rja18-1 loci, in

substituted by others within the period examined

the Kii-Nyugawa 2005 population. Forty different

and the repeat numbers were stable during

alleles(FJ826512,

transmission. Genetic differences revealed by(TCTCTG)n) and 31 different alleles for Rja18-1

Rja18-1 polymorphisms in certain population pairs

locus (EU827088, (CT)n), were observed in 30

may have occurred owing to the impaired genetic

individuals,

flow between populations as a result of geographic

at

the

Rja130locus

respectively.

Thus,

Rja130and

Rja18-1 loci were tentatively identified as suitablemicrosatellite

markersin

thisdistance and physical barriers.

study.

Characterization of genetic structures of local R.
locus,

Felsenstein, J. (2006) PHYLIP version 3.66.

demonstrated a significant difference between

Distributed by the author. Department of2008 Kumogahatagawa-Oiwa population with all

Genome Sciences, University of Washington,other R. japonica populations examined. The 2004

Seattle, USA.

japonica

andpopulations

2005

using

Kii-Nyugawa

Rja18-1【References】

populations

were

Rousset, F. (2008) Genepop'007: a complete

significantly different from Honzawagawa andre-implementation of the genepop software for

Kumanogawa

Windows and Linux. Mol Ecol Resour. 8,

populations,

Kumogahatagawa-Oiwa

and

in

additionto

Takatokigawa

103-106.

populations. Interestingly, there were no significant

Page, R.D.M. (1996) TreeView: an application todifferences among the Kii-Nyugawa populations

display phylogenetic trees on personalcollected in 2004, 2005 and 2007. Meanwhile,

computers. Comput Appl Biosci 12, 357-358.

Kumanogawa population did not demonstrate any
significant difference with Honzawagawa andKamitakogawa populations though the rivers were
geographically apart. With regard to Rja130 locus,

-8-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

日本版平均スコア法の紹介と展望
谷田一三（大阪府立大学大学院理学系研究科）
１．はじめに水質などの河川環境を、生物的にモニタリングする重要性は、世界的にも広く認められている。化学
的分析、生物学的アセスメント、バイオアッセイは、
欧米などの先進地域では、水評価の基本の三本柱となっている。日本においても、1960 年代に津田が名著「汚水生物学」や「水生昆虫学」において、欧米の生物モニタリングの手法を導入した。津田松苗とその学派は、おもに河川の肉眼的（大型）ベントスを使って「河川の指標生物学」を展開した。また、
渡辺仁治などは、珪藻などの藻類を対象生物に採用した。しかし、化学分析が公定法・法制化されているのに対して、生物学的アセスメントなどの公定化は遅れている。
津田などの河川底生動物の生物モニタリングの手法は、おもに２つの方向に展開した。一つは、津田がドイツで学んだ「腐水階級」による 4 階級の判定法で、各階級の指標種を選定し、出現種から水質階級を判定する方法である。もう一つは、「ベック・津田法」と呼ばれる米国のシステムで、汚濁耐性種と非汚濁耐性種を区別し、スコア（1 と 2）を与え、合計の点数を水質スコアとする手法である。
前者の方法は、現在も「水生生物による簡易水質調査」として、環境省と国土交通省の主導のもとに、全国的に展開されている。後者のベック・津田法は、
津田らがまとめた水生昆虫の成書「水生昆虫学」の普及とともに、研究者、自治体の水質管理者などに、広く使われるようになった。
欧米では、腐水階級法の改良や新規の生物指標の開発など、河川ベントスを用いた水質の迅速評価法
Rapid biotic assessment 、 生 物 モ ニ タ リ ン グ
Biological monitoring の手法の開発が進められていたが、日本では渡辺などの珪藻を用いた水質評価法（DAIpo）を別にすれば、河川水質の指標生物学は停滞して感は免れない。
腐水階級法の改良として、御勢などは欧州の水質判定法であるゼリンカマルバン法やパンテルバック法の導入を試みた。ベック・津田法などに比べて格段に改良されていたが、定着しなかった。

な方法が開発されてきた。研究者の数だけ指標があるとか、米国では州ごとに違っているなどを評されることもある。
種レベルの分類の必要な指数、個々の種の個体数の計数の必要な指数、各種類汚濁耐性などの特性の必要な指数など、要求されるレベルも様々である。
アウトプットについても、階級を判定するものと点数を示すものとに大別される。ここでは、イギリス
で最初に検討され、世界的に広く使われる傾向にある BMWP スコア法(Biological Monitoring Working
Party Score System)の日本版を中心に紹介することにする。この方法は、河川の肉眼的（大型）底生動
物を対象とし、分類同定については科レベルまでで、個体数の計数は行わずに、科の存否だけを使って、スコアを算出する。
肉眼的無脊椎動物の採集にはＤフレームネットと呼ばれる定性的な採集器具（メッシュは 0.5 ㎜）を用いて、河川の瀬において一分間のキック法を 3 回繰り返して、一つのサンプルとする。科レベルの種
類の数え落としのないように採集し、実験室で実体
顕微鏡などを用いて同定する。
評価には次に示したスコア表を用いて、平均スコア（ASPT: Average Score per Taxon）を計算する。
出現した科のスコアを合計し、それを出現科数で割るという単純なものである。それぞれの科のスコア
は 1〜10 であるので、平均スコアもその範囲の値をとる。出現頻度の高い、コカゲロウ、シマトビケラ、
ユスリカなどの科などのスコアが、6 から 7 程度と比較的低いために、水質の良好な地点でも平均スコ
アも 8 程度を超えることは少ない。
3．問題点と展望
この日本版平均スコア法は、1996 年に環境省の作業部会によって提案された。スコアの制定にあたっては、当時の先進的な地方自治体の研究者が参画し、それなりの科学的基盤に基づいてスコアを決め、採集法を規格化した。しかし、一般市民などを対象にした「水生生物による簡易調査法」は、環境省と国
土交通省の統合版も作成され、毎年数十万人の参加を見る帆と普及したのに対して、この平均スコア法
は暫定版にとどまり、全国的には展開しなかった。
一昨年からは、講演者も含めた環境省の委員会で、

２．日本版平均スコア法
河川生物を使った河川環境判定法には、実に様々

-9-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

改訂が議論されている。また、科レベルの肉眼的ベントスの分類法なども含めて、開発を進めている。
この講演では、科ごとの個々のスコアについての問題点とともに、将来の課題や展望も含めて紹介する。
4．主要参考文献
津田松苗（1962）水生昆虫学．北隆館．
谷田一三（2010）河川環境の指標生物学．北隆館．
表 改訂スコア表（環境省案 2012）

family/group

科など

スコア案

Brachycentridae

カクスイトビケラ

10

Uenoidae

クロツツトビケラ

10Limnephilidae

エグリトビケラ

8

Apataniidae

コエグリトビケラ

9

Goeridae

ニンギョウトビケラ

7

Lepidostomatidae

カクツツトビケラ

9

Sericostomatidae

ケトビケラ

9

Leptoceridae

ヒゲナガトビケラ

8

Lepidoptera
Crambidae

チョウ目
ツトガ科

7

Coleoptera

甲虫目

Dytiscidae

ゲンゴロウ

5

Gyrinidae

ミズスマシ

8

Hydrophilidae

ガムシ

4Psephenidae

ヒラタドロムシ

8

Dryopidae

ドロムシ

8Elmidae

ヒメドロムシ8

Lampyridae

ホタル

8

Ephemeroptera

カゲロウ目

Shiphlonuridae

フタオカゲロウ

8

Dipteromimidae

ガガンボカゲロウ

10

Ameletidae

ヒメフタオカゲロウ

8

Isonychiidae

チラカゲロウ8Heptageniidae

ヒラタカゲロウ

9

Baetidae

コカゲロウ

6

Leptophlebiidae

Dipteraハエ目

トビイロカゲロウ

9

Ephemerellidae

Tipulidae

ガガンボ

8

マダラカゲロウ

8

Caenidae

Blepharoceridae

アミカ

10

ヒメシロカゲロウ

7

Potamanthidae

Psychodidae

チョウバエ

1

カワカゲロウ8

Ephemeridae

Simuliidae

ブユ

7

モンカゲロウ

8

Polymitarcidae

Chironomidae

ユスリカ（腹鰓なし）

6シロイロカゲロウ

8

Chironomidae:
Chironominii

ユスリカ族（腹鰓あり）

1

Odonata

トンボ目

Calopterygidae

Tabanidae

アブ

6

カワトンボ

6

Epiophlebiidae

Athericidae

ナガレアブ

8

ムカシトンボ9Gomphidae

サナエトンボ7

Cordulegasteridae

Tricladida

ウズムシ類

オニヤンマ

3

Dugesidae

サンカクアタマウズムシ

7

Plecoptera

カワゲラ目

Nemouridae

オナシカワゲラ

6

Capniidae

Pleuroceridae

カワニナ

8

クロカワゲラ9

Perlodidae

Basommatophora

アミメカワゲラ

9Perlidae

Lymnaeidae

モノアラガイ3カワゲラ

9Chloroperlidae

Physidae

サカマキガイ1

ミドリカワゲラ

9

Hemiptera

Ferrissidae

カワコザラガイ

2

カメムシ目

Aphelocheiridae

Planorbidae

ヒラマキガイ2

ナベブタムシ

Megaloptera

Corbiculidae

シジミガイ

3

ヘビトンボ目

Corydalidae

Oligochaeta

ミミズ綱（エラミミズ）

1

ヘビトンボ

9

Oligochaeta
Hirudinea

ミミズ綱（その他）
ヒル

4
2

Trichoptera

トビケラ目

Stenopsychidae

ヒゲナガカワトビケラ

9Crustacea

甲殻類

Philopotamidae

カワトビケラ9Gammaridae

ヨコエビ

8

Psychomyiidae

クダトビケラ8

Anisogammaridae

キタヨコエビ8

Polycentropodidae

イワトビケラ9

Pontogeneiidae

アゴナガヨコエビ

8Hydropsychidae

シマトビケラ

7

Asellidae

ミズムシ

2

Rhyacophilidae

ナガレトビケラ

9

Potamidae

サワガニ

8

Hydrobiosidae

カワリナガレトビケラ

9Glossosomatidae

ヤマトビケラ9

Hydroptilidae

ヒメトビケラ4

Phryganopsychidae

マルバネトビケラ

6

Phryganeidae

トビケラ

8

Mesogastropoda

Veberoida

7

-10-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

藻類光合成系の強光に対する反応※

奥村亮・広谷博史（大阪教育大学）▼最 大 量 子 収 率 （Fv/Fm）の時 間 変 化

1. はじめに

野 外 調 査 と同 様 にQuenching Analysisで行 った。

藻類は光合成によって，湖沼における一次生産物を作り出し，物質循環における重要な役割を担っている。

明 条 件 のインキュベーターから取 り出 した状 態 を始

この生産活動は水質や光環境から，大きな影響を受けめに，強光 照 射開始 から10，35，60，80，100，120

ると考えられる。近年，強光に対する藻類の環境応答が分 後 に最 大 量 子 収 率 （Fv/Fm）を測 定 した。この操着目され，強光ストレスに対する防御機能など，様々な作 をC. vulgarisと藍 藻 は2連 ，微 小 の藻 類 は3連 で藻類の生理作用が解明されてきている。しかし，この強行った。

光ストレスが自然環境下に生息する藻類に，どの程度▼熱 放 散 （NPQ）と実 効量 子 収 率 （ΦII）の測 定影響を与えているかは，不明なことが多い。そこで，パ同様にQuenching Analysisで行った。明条件のイン

ルス変調クロロフィル蛍光法 (PAM 法) を用いて，強光

キュベーターから取り出した状態を測定し，強光照射開ストレスが藻類の光合成反応に与える影響を，野外調始から60分後に再び測定した。C. vulgarisと藍藻は2連，査と室内実験の両方から検討することを目的として本研

微小の藻類は3連で実験を行った。

究を行った。

3. 結果と考察
2. 材料と方法

3.1 野外調査

2.1 野外調査▼最大量子収率（Fv/Fm）と水温の経月変化

調査は奈良県香芝市にある農業用ため池，旗尾上池

旗尾上池では水温が30℃近い値となった夏季に，と旗尾下池で 2010 年 1 月から，2011 年 12 月にかけて

Fv/Fmの低下が見られた。これは強光ストレスによる，行った。下池のみ夏季に藍藻類が多く見られた。

光合成反応の阻害が起きたためと考えた。また，水温が10℃以下の冬季にも，Fv/Fmの低下が見られたのは，

試料水500mLを遠心分離（1880×g，15分間）で約10mLに濃縮したものを試料とした。これをパルス変調ク

低温ストレスによる影響だと考えた。

ロ ロ フ ィ ル 蛍 光 測 定 装 置 (PSI, FLUOROMETER

旗尾下池では，上池で見られたようなFv/Fmと水温のFL3500) を用いて測定した。測定方法はQuenching

関係は見られなかった。これは，旗尾下池に強光耐性

Analysisを使用した。この他に，水温を測定した。

を持つ，藍藻類が多く存在したためと考えた。しかし，低2.2 室内実験

温ストレスに対しても耐性があるかは報告されておらず，

LED電球を光源に用いて，Chlorella vulgaris，微小の関係はわからなかった。

藻類，藍藻に強光を長時間照射し，パルス変調クロロフ▼最大量子収率（Fv/Fm）と熱放散（NPQ）の関係

ィル蛍光測定を行った。C. vulgarisは12h明-12暗，旗尾上池，下池ともに，Fv/FmとNPQに対数的な関係

25℃，25µmol/m2sに設定したインキュベーター内で，が見られた（図1）。このことから，旗尾上池と下池では，MBM液体培地にて培養した。微小の藻類は，2011年

光エネルギーを光合成に多く利用しているときほど，熱12月12日に旗尾上池表層水を採取し，それを7枚重ねとして多く放散していると考えられた。この熱によるエネたガーゼで濾過することで得た。この藻類は細胞径1～

ルギーの放散は，余剰エネルギーを散逸させる，光合4µmの藻類である。これをC. vulgarisと同様に培養した。

成反応の防御機能だという報告がある。よって，旗尾上

藍藻は旗尾下池で，藍藻が多く見られた2010年9月29

池，下池においても，熱放散が防御機能として働いてい日に採取し，C. vulgarisと同様に培養した。

るのではないかと考えられた。

▼ 強光照射方法

3.2 室内実験▼C. vulgarisにおける光合 成 反 応 の変 化

試料を入れたフタ付きガラス容器を3つ重ね，光源の下に静置した。これにより，異なる光量子密度の強光が

Fv/Fmは時間変化と共に，強光環境ほど低下した試料に照射されるようにした。照射される光量子密度は，（図2）。特に1200µmol/m2sでは，640，120µmol/m2s

光源に近いものから1200µmol/m2s ，640 µmol/m2s，に比べ，大きくFv/Fmが低下した。また，12002µmol /m 2 s では，Fv/Fmは低下し続けたが，640，

120µmol/ m sとなった。

-11-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集▼強 光 下 の藍 藻 における，光 合 成 反 応 の変 化
640 ， 120µmol/m 2 s で は ，Fv/Fm は ほ と ん ど 変 化 しなかったが，1200µmol/m 2 sでは大 きく低 下 した。このため，耐 性 のある藍 藻 でも，強 光 ストレスにより光合 成 反 応 の阻 害 が起 きたと考 えられた。同 様 に60分 後 の変 化 をみると，C. vulgarisと同 様 に，全 ての強 光 環 境 でΦIIに変 化 はなかったが，NPQ値 は全 て低 下 していた（表 1）。このことから，藍 藻 ではすべての強 光 環 境 下 で，Fv/Fmの低 下 による光 防 御 機 能が働いていると考えられた。

図 1 旗尾上池と下池における，Fv/Fm と NPQ の関係

表 1 強光照射 60 分後の，光合成反応の変化

120µmol/m2s では60分以降ほとんど変化しなかった。

（↑は増加，↓は減少，数値はその変化値を表す）

このことから，強光照射から60分後の光合成反応の2変化を詳しく調べた結果，NPQは1200 µmol/m s とC. vulgaris

2

Fv/Fm

640µmol/m sの間で，増減に変化があった（表1）。しかし，全 ての強 光 環 境 でΦIIに変 化 は見 られなかっ2た。 これらのことから，640,120µmol/m sの強光環境

では，熱放散が防御機能として，よく働いたためNPQ

NPQ

ΦII

2

1200µmol/m s↓-0.21↓-0.36

変 化 なし640µmol/m 2 s↓-0.12↑+0.15変 化 なし120µmol/m 2 s↓-0.08↑+0.19変 化 なしが増加したと考えた。また，1200µmol/m2s の強光環

微 小 の藻 類

境では，熱放散による防御機能が追いつかないほどの 阻 害 が 起 き た と 考 え た 。 つ ま り ， 1200 と

Fv/Fm

NPQ

ΦII

2

↓-0.15↓-0.87

変 化 なし2↓-0.18↓-0.95↓-0.082↓-0.04↓-1.30変 化 なし1200µmol/m s

640µmol/m2s の強光環境の間で，熱放散NPQの上

640µmol/m s

昇から，最大量子収率Fv/Fmの低下へと，強光ストレ120µmol/m s

スへの対応が変化していると考えられた。
▼微 小 の藻類 における光合 成 反 応 の変 化
2

藍藻

2

1200µmol/m s ， 640µmol/m s に お け る ， Fv/Fmの低 下 は同 じ程 度 であった。C. vulgarisと同 様 に，

Fv/Fm

NPQ

ΦII

2

↓-0.15↓-0.28変 化 なし2↓-0.07↓-0.21

変 化 なし2↓-0.03↓-0.05変 化 なし1200µmol/m s

強 光 照 射 60分 後 の変 化 をみると，NPQ値 は全 て低640µmol/m s

2

下 し，640 µmol/m sの強 光 環 境 だけΦIIに変 化 が120µmol/m s

あった（表 1）。このことから，C. vulgarisとは異 なる
光 合 成 反 応 を行 っていると考 えられたが，詳 しくはわからなかった。

4. まとめ

旗尾上池と下池において，最大量子種率（Fv/Fm）と熱放散（NPQ）に，対数的な関係が見られた。



室内実験において，C. vulgaris は 1200µmol/m2sと 640µmol/m2s の間で，強光への対応が変化していると考えられた。



室内実験において，藍藻では全ての光環境で，最大量子収率（Fv/Fm）の低下による防御機能が働いていると考えられた。

図 2 C .vulgaris における Fv/Fm の時間変化

-12-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

摂南大学から広がるビオトープネットワーク※

山下大地・志女木優平・小笠原祐・石田裕子（摂南大・理工）

１．はじめに:寝屋川市内には市名の由来になのビオトープ見学会などで利用されている．まった一級河川寝屋川が流れており，農業用水路

た，我々の研究室では「寝屋川再生ワークショ

も市内を網の目状に流れている．これらはかつップ」などの淀川水系での流域連携に関する活て水が汚れ，防災上コンクリートで覆われフェ動にも参加しており，地域住民と意見交換を行

ンスで仕切られたことによって，人がふれあう

い，より良い水辺空間の整備を検討することがことができなくなった．しかし，寝屋川本川にできる．学内から学外の小・中学校まで，水路おける環境整備として，せせらぎ公園，幸町公

を通じて池田地区のビオトープネットワーク

園など自然に触れ合いやすい場所が整備されが形成されており，地域の交流が広がっている．

た．公共下水道の普及，クリーンリバー作戦の２．研究の目的:本研究では学内ビオトープの継続等，昔の川の姿を取り戻したいという多く

現状調査を行い，特性を活かした維持管理をすの人々の活動が実を結び，以前に比べて水質がることで問題点の改善と今後の管理方法・利用かなり改善されてきた．寝屋川市民の活動は，方法を見出すことを目的とした．さらに，放置E ボート乗船等河川に親しむ活動，魚の生息状されているビオトープの整備を行い，現状を把況や植生環境を調べる活動等多岐にわたり，効握し問題点の改善を行った．

果的な河川利用を行ってきた．今後も様々な活動を情報発信し，実践を通じた交流活動を行う
ことで，地域コミュニティの活性化や再生につなげることが大切である．
全国的な学校ビオトープ整備の機運と相まって，寝屋川市内でもいくつかのビオトープが整備されている．その嚆矢となったのは，2002
年に完成した点野小学校ビオトープである．続
いて，2003 年には友呂岐中学校ビオトープが完成した．摂南大学ではこれまで卒業研究の一環として，隣接して流れる寝屋川第四水路を利用して学内に北ビオトープ（現存せず），南ビ
オトープ，北西ビオトープを創出した．さらには，学外にも寝屋川市立桜小学校横水路のビオ
トープ，寝屋川市立第二中学校のビオトープを創出した．2011 年度には，水路は違うが同じ
淀川の水を水源とする寝屋川市立池田小学校の水辺ビオトープを再生させた．本学のビオト
図‑1 池田地区のビオトープ配置図

ープは，環境工学実験などの授業や，市民向け

-13-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

研究の対象としたビオトープは，いずれも淀川

DO(mg/l)から引いた水路を水源としており，生物が自由

16.0
14.0
12.0
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0

に出入り出来る設計になっている（図‑1）．
３．研究内容3.1 維持管理:寝屋川流域を再現した北西ビオ

北西ビオトープ
第４水路（南）第４水路（北西）
11.06.07
11.06.17
11.06.28
11.07.08
11.07.19
11.07.29
11.08.09
11.08.19
11.08.30
11.09.09
11.09.20
11.09.30
11.10.11
11.10.21
11.11.01
11.11.11
11.11.22
11.12.02
11.12.13
11.12.23
12.01.10
12.01.20
12.01.31

トープは寝屋川第四水路からポンプによって

南ビオトープ

水を汲み，浄化水槽を通って池へと流すシステ

日付

ムであり，整備を怠るとポンプやフィルターが詰まりオーバーフローしてしまう．浄化水槽の図‑2 DO（mg/L）の測定結果

フィルターを洗い，溜まったヘドロはスコップ

表‑1 北西ビオトープにおける昨年度とでかきだす．取り出したヘドロは乾燥させて土

今年度の水質（平均値）に返すようにしている．より親水性の高い空間

気温（℃） 水温（℃）
18.7
18.3
19.8
18.0

pH EC(mS/m) DO(mg/L) DO(％) COD(mg/L)
7.51 22.90
6.57 69.88
7.52
7.71 17.17
7.35 72.66
5.98

を目指すためには，特に遊歩道空間の草刈りが

昨年度
今年度

必要である．また草刈りは整備の目的のほか，

3.4 桜小学校横ビオトープの整備:寝屋川市立

刈った葉や枝を土に還し本来生育を期待する

桜小学校横の水路を利用したビオトープは，植物に養分を行き渡らせる目的もある．一方，小学校のほか，家電量販店，運送会社の駐車場

果樹園を中心とした南ビオトープは里道と接に囲まれた敷地にあるため，危険が多く，人がしており，一般市民の方々も利用しているため，近づきにくいという問題点がある．本年度は，草刈りも重要なメンテナンスであると考えら放置されていたビオトープ内の景観を整える

れる．ビオトープ内の果樹などは，採光を考えために草刈りを行い，遊歩道空間をつくった．

て枝や葉を切る．水辺空間は止水域であるためさらに自然の川をイメージした水辺空間を作

ヘドロが溜まりやすい．定期的に清掃をするこり整備した．この空間には今後ポンプを使い，とで水環境を改善し，水生生物の多様性効果を

水を流す予定である．駐車場を経由せずにビオ上げることを目的としている．

トープに入れる歩行橋を作成し，ビオトープの3.2 生物調査:本年度は，北西ビオトープでは入り口に扉を作成することで，駐車場との繋が10 種，南ビオトープでは 11 種の魚類が確認さりを薄くした．扉には竹を張りつけ，存在感がれた．本年度，北西ビオトープの植生の種数があり目立つようにした．

昨年より減少していることが確認でき，マンリ

４．結論:学内ビオトープは地域の人との触れョウ，ユズリハ，クチナシなど計 8 種の植生を合いや，環境教育の場として利用されているこ

摂南大学枚方キャンパス薬草園から移植し，常とから十分機能していると言える．今後も現状

緑樹 36 種，落葉樹 29 種，草本類 65 種となっ調査をしながらそれぞれの特性を活かして維た．南ビオトープでは常緑樹 20 種，落葉樹 18持管理することが望ましい．摂南大学のビオト

種，草本類 36 種が確認された．

ープは，水路を通じた池田地区のビオトープネ

3.3 水質調査:DO は各ビオトープより寝屋川ットワークの拠点となっている．さらに，ビオ

第四水路が高かった（図‑2）．北西ビオトープ

トープづくりを通して，大学生が地域をつなぐは表‑1 に示すように，昨年より今年の水質がネットワークの核となっており，今後も継続し良くなっている．

て活動することが期待される．

-14-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

琵琶湖北湖における水循環時の均一水質値を用いた長期水質変動の把握※木村隆太・石田裕子・中室克彦（摂南大・理工）
1.はじめに：近年，地球温暖化や都市化によし水質が均一になる月の平均水質を用いる

る気温の上昇が大きな社会問題になっていことによって，琵琶湖北湖の長期にわたる水る．気象変動に関する政府間パネル（IPCC）

質成分の挙動を評価しうるか否かについてによれば，地球全体の気温が産業革命以降，解析を行った．

100 年間で 0.6℃上昇している．一方，日本
においても，この 100 年間で約 1℃の気温上

2.解析方法：国土交通省琵琶湖河川事務所か昇が認められている．地球温暖化の影響は，ら，1974 年 1 月から 2010 年 3 月までの安曇

気候変化による気温上昇等がもたらす氷河

川沖中央地点（図‑1）において，入手可能なの後退，海水の膨張による海面水位の上昇や，

水深 5, 10, 20, 35, 50，約 60m の水深別水質デ

洪水と干ばつの激化などの具体的な事例のータを収集し解析した．また，琵琶湖北湖のほか，陸地，海洋，淡水の生き物，人間生活

表層 20 カ所の定点の水質データを用いた．

への影響なども報告されている．水環境への琵琶湖北湖の水温上昇による水質に及ぼす影響としては，気温上昇に基づく河川や湖沼

影響を長期にわたり検討するため，pH，DO，の水温変化も報告されており，水温上昇は水BOD，COD，総リン，総窒素の水質成分の質だけではなく，生態系へ影響を及ぼす事も挙動を評価するための解析方法として A〜D

懸念されている．生態系に対する影響としての 4 つの手法でエクセルを用いて解析した．

は，熱帯性キノコの北への拡大，各地のソメ

A. 1 年のうち水温が均一となる月を選

イヨシノの開花の早期化や，温帯や熱帯性魚択した時の平均水質を用いる解析方類の北上など多くの報告がなされている．ま法

た，琵琶湖においても地球規模の温暖化が，B. 2 月の平均水質を用いる解析方法

湖水の水温に大きな影響を及ぼすことが予C. 2 月の琵琶湖北湖の表層 20 地点の平測されている．特にこれは，水循環に対する

均水質を用いた解析方法影響で，湖底の低酸素化が危ぶまれる．琵琶D. 水深別水質成分の[総重量(mg)/総容湖は年 1 回循環湖であり，春から夏にかけて量(m3)]算出方式による平均水質解析

表層の水が温められるが，深層の水は冷たい

方法

ままである．冬期には酸素を多く含んだ表層の水は冷やされ重くなり，深層に沈み込む．
この循環で一気に深層の酸素濃度が回復するため，「琵琶湖の深呼吸」と呼ばれる．そのため，暖冬の場合は深呼吸が不完全になり，湖底が酸欠状態に陥ると考えられている．このような地球温暖化が及ぼす影響に関する報告は認められているが，温暖化による河川や湖沼の水温への影響に関する研究はほとんどなされていないのが現状である．我々はすでに琵琶湖北湖の安曇川沖中央地点（図‑1）における，1974 年から 2010 年までの 35
年間の気温と水温の関連性を検討し，水温上昇を示すことを明らかにした．そのため今回
は，水温上昇による水質に及ぼす影響を評価するための解析方法について，湖水が水循環-15-

図‑1 測定地点

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

3.結果および考察：琵琶湖北湖の水温上昇がすることのできない COD は増加したと考え水質に及ぼす影響を 把握するために，水温られる．また，pH，DO， 総窒素，総リンおよび水質成分の経月的な垂直分布についについて同様の解析を行った結果，pH 以外て検討した．図‑2 より安曇川沖中央地点にの DO，総窒素，総リンの 30 年間の挙動は 4

おける 1〜3 月の水温の垂直分布が，いずれつの解析方法で類似した結果になった．

の深さにおいても均一になることが認められる．

図‑3 4 つの解析方法を用いた COD，BOD の経年変化
図‑2 2010 年における水温の垂直分布

4.まとめ：1 年のうち水温が均一となる月を選択した時の平均水質値が，琵琶湖北湖の代

この事実は琵琶湖北湖の水循環が一巡した

表値として用いることが出来るか否かの信ことをあらわしていることが考えられる．水頼性を確認する検討を行った．すなわち，水深別水温分布が均一となる月における水深

深別水温が均一となる月の平均水質値と，安別水質が一定の値を示すならば，表層水だけの測定で琵琶湖北湖の水質を示すことが考えられる．30 年間の水温変動を A〜D の 4

曇川沖中央地点の 2 月の水深別水質成分の平均値，琵琶湖北湖約 20 地点の表層平均値，（総重量（mg）/総容量（m3））算出方式につの手法を用いて比較検討すると，30 年間

よる平均水質を用いる値の 3 つの解析方法のいずれの挙動も類似していることを示しを用いて得られた，pH，DO，COD，BOD，た．この結果から，A の手法は， 30 年間の総窒素，総リンの挙動を比較検討した．その長期にわたる水温の挙動を解析するための結果，pH 以外の水質成分はこれら他の 3 つ

1 つの手法となりうることが考えられた．

の評価方法において類似した結果になった

BOD と COD において，4 つの解析手法によため，琵琶湖北湖の水温および水質成分の数り検討した結果（図‑3），30 年間の BOD と十年間の長期にわたる挙動を解析するため

COD の挙動が類似していることが示された．

の 1 つの方法となりうることが認められた．

そのため，琵琶湖北湖の長期にわたる BOD

1 年のうち水温が均一となる月を選択したと COD の挙動を把握するために，A の手法

時の平均水質値が琵琶湖北湖の代表値としが有効であることが認められた．さらに，こて用いることが出来ると仮定したことで，琵

れらの結果は，30 年間で BOD が減少するの

琶湖北湖の表層水の採水のみで，深層までのに対し，COD は増加傾向を示す興味深い結

水質成分も把握することが可能であること

果となった．おそらく下水道処理において活が認められた．そのため採水に手間が省くこ性汚泥法で処理された BOD は減少し，処理とができ省コストで調査することができる．

-16-

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琵 琶 湖 湖 心 に お け る Chlorophyll d 含 有 シ ア ノ バ クテ リア

Acaryochloris spp. の鉛直分布※

成田隆造（京都大・総人）・大久保智司（京都大・院・人環）・石川可奈子（滋賀県琵琶湖環境科学研究センター）・宮下英明（京都大・院・人環）
１．はじめにAcaryochloris spp. は, Chlorophyll d (Chl d) をもつ唯一の生物であり, 単細胞楕円球形のシアノバクテリアである。Chl d を有することから, 波長
700-750 nm の遠赤色光を用いた酸素発生型光合成を行うことができる。これまで Acaryochloris spp.の

35.55

N4

35.45

35.35

35.25

35.15

ニッチとしては例えば群体ボヤの下面バイオフィル
ムなど, 遠赤色光の優勢する環境が知られており,これらのことから Chl d をもつことの適応的意義は
遠赤色光を利用した光合成をすることによってニッ

35.05

はっけん号
34.95
135.8 135.9

136136.1 136.2 136.3

図-1．琵琶湖湖心における採水地点

チを獲得できる点にあるとされてきた。しかし当研究室で行われた琵琶湖北湖湖心部での鉛直方向にお調整した DNA 溶液を鋳型として real-time PCR をける植物プランクトン群集構造解析では, 成層期を行い, Acaryochloris spp. の 16S rDNA のコピー数,

中心に, 遠赤色光が到達しない水深 40 m 以深から及び シアノバクテリア/葉緑体の 16S rDNA のコピ

Acaryochloris spp. が検出された。これは, Chl d を

ー数をそれぞれ深度別に定量し, 鉛直分布を求めた。

もつことが必ずしも遠赤色光を用いることに有利に

また上述の DNA 抽出法とは別に, ISOPLANT II

働いていないことを示唆した。そこで本研究では琵

(Nippongene) を用いて GF/F フィルター1/4 程度か

琶湖北湖湖心部の鉛直方向における Acaryochloris

らも DNA 抽出を行い, PCR-DGGE 法を用いて深度別にspp. の量的分布を調べ, ニッチを明らかにするととAcaryochloris spp. の系統型を比較した。

もに, その光環境及び, Acaryochloris sp. が利用

細胞の吸収・励起スペクトルについては, 琵琶湖する光を計測することにより, Chl d を有することから分離された Acaryochloris sp. 琵琶湖株(図-2)の ほ か , シ ア ノ バ ク テ リ ア Synechocystis sp.

の適応的意義を解明することを目的とした。

PCC6803 及び珪藻 Aulacoseira granulata を用いて
２．方法

比較した。

2011 年度の夏期（7,8,9 月）に琵琶湖北湖の湖心観測点 N4(図-1)において深度別採水を行うとともに,湖水中の物理・化学的環境の観測および下方放射ス
ペクトルの計測を行った。採取した湖水は研究室へ持ち帰り, 各深度の湖水それぞれ 1 L ずつを GF/F フ
ィルターを用いて濾過し, 実験に用いるまで-20℃で保存した。
DNA 抽出には EZ-Beads (AMR Inc.)を用い, 細断した GF/F フィルターをチューブに入れた後, 酸性フェノール中で 30Hz, 640 秒のビーズ破砕を行った。有機相から溶出させた DNA は, クロロホルム-イソアミ
ルアルコール(24:1)を用いて精製した後, イソプロ
パノール沈殿を行い, TE バッファー(15.625% ホル
図-2. Acaryochloris sp. 琵琶湖株

ムアミド, pH 8.0)に溶解した。

-17-

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３．結果と考察については, 湖底直上(深度 91 m)であること及び,9/14 における浮遊性 Acaryochloris spp. 及びシシアノバクテリア/葉緑体の検出量も 70-80 m に比べ

アノバクテリア/葉緑体 16S rDNA の鉛直方向の量的て高いことから, 沈降した細胞もしくは湖底から浮分布を図-2 に,鉛直方向の物理化学的観測データを遊したものを検出していると考えられた。この傾向

図-3 にそれぞれ示す。

は 7 月, 8 月にも見られ, 層成期には温度躍層の上方と深水層の異なる深度域に浮遊性 Acaryochloris

Cyanobacteria/Chloroplasts 16S rDNA (copies/L)
0.0E+00

1.0E+072.0E+073.0E+07

4.0E+07

5.0E+07spp. がニッチをもつことがわかった。

0

次に, 浮遊性 Acaryochloris spp. のニッチであ10

る 10 m 以 深 の 下 方 放 射 ス ペ ク ト ル 及 び ,Depth (m)1525

Acaryochloris sp. 琵 琶 湖 株 , Synechocystis sp.
PCC6803, Aulacoseira granulata の吸収スペクトル,

30

励起・蛍光スペクトルを図-4 に示す。

20

09/14/201140: Acaryochloris sp. Lake Biwa
: Synechocystis sp. PCC6803: Aulacoseira granulata

50

Cyanobacteria/Chloroplasts

80
90
0

500
1000
1500
Acaryochloris spp. 16S rDNA (copies/ L)

2000

図-2．Acaryochloris spp. 及びシアノバクテリア/
葉緑体の鉛直方向における量的分布(9/14)
2.0

Chl a (µg/L)
3.0

1.0

5.0

6.0

0.0

Temp (℃), Turbidity (FTU), DO (mg/L), pH
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0

30.0

0

4.0

励起・蛍光

0.008

20m

0.006
0.004
0.002

25m

0.000

30m
500

600
Wavelength (nm)

700

800

400

500

600
Wavelength (nm)

700

800

射スペクトル(9/14), 右: 各細胞の吸収スペクトル

Chl a (µg/L)と励起・蛍光スペクトル20

Depth (m)

16m

0.0
0.01

図-4. 左： 琵琶湖湖心部における水面下の下方放10Temperature (℃)

この結果から, Acaryochloris sp. はソーレー帯30においても 450 nm 付近に他の藻類とは異なる吸収を

40

pHもち, その光を効率的に光合成に用いていること,

50

また, 水中において遠赤色光は表層付近で消失し,DO(mg/L)

60
70

Turbidity
(FTU)

80
90
115.0

0.1

0.05

400

0.0

Relative

Acaryochloris spp.

70

吸収

12m

0.15

Relative

Downwelling spectral irradiance (µmol photon m-2 s-1 nm-1)

0.2

60

120.0

125.0
130.0
Cond25C (µs/cm)

水深 10m 以深では波長 450-600 nm の青緑色光が優Cond25C(µs/cm)

勢していることがわかった。水深 30 m 以深のスペク
トルは検出限界以下であった。

135.0

以上の結果から, 琵琶湖湖心の水深 10-20 m に存140.0

在する浮遊性 Acaryochloris spp. は他の藻類が効

図-3．鉛直方向の物理化学的観測データ (9/14)

率的には利用できない波長 450-500 nm の光を効率的に用いてニッチを獲得していることがわかった。こ

図 -2,3 に 示 さ れ る よ う に , 成 層 期 に お い てれは, Chl d を有することの適応的意義が, 遠赤色

Acaryochloris spp. はクロロフィル極大よりやや深光を用いるだけでなく, 波長 450-500 nm の光を吸く温度躍層の上方にあたる水深 10-20 m 及び, 深水

収・利用しニッチを獲得できる点にあるということ層にあたる水深 40-50 m の異なる深度にそれぞれを示唆する。

分布が見られた。40-50 m については, 密度躍層のまた, 異なる深度域に見られる Acaryochloris

存在も認められず, またシアノバクテリア/葉緑体

spp. はそれぞれ系統型が異なることも示唆されての検出量も上方に比べて高くないため, 何らかの要おり, 海産性のシアノバクテリア Prochlorococcus

因で滞留しているものとは考えられず, 従って, 富sp. で知られている強光適応型や弱光適応型などの浮遊性 Acaryochloris spp. のニッチは水深 10-20 m,

環境型に分化している可能性が示唆されている。

40-50 m にあると考えられた。90 m に検出したもの

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琵琶湖砂浜帯における堆積物間隙水の生元素化合物の分布特性
天橋望・辛賢善・三田村緒佐武（滋賀県立大学

湖沼環境実験施設）

フィル a 濃度を測定した。また、堆積物内の付着

1. はじめに水域と陸域が接する水陸移行帯は双方の物質

藻類の光合成速度と光合成活性を実験室で測定

循環機能を持ち合わせている重要な場である。特した。さらに、基質の違いによる影響や濃度変動に砂浜帯は、波浪等の物理的変化により表面水がに対する生物的作用を検証するために、分画した

地下浸透する過程において物質の濾過や吸着な堆積物や滅菌した堆積物に湖水を流動させ、流出どの作用を引き起こす。また、多くの底生生物が前後の生元素化合物の濃度を比較した。

堆積物と水の境界である堆積物間隙を生育・生息の場とし、微小生物による栄養塩の除去や有機物分解などの生物化学的作用が間隙水の水質形成に重要な役割を果たすことが知られている。
波浪に伴う堆積物間隙水の鉛直混合は、堆積物内の付着藻類などの生物の分布にも影響を与えることが指摘されている。浅水域における付着藻類の多くは底泥の表層数 mm 以浅に生息するが、砂質堆積物には、砂の表面に付着する種だけでな
く、砂粒の間隙を鉛直移動する滑走性の付着珪藻が優占しやすい。このような砂浜帯における付着藻類の分布特性が堆積物間隙水の水質形成に影響を与える可能性が高い。
本研究は、琵琶湖砂浜帯における堆積物間隙水

図 1. 調査地と調査定点の生元素化合物の分布とそれに影響を及ぼす因子を明らかにすることを目的とした。

3. 結果と考察
琵琶湖砂浜帯における陸域定点の堆積物表層

2. 材料と方法の間隙水では、湖水の 73–95％の溶存酸素濃度が本研究は、琵琶湖東岸の砂浜帯において粒度維持され、波浪によって常に湖水が浸透すること（粒径）組成の異なる 3 地点を調査地とした。2011
年 3 月と 8 月に、各砂浜帯の堆積物の乾燥（水分）の程度が異なる陸域（L10）、汀線（LW）、水域

で酸素が供給されやすいと考えられた。また、汀
線・水域定点では、調査月によって湖水が流動する深度や栄養塩の濃度変動に違いがみられた。例（W20）の 3 定点で、堆積物深度 0 cm から 50 cm

えば Sta. 2 では、3 月には堆積物間隙水のアンモまでの間隙水を 10 cm ごとに採取した（図 1）。間

ニア態窒素濃度は低く維持されていたが、8 月に隙水の採取にはエアーストーンを設置した塩化は溶存酸素濃度の低下とともにアンモニア態窒

ビニールパイプ（内径 16 mm）を使用した。採取

素濃度の増加と硝酸態窒素濃度の減少を示した

した間隙水および琵琶湖沿岸水について、水温、（図 2）。また、調査日以前の 2 週間の平均風速は

電気伝導度、pH、溶存酸素、栄養塩類、溶存有機

3 月で 1.0–5.4 m、8 月で 1.8–2.9 m であった。した

炭素の濃度を測定した。また、2011 年 7 月、8 月

がって、風速の強い日に波浪による湖水の堆積物

および 10 月には、砂浜帯の 3 定点において堆積

間隙への浸透が促進されたことで、堆積物間隙水物の柱状試料を採取し、粒径、強熱減量、クロロ

における栄養塩濃度の物理的な希釈や溶存酸素

-19-

一般講演

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が微生物による取り込みや硝化作用によって減
少し、硝酸態窒素として負荷されていることが示唆された。一方で、透水性が低い Sta. 2 の堆積物
深層では、比較的浅い層で還元層が形成されやす
く、硝酸態窒素の濃度が著しく減少することを示した。
堆積物内の付着藻類の現存量は砂礫質の Sta. 1と Sta. 3 の堆積物で 0.01–0.47 μg/g、細〜中砂質のSta. 2 の堆積物で 0.01–1.43 μg/g であり、粒度の細かい砂質の砂浜では、深い層においても付着藻類
図 2. Sta. 2 の堆積物間隙水におけるアンモニア態・亜硝酸態・硝の現存量が高く維持される傾向を示した（図 4）。

酸態窒素の鉛直分布. 上図が 3 月、下図が 8 月の結果を示す.

堆積物表層における付着藻類の光合成活性は Sta.
1 で 0.9–12.0 mg C/mg chl.a/h、Sta. 2 で 2.5–9.7 mgの供給をもたらし、微生物活性を高めることでア

C/mg chl.a/h、Sta. 3 で 0.2–4.9 mg C/mg chl.a/h と測

ンモニア態窒素などの栄養塩の取り込み効果を定され、広範囲に変動することを示した。これは、高めた可能性が示唆された。

波浪による撹乱や付着基質の不安定性などの条堆積物深層における栄養塩類の濃度変動は調件が付着藻類の分布に影響を及ぼした結果であ査地によって異なる傾向を示した（図 3）。地点にると考えられた。

よる違いは主に堆積物の性状が影響すると予測される。堆積物の粒度組成は Sta. 1 では主に粒径2 mm 以上の礫、Sta. 2 では主に粒径 0.25–0.5 mmの中砂、Sta. 3 では粒径 0.063 mm 以上の様々な粒径の砂礫で構成されていた。Sta. 1 と Sta. 2 の堆積物では、有機物量の指標となる強熱減量の深度による変動はほとんどなく、この 2 地点における間隙水中の栄養塩濃度の違いは粒度による影響を受けやすいと考えられた。つまり、透水性の高い

図 4. 堆積物試料におけるクロロフィル a 濃度の鉛直分布. *はク

Sta. 1 の堆積物深層では、アンモニア態窒素濃度

ロロフィル量（クロロフィル a＋フェオ色素）に占めるクロロフ
ィル a の割合が 30%以下であることを示す.

4. まとめ波浪による湖水の堆積物間隙への浸透は、湖水の栄養塩濃度を低下させる効果よりも堆積物からの溶出による影響を緩和させる効果の方が大きいことが推定された。砂浜帯では、波浪による撹乱等の条件により、付着藻類は増殖しにくい環境であるが、一部の透水性の低い堆積物で構成される砂浜帯では、生産性の高い堆積物層が存在し、比較的浅い層で酸化層から還元層に移行することで硝酸態窒素の損失先としての働くことのできる場であることが示唆された。

図 3. 堆積物間隙水におけるアンモニア態・亜硝酸態・硝酸態
窒素の鉛直分布. 上から Sta. 1、Sta. 2、Sta. 3 の結果を示す.

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中途停滞水域の形成によるケイ素濃度の変容※

下妻史乃(京都大学院・人間・環境学)・杉山雅人(京都大学院・地球環境学堂)
出は、以下の前提の基に成立する。1) BSi は鉱物由

１．はじめに
人間活動の活発化が、河川環境や水質に影響を及来の Si(Lithogenic Silica: LSi)と比較して速やかにぼしてきた。これらの事象の一つに、いわゆる『シ抽出されること 2) 懸濁物中の Al は全て鉱物由来でリカ欠損』がある。
『シリカ欠損』とは、ダム新設にあること 3) LSi:Al 比は常に一定でゆるやかにアルより河川流程中に中途停滞水域が形成され、ケイ素

カリ抽出されること。これらの前提から、Al を横軸濃度が低下することである。

に、Si を縦軸にプロットした図において、アルカリ『シリカ欠損』の概要は以下の通りである。ダム

抽出値とアルカリ融解値を直線で外挿し、y 切片を新設により河川水が滞留し、中途停滞水域が形成さBSi とした(図 1)。

れる。懸濁物がダム湖内に沈降・堆積する。すると

本研究では、この二点法を琵琶湖堆積物である

表層の濁度が低下し、光条件が改善される。このこ

JLk-1(産業技術総合研究所)に適用した。アルカリ抽とにより、ダム湖内で植物プランクトンによる基礎

出は 0.2 mol/l NaOH 溶液を用い、85℃浸漬で加熱生産が活発化し、栄養塩が消費される。そのため、した。アルカリ融解は 10％Na2CO3 を使用した。

ダム下流域への栄養塩供給量が減少する。栄養塩の本研究の対象地点は、50 年前の小林(1961)の報告中でも特にケイ素は、珪藻類に取り込まれ不定形 Siと比較して、溶存態 Si 濃度の減少がみられた木曽川の殻を形成する。これを Biogenic Silica(BSi)という。

と、その濃度に変化のない長良川とした。木曽川にこの BSi は生物分解を受けず、無機化学的溶解によは本流河川に多数のダムがあり、長良川には最下流り水中へと回帰する。そのため、他の栄養塩の N・に堰があるだけでダムはない。主に溶存態 Si、BSi、P と比較してダム湖底に貯留されやすい。この結果、

そして LSi について測定した。

ダム下流域の栄養塩組成が変化し、河口・沿岸域における生物群集の種遷移を引き起こす。例えば、植３．結果と考察物プランクトン優占種が珪藻類から非珪藻類へと変JLk-1 をアルカリ抽出した結果を図 2 に示した。

遷する。この非珪藻類は、赤潮を引き起こす種が多抽出初期に傾きが高いのは、BSi による影響と推定いことから、問題視されている。

された。しかし、BSi が完全に抽出された後も、しかし、河川水中の栄養塩組成の変動は、単一ダ

LSi:Al 比は抽出時間に伴って 2.04 から 4.25 へと変

ムのみによるものではなく、集水域全体の複合的河化した(図 2)。また、アルカリ融解により求めた全

川環境の変化が原因であるという意見もある。また、

Si:Al 比は、3.00 であった。アルカリ抽出時間によ

生物ケイ素測定方法上の問題もある。そのため、『シ

り Si:Al 比が変化すると、その点を通る直線の外挿

リカ欠損』に対する統一的な結論は未だ得られてい値も変化する。よって、二点法ではアルカリ抽出のない。よって、本研究では、生物ケイ素測定法の確抽出時間に大きく依存するため、算出する BSi 濃度

立を行うと共に、シリカ欠損を検証するため河川のに誤差が生じやすいことが示唆された。すなわち、水質調査を行うことを目的とした。

実際の BSi 濃度より、低く見積もってします可能性が高いことが示唆された。

２．方法

よって、1 つの試料に対して連続的に抽出を行う

BSi の測定に、アルカリ抽出とアルカリ融解の二連続的アルカリ抽出法というものを考案し、個別抽点法が適用可能かを検討した。二点法による BSi 算

出との相関を取った。個別抽出とは、従来から行わ

-21-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集れてきた、試料を抽出時間毎に用意してアルカリ抽

表 1：小林(1961)の報告出する方法のこととした。この連続的アルカリ抽出
法と、個別抽出には Si と Al のどちらにも良い相関小林(1961)
Si 濃度(μmol/l)
Si 総量(kt/y)
懸濁物量(mg/l)関係が得られた。従って、均一な試料を多数採取するのが困難な懸濁物試料に対しても、アルカリ抽出

木曽川
257
821
4.3

長良川
201
238
7.2

表 2：下妻(2012)の報告法を適用することが可能となった。

下妻(2012)Si 濃度(μmol/l)
Si 総量(kt/y)
懸濁物量(mg/l)

連続アルカリ抽出法により、最適な抽出条件を選定するために、試料中の Si と Al 濃度が明確な鉱物
試料と珪藻試料を用意した。鉱物試料には標準岩石

木曽川
198
758
4.1

長良川
220
380
13.5

試料の JG-2(産業技術総合研究所)を、珪藻試料にはChaetoceros calcitrans(WDB 環境バイオ研究所)を使用した。鉱物試料をアルカリ抽出した時の Si:Al
比は 3.02 で一定、珪藻試料中の Si 濃度は 1.60
mmol/g であった。よって、外挿する直線の傾きが3.02、y 切片が 1.60 となればよい。鉱物試料と珪藻試料を 1:1 の割合で混合し、擬似的に懸濁物試料を作成し、これを混合試料とした。これに 120〜300
分アルカリ抽出を行った場合、直線の傾きは 3.39、
図 1：二点法の原理

y 切片は 1.58 とよい一致を示した(図 3)。従って、
本 研 究 で は ア ル カ リ 抽 出 法 の 条 件 を 、 0.2
mol/lNaOH を使用し、85℃で 120〜300 分加熱する
ことに決定した。
上述の連続的アルカリ抽出法を適用し、木曽川および長良川の生物ケイ素濃度を測定した。ダムの上下流において、BSi 濃度の顕著な変化は観測されなかった。この時、木曽川においては N や Si と比較して、P 濃度が極端に低かった。そのため、ダム湖
内では P 涸渇状態であり、基礎生産は非常に低いと推定された。同時に、クロロフィル濃度も低いこと

図 2：JLk-1 アルカリ抽出結果(◆：0-20 分，が確認されている。

■：40-480 分，▲：720-1440 分)

溶存態 Si 濃度は、ダムを有する木曽川では 50 年
前と比較して減少し、ダムのない長良川では変化はなかった(表 1,2)。また、Si 総量およびの Si の供給源となる懸濁物量もそれぞれ変化した。これは、ダム湖に懸濁物が沈殿・堆積し、水との接地面積および時間が減少したためと推定された。従って、『シリカ欠損』を議論する際には、珪藻による生物学的要因だけではなく、物理・化学的要因も考慮に入れるべきである。

図 3：混合試料のアルカリ抽出結果

-22-

一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

びわ湖の深呼吸の仕組み
酸素の会

堤

康郎

1. はじめに

また、沿岸の水塊は、水深が浅いために北西

びわ湖北湖深底層の溶存酸素（以後「酸素」の季節風を受けて鉛直方向に混合しやすく、沖という）濃度は、春から夏にかけて水温が成層合の水塊と比べて比較的酸素を多く含む冷水

すると上層から酸素が供給されなくなり徐々となる。この水塊は、密度流になって底に沿っに減少する。秋から冬にかけて湖面が冷えると、て流れ深層に酸素を供給する。この底層での沖上層の水は、対流によってその下層の水と混合に向かう流れは、表層での岸方向への流れの反しながら、しだいに深い層まで達するようにな

流として発達する。

る。そして、湖底近くに残るわずかな水温成層

このように主に２つの仕組みで深層にもたらも寒波の到来により破られ、深底層の酸素濃度

される酸素の単位体積内での収支により、濃度は一気に回復する。岡本巌氏は、この湖底で 1は増減すると考えた。

年に 1 回起きる現象を「びわ湖の深呼吸」と名付けられた。

3. 方法

今回、水質自動測定施設のデーターを中心に

滋賀県立衛生環境センター（現滋賀県琵琶湖

解析することで、びわ湖の深呼吸の仕組みにつ

環境科学研究センター）から提供を受けた水質

いて新たな知見が得られたので報告する。

自動測定施設・琵琶湖北湖湖心局（以後 St.Nという）1998 年度の水温、溶存酸素濃度、消散

2. 深層水の酸素濃度変化の仕組み

係数のデーターのうち、冬季に注目して解析し図 1 は、冬季において深層にある単位体積をた。また、同機関が測定された月 2 回の琵琶湖想定し、その酸素濃度の変化の仕組みをイメー

水深別水質調査結果および滋賀県水産試験場

ジしたものである。その仕組みを次のように考の琵琶湖定点定期観測結果についても合わせえた。酸素を多く含む表層の水塊は、冷やされて解析した。図２に観測地点の位置を示す。

て沈降しその下層の比較的温かい水塊と混合してその水温を下げる一方、下層の水塊の一部は沈降水と入れ替わりに上昇する。このような現象が次々と下層に向かって繰り返され深層に酸素を供給する。

図２

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調査地点位置図

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日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

4. 結果(1) 冬季における St.N の水質変化
図３は、1998 年度冬季における St.N の表層、中層および深層の水質変化を表したものである。12 月から 1 月にかけて、表層水はその下層の水と混合しながら急速に冷えてゆき、やがて中層の水温と同じになる。この時、中層で酸素濃度の回復が見られる。その後、両層の水は等温層の増加により比較的ゆっくり冷え、2 月
初旬ついに深層と同水温になる。さらに、2 月
5 日以降、欠測を挟んで、水温はさらに下がる。
この時の彦根における気象の様子を図 5 に示す。2 月 3 日から 5 日にかけて強い冬型の気圧配置となり、西北西の風が強く吹いて冷え込み
大雪になった。平均気温は 2 月 4 日に-2.1℃を記録し、最大風速と降水量のピークは 2 月 3 日(2) 深呼吸前後の水質の変化であった。

そこで、深呼吸前後を拡大した図を作成してここで一つの疑問が生じる。2 月 5 日以降の詳しく調べてみることにした（図 4）。深層での水温の急激な低下と酸素の回復にずれがある

深呼吸は 2 月 1 日から始まり、4 日には完成すことである。つまり、これまでこの急激な水温る。その期間は、全層で水温がほぼ同じになっ低下により深呼吸が起こったと考えていたが、た期間でもある。これは、水温の均一化により

2 月 4 日に水温が全層で同じになった時に、深対流による上下（縦方向）の混合が促進され、層の酸素回復はすでに終わっていたのである。

酸素を深底層まで行き渡せたためと考える。
次に、欠測を挟んで 7 日に起きた水温の低下
は、深層ほど大きく上層では小さい。一方、酸

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一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

素濃度は全層でほぼ同じ値で上がり、消散係数

布はそれまでと違う形を示し、表層から深層にの増加は深層ほど大きく（濁りが大きく）、表

かけてゆるやかに低下し、その割合は深層ほど層では小さい。

大きい。一方、酸素濃度は全層が同じように右これらの現象はどう説明ができるだろうか。

にずれて増加し、消散係数は中層から深層にか

まず、深層の水温低下は表層の水温の方が高い

けて増加している。この現象は、形から見ても、ため、表層からもたらされたものではない。つ先の上下混合とは別の仕組みで起きたのでは

まり、縦方向の混合ではない。沿岸の水質は沖ないかと推測させる。

と比べて低水温、高酸素濃度、高濁度水とする

さらに、2 月 7 日以降の変化を見るために図と、岸側から水塊が流入してきたと考えるのが７を作成した。7 日以降、水温は深層に低水温

妥当であろう。

を残したまま全層で上昇した。酸素濃度は深層(3) 水質の鉛直分布から考えるの値はあまり変わらず中層、上層で逆に減少し、この考えをさらに検討するために、水質の鉛

消散係数は深層ではあまり変化がなかった。こ

直分布図を作成してみた（図６）。1 月 28 日かれらの変化は、深層では沿岸水の影響が残り、ら 2 月 2 日にかけて深層に残る水温成層はしだ

表層、中層では沿岸水の影響がしだいに薄らい

いになくなり、4 日には全層で均一になる。深だと考えると説明がつく。

層の酸素濃度も、深層の水温に成層がある間は(4) 横断観測から沿岸水の水質をさぐる

表層中層に比べて低いが、2 月 2 日には、中層はたして、この時の沿岸水の水質は、予想のと深層水が混合する様子が見られ、4 日にはほとおりだろうか。表 1 に、2 月 15 日の滋賀県

ぼ全層で均一になる。消散係数（濁り）はこの水産試験場の琵琶湖定点定期観測における横間あまり変化がない。

断側線の水質鉛直分布を示す。2 月 15 日には次に、2 月 7 日に注目すると、水温の鉛直分

すでに深呼吸は終わっているが、この時期の沿岸と沖合の水質の様子を表していると考える。
まず、沿岸の水温は 6.5℃と沖合の 8℃に比べて 1.5℃も低い。沖合の St.Ⅳでは表層から深層までほぼ均一であるのに対し、St.Ⅱ、Ⅲでは、底層の水温が上層に比べて低い。これは、沿岸の冷水が底に沿って流れ下っていることを表すのかもしれない。一方、酸素濃度をみると、沖合は 10.5mg/l であるのに対して沿岸は12mg/l と 1.5mg/l ほど高くなっている。これは、北西の風によって水深の浅い沿岸水がよくかき混ぜられ、酸素を多く含んだ結果と考える。
このように、この時期、沿岸には冷水、高酸素水が存在する。濁りの測定はないが、おそら
く底の泥を巻きあげて濁っていると予想する。

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日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集(5) 水深別水質調査結果から考える

次に、北北西の強い季節風により、表層水は

これまでの考察を補強するために、St.N の近東岸に吹き寄せられ、沿岸部の水位はわずかにくで月 2 回行われている琵琶湖水深別水質調査高まった。それとともに、東岸部は遠浅のための結果から、今津沖中央の水温、酸素濃度およ

底まで達する混合が起こりやすく、沖合に比べび SS の観測結果を図示した。
（図 8）水深は約て低水温、高酸素濃度、高濁度の水塊が形成さ90m で St.N よりやや西にあたる地点と思われれた。底層では冷水が密度流となって底に沿っる。SS（懸濁物）は、一般に孔径 0.5〜1μmて流れ始めた。この流れは、表層水の反流としのフィルターを通過せず、フィルター上に残存て、また、沿岸の水位の高まりによる沖方向へする成分と定義され、正確な定量は難しく濁度の圧力勾配によって促進された。
2 月 6 日以降、季節風が弱まることで、沿岸とは比例しないと言われるが、消散係数の代わりに図化してみた。

部に吹き寄せられた湖水は、沖に向かって戻る

まず、1 月 18 日から 2 月 1 日にかけて、深層流れとなった。その流れは全層で起こり、沿岸に残る水温成層はしだいに弱くなり、2 月 15の水質を沖合にもたらした。これは、水温が全

日には全層でほぼ等温になる。深層の酸素濃度層で低下し、酸素濃度は深層だけでなく、全層も水温成層がある間は上中層に比べて低いが、で同じように増加したからである。その期間は、

2 月 15 日には全層でほぼ均一になる。SS は、欠測のため明確ではないが、1、2 日と考える。

1 月 18 日から 2 月 15 日にかけては顕著な傾向

その後、沿岸水の影響はしだいに小さくなっは見られない。

たものの、底層では密度流が存在するため、沿

次に、3 月 1 日の水温分布は、前述の時期と岸水の影響が残った。

はずれるが 2 月 7 日に St.N でみられたものとよく似た形をしている。酸素濃度も全層で同じ

5. まとめように増加している。また、SS も深層で増え

・2 月 1 日から 4 日にかけて起きた「びわ湖のる傾向を示す。両者の時期のずれは、測定間隔

深呼吸」は、強い冬型配置によって引き起こさや地点の違いに起因するのかもしれないが、前れた、主に鉛直方向の混合（上からの酸素供給）

述の結果と同じ傾向を示す。

によって起きたと考えられる。

(6) 考察・2 月 5 日から 7 日にかけて起きた急激な水質以上の結果から、一連の現象を次のように考変化は、沿岸に吹き寄せられていた水が、季節えた。2 月 1 日から５日にかけて強まった冬型

風の弱まりにより、沖合に戻った結果起きたと季節配置で、北湖の水は冷却し、主に縦方向の考えられ、その傾向は深底層ほど大きく、密度混合が促進された。その結果、水温が全層で均流の存在をうかがわせる。この場合の酸素供給一化し、そのことが水質の均一化を促進して深は横方向からの流入が優先したと考える。

底層に酸素を供給した。

・季節風が弱まった後、全層で沿岸水が沖合にむかう流れはこれまで想定しておらず、冬季のびわ湖北湖の流況を考える上で新たな知見となる可能性がある。
・深底層における酸素濃度の年変化を調べると、そのピークは深呼吸直後の 2 月ではなく 3 月である。今回の結果から、縦方向からの酸素の供給だけでなく、横方向からの供給、沿岸水の影
響を入れて、その原因を考察する必要を感じる。
[参考文献]
岡本巌編

湖底の酸素はいま

動態をさぐる−-26-−びわ湖深底部酸素の一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

Closterium aciculare var. subpronum によるバリウム濃縮※

神田航(京都大・総合人間)・池谷仁里（京都大院・人間環境）・宮下英明（京都大院・人間環境）・杉山雅人（京都大院・地球環境）
１．はじめに1992 年 7 月の調査において、それまでの琵琶湖調査では見られなかった湖水表層における溶存態 Ba
濃度の減少が観測された。時期を同じくして琵琶湖水域で、植物プランクトンの緑藻の一種であるミカヅキモ Closterium aciculare var. subpronum (図1)が大量発生した。この時琵琶湖疏水では水の色が緑色に見え、悪臭が問題になるなど当時の新聞でも報道された。
一方で、ミカヅキモは細胞の両末端液胞に硫酸バ
リ ウ ムの 結晶 を 形成 する こ とが 報告 さ れて いる(Brook et al., 1988)。また近年では、放射能汚染の浄化へのアプローチとしてミカヅキモによる Baの取込を利用した放射性元素 90Sr の取込の可能性も議論されている(Krejci et al., 2011)。しかしながら、これらの報告は実際の水圏環境への影響を調べているものではない。
本研究ではミカヅキモが実際の水圏環境へどのよ
うな影響を与えているのか、藻類による Ba や Sr の取込と水中でのそれら元素の濃度変動という地球化
学的な現象の関連について、琵琶湖におけるフィー
ルド観測と、ミカヅキモの培養実験という 2 つの観点から検証した。

た。ミカヅキモは、25℃、12 時間‑12 時間 明暗周期、
光強度 90 µmol/m2・s の人工気象器内で培養した。
実験には培養液交換後 9 日目から 14 日目の対数増殖期の細胞を用いた。Ba 取込検証のために、C 培地に対して Ba を 10 µg/L となるように添加して培養を行った。試験管に培養液を 6 mL ずつ加え、静置培養した。細胞数の計数後、ミカヅキモを含む培養液 5 mLを取り孔径 10 µm のフィルターで自然ろ過し、細胞と培養液とを分離した。培養液に 60 % 硝酸を加え、pH を 2 以下にし、冷暗所で保存した。フィルター上に捕捉した細胞はそのまま乾燥保存し、フィルターごと溶解し、0.5 M 硝酸溶液 5 mL とした。ろ過した培養液と細胞試料溶解溶液の濃度を測定した。
ミカヅキモによる濃縮係数を調べるために、培養には琵琶湖水中の溶存態 Ba、Sr、Ca、Mg 濃度比と等しくなるように、Ba と Sr を C 培地に添加した改変 C培地を用いた。改変 C 培地をガラス瓶に 76 mL 入れ、
ミカヅキモを接種し、7 日間培養を行った。培養液
75 mL をニュクリポアフィルターで自然ろ過し、細胞と培養液とを分離した。前述と同様にして培養液とミカヅキモ試料溶解溶液中の濃度を測定した。
元素濃度の測定は全て誘導結合プラズマ発光分光
分析装置(ICP‑AES)により行った。

２．方法
琵琶湖での採水を、1992 年 7 月、1993 年 6 月に行った。Ie‑1 地点(図 2)で、採水は、およそ 10 m ごとの水深で行った。採取した水は採水後 12 時間以内に孔径 0.4 µm のフィルターを用いてろ過し、溶存態成分測定用の試料とした。溶存成分の損失を防ぐため
少量の 60 % 硝酸を加え、pH を 2 以下とし、溶存態
Ba、Sr、Ca、Mg 濃度を測定した。
琵琶湖のプランクトンによる Ba 取込を調べるた
めに、1993 年 6 月にプランクトンネットを用いて懸濁物質を捕集した。孔径 20 µm のネットで湖水をろ過して試料を採取した。この試料をフィルターでろ過し、乾燥保存した。乾燥重量を測った後、試料を酸分解して溶解させ、Ba、Sr、Ca、Mg、Al 濃度を測定した。
培 養 実 験 は 、 ミ カ ヅ キ モ C. aciculare var.
subpronum を使用した。培養液として C 培地を用い

３．結果と考察Ie‑1 地点における 1992 年 7 月の溶存態 Ba 濃度は表層で大きく減少していた (図 3)。
Ie‑1 地点は琵琶湖の沖中央付近にあり、Ie‑1 地点の植物プランクトンの分布は今津沖中央の植物プラ
ンクトンの分布とほぼ一致すると考えられる。滋賀県琵琶湖環境科学研究センターのデータによると1992 年 7 月 6 日の今津沖中央の C. aciculare の細胞数は 1000 cells/mL であった。したがって Ie‑1
地点の C. aciculare の個体数も 1000 cells/mL であると推測された。
ミカヅキモの Ba 取込を調べた。Ba 10 µg/L 添加 C
培地でのミカヅキモの増殖曲線と培養液中の溶存態
Ba 濃度、懸濁態 Ba 濃度を測定した。琵琶湖の植物
プランクトンと同程度の細胞数になるのは培養実験
6 日目の時であった。
1992 年 7 月の琵琶湖の溶存態 Ba 濃度減少量を

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一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

中層の最大濃度と表層の濃度の差により算出した。
前述の培養実験 6 日目におけるミカヅキモの細胞数と懸濁態 Ba 濃度から 1 細胞当たりに含まれる Ba 量が求められる。したがって、
この 1 細胞中の Ba 量と、先に求めた Ie‑1 地点でのミカヅキモ細胞数を用いて、1992 年 7 月の懸濁態 Ba 濃度を算出した。この値は琵琶湖の溶存態 Ba 濃度減少量の実測値と良い一致を示した。このことは 1992 年の琵琶湖における溶存態 Ba 濃度減少がミカヅキモの Ba 吸収によるものであるということを十分に説明している。
1993 年 6 月のプランクトンネットで捕集した懸濁物質中の Ba、Sr、Ca、Mg、Al 濃度を測定した。これ
らを試料乾燥重量当りの数値に変換し、Al 濃度を用いて地殻由来分を補正した。この補正した値をプランクトン乾燥重量当りの濃度と考え、その濃度と1993 年 6 月の Ie‑1 地点の水深 0 m の溶存態濃度か
ら次式によってプランクトンによる濃縮係数を算出した。

図 1 琵琶湖で採取したミカヅキモ
a: 琵琶湖に生息する植物プランクトン
b: Closterium aciculare var. subpronum

濃縮係数(mL/g)
プランクトン乾燥重量濃度 (µg/g)＝
湖水中溶存態濃度 (µg/mL)
改変 C 培地で 7 日間培養後の培養液、ミカヅキモ
細胞それぞれの Ba、Sr、Ca、Mg 濃度を測定した。懸濁態濃度を試料乾燥重量当りの濃度に変換し、この濃度と培養液の溶存態濃度から上述の式を用いてミカヅキモによる濃縮係数を算出した。
琵琶湖プランクトンの濃縮係数とミカヅキモの濃縮係数は非常に良い一致を見せている。したがって1993 年 6 月のプランクトン濃縮係数は実湖沼での C.
aciculare の濃縮係数を反映していると言える。
本研究結果により、培養実験と濃縮係数の 2 つの観点から、ミカヅキモが 1992〜1993 年に琵琶湖水域
で大量発生したことで湖水の溶存態 Ba 濃度を変化させたことが示唆された。また、ミカヅキモによる濃縮実験から、Ba は高い濃縮係数であったのに対して、Sr の濃縮係数は低く、Ca や Mg とほとんど差がないことが分かった。琵琶湖湖水程度の Ba：Sr：Ca：
Mg 濃度比において、C. aciculare をそのまま湖水中に投入するだけでは放射性元素 90Sr の除去に効果を上げることは困難と考えられる。ミカヅキモ中でBaSO4 結晶と Sr の固溶体形成や共同沈殿を引き起こ
すような処理が出来れば、Ba の濃縮係数の高さから、Sr の除去効果を高めることが期待される。

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図2
琵琶湖観測地点

図 3 1992 年 7 月,Ie‑1 地点における溶存態 Ba 濃度

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日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

琵琶湖水中の水系フミン物質の季節および深度別の変化
高田明弘（神戸大院・農）・※津田久美子（神戸大院・自）*・光嵜克敏（神戸大・農）・白井秀門（神戸大・農）・北野史子（兵庫県立大院・環境人間）・原都（兵庫県立大院・環境人間）・小島礼慈（兵庫県立大院・環境人間）・杉山裕子（兵庫県立大院・環境人
間）・早川和秀（滋賀県琵琶湖環境科学研究センター）・藤嶽暢英（神戸大院・農）＊現所属：草津市役所環境課
１．はじめに
環境基準達成状況の監視という観点において、行政機関では湖沼や海洋の有機物指標として COD（化
学的酸素要求量）が用いられている。
1980 年代から琵琶湖において COD の漸増傾向が報告されている。図‑1 に示すように、易分解性有機物指標である BOD（生物化学的酸素要求量）は減少
しているにも関わらず、難分解性有機物指標である
COD は増加傾向にある。このことから、難分解性有機物の蓄積が推測されている。そして、同様の現象
は日本各地で報告されている。

試料にも適用できる高精度な定量法が確立されていなかったためである。
本研究では、高精度な AHS 定量法を新たに開発し、これを用いて日本の代表的な非有色水系である
琵琶湖における季節および深度別の AHS 濃度を調
査した。
２．方法
１）定量法の開発
AHS の樹脂吸着には、反復実験によるデータ精度の向上をねらうためにバッチ法を採用した。樹脂（DAX-8, Supelco）は、粉砕して粒径を揃えた後、ソックスレー等で洗浄し、最終的なコンタミネーシ
ョンを 0.1 mgC l-1 以下に抑えた。実験器具や試薬を選抜し、ガラス製の器具はクロム硫酸で加温洗浄することにした。
次に、樹脂量、吸着時間および諸条件の規格化を試みた。その結果、樹脂：溶液量＝
1: 50、吸着時間＝24 h の条件下で ca.
35 mgC l-1
までの AHSを定量できることを確認した。開発した定量法のスキームを図‑2 に示す。
図‑2 AHS 定量法のスキーム

図‑1 琵琶湖の BOD 及び COD（年平均値）の推移（出典：滋賀県 平成 23 年版環境白書）
一方、AHS（Aquatic Humic Substance; 水系フミン物質）は、DOM（溶存有機物）の主要構成成分
であり、COD の主成分であると考えられている。したがって、COD の増加はこの AHS によるものだとも推測されている。
AHS は微量金属との錯体形成を介して陸水生態系における種組成の変化に深く関与しているため、その機能性の要因となる量（濃度）や質（化学構造特性）を解明することは非常に重要である。ところが、これまで AHS の量に関しては具体的な数値は
曖昧で、経時的あるいは地点や深度による変化は不明であった。これは、有機物濃度が低い非有色水系

２）琵琶湖 AHS 濃度調査
採水ポイントは琵琶湖北湖の N-4 地点とした。こ

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一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集のポイントは水深が 90m ある領域のほぼ中央にあり、流入河川の影響がほとんどないと考えられる。
採水は、2010 年春から 2012 年冬まで季節ごとにおこなった（計 8 回）
。深度別では、表層 2.5m〜底層
90m までの間で、7〜9 点採取した。採取した水は冷暗保存で実験室に持ち帰り、0.3μm ガラス繊維ろ紙でろ過後、硫酸で酸性化し、定量用試料とした。

春
３．結果と考察2010 年春〜2011 年冬の琵琶湖における季節および深度別の AHS 濃度を図‑3 に示す。
春の AHS 濃度は表層から底層まで同程度であった。最表層（2.5m）での AHS と DOM の濃度差は非 AHS の量が多いことを表しており、植物プラン
クトンによる内部生産との関連が示唆される。
夏の AHS 濃度は表層付近（2.5〜13m）で値が高く、それ以下では同程度であった。この時期、琵琶湖では水温躍層が深さ 10〜20ｍ付近に形成され、この上下で水温だけでなく潮流や水質に大きな違いが出ることが知られている（近畿地方整備局、1993）。
このことから、河川から流入した AHS が湖心の N-4地点まで到達し、あるいは春に最表層でみられた植物プランクトンによる内部生産物質が AHS に変換され、それが水温躍層付近まで達した可能性が考えられる。
秋の AHS 濃度は全ての深度で同程度であった。
これは、水温躍層が崩れ始め上下の水が混合したことによると考えられる。
冬の AHS 濃度は表層から底層にかけて増加する
傾向がみられた。これは、表層での内部生産が低下した一方、水の鉛直混合が進み底層に蓄積していたAHS が還元された可能性が考えられる。

夏

秋

冬

図‑3 深度別 AHS・DOM 濃度
上から順に春（2010 年 5 月）、夏（9 月）、秋（11月）、冬（2011 年 2 月）

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一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

兵庫県宍粟市ヒノキ林における溶存有機物の挙動の解明○森谷美奈 1、原都 1、高橋勝利 2、大手信人 3、藤嶽暢英 4、
山瀬敬太郎 5、大橋瑞江 1、熊谷哲 1、杉山裕子 1(1 兵庫県立大学環境人間学部、2 産業技術総合研究所、3 東京大学大学院農学生命科学研究科、4 神戸大学農学部、5 兵庫県立農林水産技術総合センター)

1．はじめに溶 存 有 機 物 (Dissolved Organic Matter ：Organic Carbon：DOC)濃度測定と、三次元励
起蛍光スペクトル測定を行った。

DOM)は、孔径 0.2〜1µm のフィルターを通過することのできる有機物と定義され、水圏において金属や汚染物質と錯体を形成することなどにより毒性や移動性を変化させる働きを持つ。また、バクテリアの主要なエネルギーであり、生元素の輸送にも関わる。このように
DOM は水質を左右する重要な因子のひとつといえる。日本において森林は国土面積の 69%
を占めており、先進国の中ではフィンランド
(73%)に次いで高い割合である。森林は水源涵
養機能を有しており、裸地の 3 倍の貯水能力を

図 1．サンプリング装置設置図持つ。またろ過や吸着作用などにより水質を浄化し、カルシウム、マグネシウムといったミネ

3．結果と考察

ラル分を調節している。

3-1．DOC 濃度の分布

本研究では、降雨・林内雨から土壌水・渓流

表 1 に DOC 濃度測定の結果を示した。 降

河川水にいたる森林生態系における DOM の

雨は樹木や林冠に接触する際に DOC を樹体よ

変遷を、質的、量的に調査することを目的としり付加されるため、林内雨、樹幹流では降雨とた。

比較し、非常に高い DOC 濃度となった。これらが注ぎ込む土壌水 A 層中部では、樹幹流と2．方法

ほぼ同じ DOC 濃度を示した。ヒノキ林におけ

試料は兵庫県宍粟市ヒノキ人工林にて 2011

る樹幹流量は、林内雨量よりも圧倒的に少ない

年 7 月に 5 回採取した。主植生は 50 年生のヒ

ことがわかっている (樹幹流量：4%、林内雨ノキ、試験地土壌は黒ボク土であった。手製の量：約 70%)ため、A 層中部での高い DOC 濃

サンプラを設置し、降雨、林内雨、樹幹流、土度は、降雨や林内雨が土壌を浸透する過程で落壌水(A 層中部、A 層下部、B 層中部、B 層下葉や枯枝(リターフォール)由来の DOC を付加部)、渓流水を採取した。サンプルは全て 450℃されたためだと考えられる。一方、A 層下部でで 2 時間焼いた GF/F フィルター(孔径 0.7µm)

は DOC 濃度は急激に減少した。これはアロフで濾過し、測定を行った。

ェン(ケイ酸アルミニウム)を主成分とする黒ろ 過 試 料 の 溶 存 有 機 炭 素 (Dissolved

ボク土 A 層が腐植物質と非常に強く吸着する

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一般講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集とにより急激に除去されるなどのダイナミッ性質を持つためだと考えられる。

クな変化を受けながら、変質、流出していくこ
表 1．DOC 濃度

サンプルとがわかった。

濃度(mgC/L)

降雨

1.3

450

林内雨

13.0

425

31.7

A 層中部 (10cm)

28.4

A 層下部 (25cm)

2.5

0

120
110
100
90
220
210
80

400
Excitation(nm)

樹幹流

50
40
50
30
40
20
30
10
6020

375
0

270
220
200
210
190
60
180
60
170
160
160
150
140
130

350
0

325

0

B 層中部 (40cm)

3.3

300

B 層下部 (60cm)

2.6

275

渓流水

0.7

250

14010
150
130
120
10
110
100
80
90
20
80
20 0
30
30
40
50
40
50
275

30

60
50 40

70

20
30
40

5060

350 375 400
Emission(nm)

425

0

250

20

240
70230
230 10
240
10

0

70
80

20
300

325

450

475

500

図 2．林内雨の三次元励起蛍光スペクトル3-2．三次元励起蛍光スペクトル測定(腐植様物質ピーク：

降雨、渓流水には明瞭な蛍光ピークが現れな

Ex/Em=260/410nm、260/435nm

かった。また、土壌水 A 層下部以深について

Ex/Em=330/410nm、330/435nm

も、腐植様物質ピークは見られたが、深度が変タンパク様物質ピーク Ex/Em=280/335nm)

化するに従う蛍光ピークの変化は顕著でなか

450

った。

水 A 層中部ではタンパク様物質ピークは見られなかったが、腐植様物質ピークが見られた。

1010

375
10
20

350

30

50
40

325

樹幹流と林内雨の蛍光ピーク位置は異なって

300

おり、林内雨のピーク位置は A 層中部のそれ275と類似していた。

250
250

275

300

20

20
3040
5060
70
80

0

A 層中部から A 層下部にかけての蛍光ピー
クの減少は、DOC 濃度と同じくアロフェンに

20

400
Excitation(nm)質ピークの両方が観測された。樹幹流及び土壌0425

林内雨ではタンパク様物質ピーク、腐植様物

325

350 375 400
Emission(nm)

425

450

475

500

図 3．土壌水 A 層の三次元励起蛍光スペクトル(腐植様物質ピーク：

よる有機物の吸着除去作用によるところが大Ex/Em=260/460nm、Ex/Em=330/410nm)

きいと推測される。
4．まとめ
兵庫県宍粟市ヒノキ人工林において、DOM は5．謝辞

雨水が樹体と接触する際や、土壌表面でのリタ

本研究は財団法人ひょうご科学技術協会の助ーフォールやその分解物を洗いながら浸透す成を受けて行われました。

る際に付加され、黒ボク土 A 層を通過しながら土壌による吸着作用を非常に強く受けるこ

-32-

特別講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

Acaryochloris 属シアノバクテリアの分子微生物生態学
大久保 智司（京都大院・人間・環境）

1. はじめに2. Acaryochloris spp.の分布と遺伝的多様性

光合成は、クロロフィルによって吸収した光

シアノバクテリア特異的プライマーを用いエネルギーを化学エネルギーに変換する反応

たポリメラーゼ連鎖反応-変性剤濃度勾配ゲルであり、地球上の一次生産の大部分をまかなっ

電気泳動 (PCR-DGGE) 法により、海藻の表面ている。植物、藻類、シアノバクテリアを含む

から Acaryochloris spp.の 16S rRNA 遺伝子をほとんど全ての酸素発生型光合成生物はクロ検出する方法を確立した。しかしこの方法では、

ロフィル（Chl）a を主要色素としてもち、波群体ボヤ内に分布する Acaryochloris spp.を検長 400-700 nm の光 (光合成有効放射: PAR) を出することができなかったため、Acaryochloris

吸収して光合成を行う。これに対し、特異的プライマーを用いた PCR-DGGE 法を開Acaryochloris 属のシアノバクテリアは唯一発した。

Chl d を主要色素としてもち、PAR に加えて波この選択的検出方法を用いて、パラオ沿岸で長 700-750 nm の遠赤色光も光合成に利用でき採取した群体ボヤとカイメン、および日本と南る (図-1)。しかし、これまで地球上の光合成一アフリカの沿岸で採取した海藻を対象に、それ次生産は主に Chl a と光合成有効放射による光らに付着する Acaryochloris spp.の有無とその合成を基に考えられており、Chl d による光合

遺伝的多様性を解析した。また、日本沿岸で採成については全く考慮されてこなかった。

取した石、砂および海水についても同様の解析をおこなった。その結果、全てのサンプルから複数の系統型の Acaryochloris spp.が検出された (図-2)。この結果から、Acaryochloris spp.
は熱帯から亜寒帯の沿岸域に広く分布し、様々な基質に付着していることが示唆された。

図-1. A. marina と一般的なシアノバクテリア、緑藻の細胞の吸収スペクトル

Acaryochloris spp.は発見当初、群体ボヤの共生生物と見なされており、限られた環境にのみ

図-2. 海藻から検出された Acaryochloris spp.

存在する生物と考えられていた。本研究では、分の多様性 (結果の一部)

子生物学的手法を用いて Acaryochloris spp.の検出された系統型は全て Acaryochloris クレ

分布と存在量を明らかにすることを目的としードに帰属し、同クレード内で 3 つのサブグル

た。

ープを形成した (図-3)。各系統型の間に、付着

-33-

特別講演

日本陸水学会近畿支部会第23回研究発表会要旨集

基質や生育場所の違いによる系統分化は見ら藻で Chl d/Chl a 比が高くなり、検出されやすれなかった。塩基配列の相同性を比較すると、かったからであると考えられた。

既知の 3 分離株を含むサブグループ 1 は全て互
いに 98.5%以上の相同性であることから同種であると考えられた。一方、サブグループ 2、3は既知の 3 分離株との塩基配列相同性が94.1-98.0%と低く、少なくとも種レベルで新しい生物である可能性が示唆された。

図-4. 海藻から検出された Chl d/Chl a 比
4. 沿 岸 の 一 次 生 産 に 対 す る Acaryochloris
spp.の寄与以上の結果から、Acaryochloris spp.は発見
当初考えられていたような共生生物ではなく、
少なくとも熱帯から亜寒帯の沿岸域に広く分布する付着生物であることが明らかとなった。
さらに、海藻には Chl d が Chl a の約 1%存在
しており、Chl d が藻場の一次生産に同程度寄与していることが示唆された。したがって、海洋の炭素サイクルにおいてこれまで無視されてきた Chl d の寄与を、今後考慮に入れていく
図-3 PCR-DGGE によって検出された系統型の必要があると考えられる。

分子系統樹
5. 琵琶湖の Acaryochloris spp.
最初の発見以来、Acaryochloris spp.は海や3. 海藻に検出される Chl d の定量
高速液体クロマトグラフィー (HPLC)を用塩湖といった塩水環境でのみ見つかってきた。

いた Chl d の検出・定量法を開発し、日本沿岸

しかし、Kashiyama et al. (2008) によって琵

および南アフリカ沿岸で採取した海藻につい琶湖の湖底堆積物中から Chl d とその分解物がて Chl d の検出と定量をおこなった。
その結果、検出され、淡水環境にも Acaryochloris spp.がほとんどの海藻から、Chl d が検出された。検存在する可能性が示唆された。

出された Chl d 量は海藻 1 g (湿重量) あたり

そこで我々は、琵琶湖における Chl d 生産生

0.6-25.8 µg で、Chl a に対する比率は 0.1〜13%、 物とその生態を解明することを目的として、現平均すると約 1%であった (図-4)。

在研究を行なっている。本講演では、琵琶湖に

また、紅藻から検出される Chl a 量は緑藻やおける研究でこれまでにわかってきたことを褐藻に比べて少なかった。これまで、Chl d は紹介する。

一部の紅藻にのみ検出されてきたが、それは紅-34-

日本陸水学会近畿支部会 第 23 回研究発表会 スタッフ

会場世話役

藤井智康

事務局

2011 年度幹事一同

支部会長

三田村緒佐武庶務幹事

杉山裕子(兵庫県立大学)

会計幹事

橘(大阪府立成美高等学校)

広報幹事

石川俊之

(滋賀大学)

企画・編集幹事杉山雅人(京都大学)淳治(奈良教育大学)(滋賀県立大学)*表紙写真撮影 片野泉*

日本陸水学会近畿支部会

第 23 回研究発表会

発行

2012 年 3 月 4 日

編集

日本陸水学会近畿支部会幹事一同

事務局

兵庫県姫路市新在家本町 1−1−12

講演要旨集

兵庫県立大学環境人間学部 (杉山裕子)
支部会 WEB サイト：http://kinkirikusui.main.jp/
印刷

株式会社

冨士印刷