土木技術資料 55-9(2013)

報文

河川高水敷における特定外来生物アレチウリの埋土種子分布と河川流況との関係性
傳田正利 ＊ 萱場祐一 ＊＊育域の表層土壌中に埋土種子が多いこと、冠水頻度1．はじめに 1が低い区域では埋土種子の分解が進み発芽能力が下特定外来生物の被害が、全国の河川で深刻化しがることを明らかにした。既報の続報として、本報ている。「河川法」は、河川管理者の河川環境へのでは、河川管理の現場における埋土種子対策の留意配慮の必要性を指摘し、「特定外来生物による生態点を整理することを目的とし、(イ）アレチウリ生系等に係る被害の防止に関する法律（外来生物法）

育域とそれ以外の区域の埋土種子の分布特性、それ（平成16年6月2日法律第78号）」は、国等によるらの発芽能力の把握、（ロ）埋土種子分布と発芽能特定外来生物の防除等の措置を講ずることにより、力に影響を与える物理環境特性（冠水頻度，冠水時特定外来生物による生態系等に係る被害を防止し、の流況）の考察、（ハ）河川管理の現場において、もって生物の多様性を確保する必要性を示している。

アレチウリ防除のために考慮すべき事項の整理、以河川管理者は、積極的に外来生物の問題に取り組む上の3点を行い、これらの結果を報告する。

必要がある。
河川で猛威を振るう外来生物の一種にアレチウリ（ Sicyous angulatus L.）という植物がある（図-2．研究の方法
2.1 調査地の概要

1右写真）。アレチウリは在来植物の生育に大きな調査は、信濃川水系千曲川で行った。本河川は影響を与え、その防除（個体群の拡大防止・縮小）流域面積7,163km2 、流路延長214kmの大河川であは重要な課題である。河川高水敷を選好するアレチる。調査地は千曲川の中流部に位置する冠着橋付近

ウリは5月～10月にかけて多量の種子を生産し、埋（以下、「調査地」と記述する。）で行った。調査土種子（発芽能力を有した土壌中の種子集団）を形地の概要を図-1に示す。調査地は長野県境から85～成する。河川高水敷の冠水時に、埋土種子が流下し、87km区間で、河道幅約200m、河床勾配1/350であアレチウリの生育域が拡大する。このメカニズムかる。調査地の高水敷の地形・植物群落の状況を把握

ら河川高水敷のアレチウリの埋土種子は大きな脅威するために、調査地の現地踏査を行った。調査地は、となる。既報 1)では、アレチウリの生育地における（イ）低水路沿いの低地及び崖地、（ロ）高水敷中埋土種子の分布形態を明らかにし、アレチウリの生央部の微高地、（ハ）堤防近傍の低地に分類できた。

図-1

調査地の概要（左）とアレチウリの生育状況（写真右）────────────────────────Research on buried seed distribution of the bar cucumber inriver terrace and relationships between the distribution andfloodplain condition.

－ 10 －土木技術資料 55-9(2013)

植物群落は、オギ、ハリエンジ、ツルヨシ、アレチメッシュの水深の計算値が0よりも大きい場合、冠ウリ、セリ-クサヨシ、カナムグラ 、ヒメムカシヨ

水したと判断し、この時の上流端流量を冠水流量とモギ-オオアレチノギク等の植物群落が確認されたした。

（図-1)。ハリエンジュ群落内には、大半の区域で上記により求めた冠水流量を、調査地の最寄りアレチウリが生育した。オギ群落は、出水時に流路の 杭 瀬 下 流 量 観 測 所 の 流 量 デ ー タ （ 1955～ 2010となる微低地に生育し、少数のオギ群落のみに、ア年）と関連づけ、冠水流量の超過確率を算定した。

レチウリが生育した。

b)各コドラートにおける冠水流量時の摩擦速度の算
定と土砂移動の判定

2.2 現地調査の方法
埋土種子の抽出は、2010 年の秋期に行った。調冠水流量時の流体力による土砂移動を検討する

査地の地形・植物群落を考慮し横断測線、コドラーために、平面2次元流解析の計算メッシュの中から、ド（方形の調査区域）の設置を行った。縦断方向の各コドラートの属する計算メッシュを抽出し、各コ植物群落変化を反映するように調査地に 50m 間隔

ドラートの冠水流量時の摩擦速度を算出し、土砂移で横断測線を設置した。地形変化を反映するように、動を算定した。

合計 41 地点を調査地点として選定した（図-1)。埋土種子の抽出は、以下の方法で実施した。各調査区

3．結果の表層の植物を剥ぎ土壌面を露出させた（以後、植(1) 各植物群落における埋土種子数と埋土種子数の物だけの層を 0 層とする）。その後、表層土壌から多い群落での埋土種子鉛直分布特性の評価

5cm ごとに掘り下げ土砂を採取した。掘り下げは、

図-2に各植物群落における埋土種子数の合計を埋土種子が含まれる可能性が極めて低い礫層に到達示す。埋土種子数では、ハリエンジュ群落、アレチするまでとした。調査地では、概ね 5 層（0.25m）

ウリ群落、オギ群落における埋土種子数が多く、他で礫層に達した。の群落では著しく埋土種子数が少なくなった。アレ2.3 データ解析

チウリ群落では、1コドラート単位での埋土種子数(1) 埋土種子分類と発芽能力の評価が多く、ハリエンジュ群落、オギ群落の順で埋土種

種子分類は、既報 1) と同様に、T1：種子内部が子数が少なくなった。オギ群落は、埋土種子数が各完全なもの、T2：種子内部の一部が分解され発芽コドラートでバラツキが多かった。

率が減少していると推定されるもの、T3：種子内(2) ハリエンジュ、アレチウリ、オギでの埋土種子部が完全に分解され発芽能力が無いと推定されるもの鉛直分布特性の 、 の 3分 類と し た（ 以降 、 こ の分 類を 「 種子 特

埋土種子数が多かったハリエンジュ群落、アレ性」と記述する。）。

チウリ群落、オギ群落の各群落における平均埋土種(2) 植物群落別の埋土種子数と埋土種子数の多い群子数と種子特性の鉛直分布を図-3、図-4、図-5に示落における埋土種子鉛直分布特性の評価す。

各植物群落の埋土種子数を種子特性別に比較した。

各群落ともに、表層0-5cmに埋土種子が集中した。

次に、植物群落別の埋土種子の整理結果から、埋土種子数が多い植物群落を抽出し、埋土種子の鉛直分布を作成した。
(3) 平面流計算を用いた冠水頻度・冠水状況に関するデータ解析
a)平面流計算と超過確率を用いた冠水状況・冠水流量の推定と冠水流量の超過確率の算定
調査地点が冠水する流量を評価するため、上流端流量が定常の平面流計算を行い、流況再現を行った。上流端流量は、後述する杭瀬下流量観測所のデータを参考に、100m3/s～2000m3/sとした。各調査地点の冠水判断は、コドラートが含まれる計算－ 11 －

図-2

各植物群落における埋土種子数

土木技術資料 55-9(2013)

図-3ハリエンジュ群落における平均埋土種子数
図-6

ハリエンジュ、アレチウリ、オギにおける冠水流量時の摩擦速度の推定と移動判定

落よりも若干多かった。
(3) ハリエンジュ群落、アレチウリ群落、オギ群落での冠水流量と摩擦速度の関係と土砂移動判定
ハリエンジュ群落、アレチウリ群落、オギ群落における上流端流量（超過確率）と移動限界摩擦速度の関係を図-6に示す。オギは、700m3/s、超過確率
図-4が約31%で土砂移動が生じると考えられた。アレチ

アレチウリ群落における平均埋土種子数

ウリは、1200m3/s、超過確率が約20%で土砂移動が生じると考えられた。ハリエンジュは1400m3/s、超過確率が約16%で冠水し土砂移動が生じると考えられた。

4．考察(1) 河川高水敷上の植物群落における埋土種子の平面分布の特徴とその成立要因
本研究により、埋土種子は河川高水敷の全ての植図-5物群落で確認されたわけではなく、ハリエンジュ群

オギ群落における平均埋土種子数

落、アレチウリ群落、オギ群落で主に確認された。
各群落を比較すると、アレチウリ群落では、表層にツルヨシ群落等で埋土種子が確認されないのは、冠他の群落よりも多くの埋土種子が集中した。ハリエ

水頻度が高く冠水時には高流速の流れが通過するたンジュ群落では中層（5-10cm層，10-15cm層）まめ、埋土種子の漂着が促されないためと考えられる。

で、一定数の埋土種子が分布し、オギ群落の多くのアレチウリ群落の埋土種子数が多いことは自明であ

コドラートでは、深層（20-25cm層）で埋土種子がるし、ハリエンジュ群落内にアレチウリが生育して増加する傾向が特徴的であった。

いる場合埋土種子が多いことは筆者らの既報 1)の内種子特性別の埋土種子分布は、ハリエンジュ群容を支持する結果である。一方、オギ群落で埋土種落では、表層の約70%が、T2またはT3という発芽子が相当数確認されたことは、本研究で初めて明ら能力が完全ではない埋土種子であった。アレチウリ

かにしたことである（図-2)。オギ群落内に局所的群落では表層の約60%が発芽能力が完全ではない埋に相当数の埋土種子が確認されたのは、堤防沿いに土種子で、その傾向は20~25cm層まで同様の傾向形成される出水時流路内を埋土種子が流下し、出水であった。オギ群落では、発芽能力が完全である時流路の低流速域で埋土種子が沈降し、出水の終了T1種子の割合がアレチウリ群落、ハリエンジュ群間際に埋土種子上に土砂が堆積したため、図-5に示－ 12 －

土木技術資料 55-9(2013)の傾向を示し、既報 1)を支持する結果となった（図-す鉛直分布形態になったと考えることが出来る。
これらの結果は、アレチウリが生育している場

3，図-4）。本研究で新たに明らかにしたのは、冠所に加え、河川管理者は、出水時流路となり、埋土水時の流体力が大きく冠水頻度が高いオギ群落内に種子が漂着しやすい区域でも埋土種子対策を考慮すは埋土種子の漂着があり、ハリエンジュ群落・アレる必要性を示している。

チウリ群落内よりも埋土種子の分解が進まないこと(2) 埋土種子の鉛直分布に影響を与える物理環境要因である（図-5）。既報 1) では、冠水の頻度だけが埋

既報 1) では、表層から0.1m程度まで埋土種子が土種子の種子特性に影響を与えると考察したが、本集中すると指摘した。本研究の結果、調査地のハリ研究では、冠水時の流況と流体力が埋土種子の鉛直エンジュ群落、アレチウリ群落ともに同様の傾向を分布特性に影響を与えることを新たに明らかにした。

示し、既報 1)を支持する結果となった。アレチウリ

本研究の結果は、河川管理者が、アレチウリの防除個体群が真上に生育するアレチウリ個体群下では、を行う場合には、アレチウリ生育域だけでなく、埋種子供給能力が大きくなり、よりその傾向が大きく土種子が漂着する可能性が高い区域にも留意すべきなると考えられる（図-4）。

ことを示唆している。加えて、表層だけでなく土砂一方、オギ群落内では、表層0.25mまで少数ではあるが埋土種子が確認された（図-5）。これは、ハリエンジュ群落、アレチウリ群落と比較して出水の内部の鉛直方向まで配慮する必要性を示している。

5．おわりに時流路となるオギ群落での冠水時の流体力が大きい

千曲川の高水敷において、特定外来生物アレチウことに起因すると考えることができる。出水時に表リの埋土種子の分布特性を調査し、物理環境条件と層土砂が激しく混合され、土砂交換が地中まで生じの関係性の考察を行った。その結果、（イ）埋土種た結果、上流から漂着した埋土種子がより地中の深子はアレチウリ群落、ハリエンジュ群落、オギ群落くまで取り込まれたと考えることが出来る。

で確認された。（ロ）埋土種子の鉛直分布は、表層上述の現象に加えて、冠水の頻度がこの傾向をから約0.1mに集中した。（ハ）冠水の頻度と冠水時助長すると考えられる。オギ群落は、ハリエンジュの流体力が埋土種子の発芽能力に影響を与えると推群落、アレチウリ群落の約2倍、冠水の頻度が大き定された。

い（図-6）。この現象は、オギ群落内の表層土壌の土砂交換頻度が高いことを示し、埋土種子の漂着と参考文献

表層土砂内への取り込みという現象をより高い確率

1) 傳田正利、黒川貴弘、三輪準二：千曲川高水敷におけるアレチウリ埋土種子の分布特性とその形成要因、
土木技術資料、第54巻、第9号、pp.16～19、2012．

で生じさせると考えられる。これらの結果は、冠水時の条件が、埋土種子の鉛直分布へも影響を与えることを示す。すなわち、出水時に流路となり冠水時の流体力が大きくなり埋土種子が漂着し埋め戻され傳田正利*

萱場祐一**ると推定される箇所では、表層0.1mより深い土砂の中に埋土種子が存在する可能性が高いこと示唆している。
(3) 埋土種子の種子特性に影響を与える物理環境要因と河川管理の現場で考慮すべき事項
既 報 1) で は 、 冠 水 の 頻度が 低 い 区 域 （ハ リ エ ンジュ群落，アレチウリ群落）では埋土種子の分解が進み発芽能力が下がることを明らかにした 1)。調査
地のハリエンジュ群落、アレチウリ群落でも、同様－ 13 －

独立行政法人土木研究所
つくば中央研究所水環境研究グループ河川生態チーム 主任研究員、博士（工）Dr. Masatoshi DENDA

独立行政法人土木研究所
つくば中央研究所水環境研究グループ河川生態チーム 上席研究員、工博Dr.Yuichi KAYABA