栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

プランクトンから見た湯ノ湖の水質水環境部
中島麻依子 1
（ 1 現岡本台病院

田村博 2齋藤康司
2現県南環境森林事務所）

要旨
30 年間にわたる公共用水域の水質調査結果から、湯ノ湖湖心におけるプランクトンの出現状況等を解析した。その結果、プランクトンの出現状況は、季節、水温及び全窒素・全りん比の影響を受けていた。また、近年の優占種は、それ以前とは異なる傾向を示しており、今後の出現状況を注視していく必要があると考えられた。
キーワード：湖沼水質、プランクトン、水質年表、生物指標、優占種
1 はじめにS ＝ Σ（h・Si）／Σh

プランクトンは水質形成の重要な要素であり、水質評価

S ：全生物群集に関しての腐水指数

にあたっては、窒素、りん及びCOD などの理化学的調査結果とSi：種により異なる個々の腐水指数併せてプランクトンの変動を見ることが必要とされている。今h ：現存量の指標となる「評価のための尺度を踏まえた数値」2）

般、湯ノ湖における30 年間の動物および植物プランクトンの出現状況を解析したので報告する。

表1. 腐水指数算出のためのh の値
h

植物 :1 mL中の細胞数
動物 :1 m3中の個体数

2 方法
昭和 61 年度～平成 27 年度の 30 年間にわたる公共用水

11～100域の水質調査結果 1）から、湯ノ湖湖心（st.5）における調査

2101～10,000

結果を用いて、以下の解析を実施した。

310,001～1,000,000

41,000,001～

なお、全窒素、全りん及び COD の値は、植物プランクトンの解析では表層値、動物プランクトンでは全層平均値を2.2 植物プランクトンの評価方法用いた。これは、植物プランクトンは表層から採取し、動植物プランクトンの現存量について細胞数から評価を物プランクトンは水深 10 メートルで鉛直引きをして採取行うと、小型種が大きく評価されて大型種の変動が見逃さしたためである。

れることが知られており、細胞体積による評価の有効性が2.1 腐水指数の推移
植物及び動物プランクトンのそれぞれについて、以下の式 2）を用いて腐水指数（S）を算出した。Si は、スラディチ
ェックによる値 2）を用いるとともに参考文献 3) 4)に示された水質階級からPANTLE とBUCK の尺度 2)により求めた。なお、属までの同定となっているものは、属内の種のうち Si が分かっている種の平均値を採用した。

示されている 5)6)。そこで、総細胞数及び総細胞体積の推移

Si が不明の属や種もあったため、植物プランクトンではら 7)、岸本ら 8)、高橋ら 6)、小日向ら 9)による文献値を用い総出現数の 90%、動物プランクトンでは総出現数の 97%のた。なお、文献値が不明なものについては、その種が分類属種について解析を行い、腐水指数を算出した。

される属の細胞体積平均値を採用した。これらのうちのと、植物プランクトン現存量指標であるクロロフィル a の濃度の推移の相関を求め、いずれの評価方法がより適切か確認した。
出現種毎の細胞体積に月毎の出現数を乗じ、これを合算して月毎の総細胞体積を算出した。種の細胞体積は、一瀬

3％については、体積が不明な属種であったため、30 年間算出結果について、S の値が0.5～1.5、1.5～2.5 及び2.5～3.5 の場合にそれぞれ、ο段階（貧腐水性）、β段階（中腐水性）における総出現数の 97%について解析を行った。

及びα段階（中腐水性）と判定した。

2.3 現存量の推移
植物及び動物プランクトンのそれぞれについて、綱別の出現体積及び数の推移を求め、COD との関係を解析した。
2.4 優占種の変遷
植物及び動物プランクトンのそれぞれについて、優占種の変遷を示すプランクトンカレンダーを作成した。植物プ- 49 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

ランクトンでは、種毎の細胞体積（文献値 6）～9））に出現数総細胞数の 0.29 を上回った。他の文献 5) 6)において細胞体を乗じて、最も大きかった種を月毎の優占種とした。動物

積による現存量の評価の有効性が示されており、湯ノ湖にプランクトンでは、個体数が最も多かった種を優占種としおいても、細胞体積による現存量の評価が適切と考え、植た。

物プランクトンについては、細胞体積に換算した値を用いて 2.3～2.7 節の解析を実施することとした。

2.5 季節ごとの優占種の特徴

3.3 現存量の推移

春（4,5 月）、夏（6～8 月）及び秋（9～11 月）のそれぞ

植物プランクトンについて、綱別の出現体積の推移及びれにおける、2.4 節で求めた優占種の綱別、属別の割合をCOD との相関は図 4 及び図 5 のとおりである。珪藻綱が最算出した。

も多く出現していたが、総細胞体積は減少傾向であった。

2.6 全窒素、全りん比（以下、「N/P」という）との関係

また、COD とは正の相関（相関係数 0.41）を示しており、植物及び動物プランクトンの、それぞれ優占回数の多か植物プランクトンの増加は、COD に代表される有機物の増加につった属について、優占種となった月の N/P を求めた。解析ながることが示唆された。なお、近年の湯ノ湖のCOD は、環境対象とした属は表 2 のとおりである。

基準を達成している。

表 2. N/P 解析の対象とした属動物プランクトンについて、綱別の出現個体数の推移及び COD との相関を図 6 及び図 7 に示す。輪虫綱、次いで鰓珪藻綱

植物
プラン
クトン

アウラコセイラ(Aulacoseira)属

脚亜綱が多く出現し、COD との相関は非常に弱かった。

ホシガタケイソウ(Asterionella)属

3.4 優占種の変遷
細胞体積換算による植物プランクトンの優占種の変遷から作オビケイソウ(Fragilaria)属成したプランクトンカレンダーを表3 に示す。計240 回の調査

ハリケイソウ(Synedra)属

において、最も頻繁に優占したのは Asterionella formosa

黄色鞭毛綱で、Uroglena americana、Fragilaria crotonensis と続いウログレナ(Uroglena)属た。珪藻綱が全体の 57%を占め、特に 4、5 月では 83%にの渦鞭毛綱ぼった。6～11 月には珪藻綱が 48%、次いで黄色鞭毛藻綱

クリプトモナス(Cryptomonas)属

動物
プラン
クトン

及び褐色鞭毛藻綱がそれぞれ 22%を占めた。平成 26 年及び輪虫綱

平成 27 年には、それ以前とは異なり、Oocystis 属等の緑カメノコウワムシ(Keratella)属藻類が頻繁に優占した。

鰓脚亜綱動物プランクトンカレンダーを表4 に示す。最も頻繁に優占

ミジンコ(Daphnia)属

したのは Bosmina longirostris で、Keratella quadrata、ゾウミジンコ(Bosmina)属

Keratella quadrata divergens と続いた。綱別では、鰓脚亜綱が最も多く、6～11 月の 56%を占めたが、4、5 月では6.7%にとどまった。続く輪虫綱は、4、5 月の 78%を占め、2.7 水温及び季節との関係
2.5 節に示した属について、月毎の水温と出現体積（数）6～11 月では 30%であった。
平成 26 年及び平成 27 年には、Naplius 等、橈脚亜綱の幼生が頻繁に優占した。の関係を解析した。

植物プランクトン及び動物プランクトンのいずれにお3 結果及び考察

いても、直近の優占種が従来と異なる傾向を示していることか

3.1 腐水指数の推移

ら、今後も調査を継続し、出現種を注視していく必要があると考えた。

過去 30 年間における腐水指数は、植物プランクトンで3.5 季節ごとの優占種の特徴

は 1.2～2.0（平均値 1.6）、動物プランクトンでは 1.4～2.1（平均値 1.7）となり、植物と動物プランクトンとから算

春、夏及び秋のそれぞれにおける、植物プランクトンの出した腐水指数は概ね同様の値であった。
（図 1）
。これら

優占種の綱別、属別の割合を図 8、9 及び 10 に示す。春は、の値は、いずれも PANTLE とBUCK による水質階級 2)のο段階

珪藻綱が 83%を占め、属別にみると、ハリケイソウ属、ホ（貧腐水性）からβ段階（中腐水性）に分類され、30 年間シガタケイソウ属、アウラコセイラ属が多くを占めていた。

にわたって安定して推移していた。

また、夏は、珪藻綱に加えて褐色鞭毛藻網、黄色鞭毛藻網

3.2 植物プランクトンの評価方法が頻繁に優占した。属別では、珪藻綱では、ホシガタケイ

総細胞数及び総細胞体積の推移とクロロフィル a の濃度

ソウ属及びオビケイソウ属、褐色鞭毛藻網ではクリプトモ推移との関係は、それぞれ図 2 及び図 3 のとおりであった。

ナス属、黄色鞭毛藻網ではウログレナ属が多く優占した。

総細胞体積とクロロフィル a との相関係数は 0.34 となり、秋は、夏と類似した傾向であったが、珪藻綱では、春にも- 50 -

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

みられたアウラコセイラ属が多く優占した。

していた。プランクトンの出現状況は季節、水温及び N/P動物プランクトンについて、季節ごとの優占種の割合をの影響を受けていた。近年の優占種はそれ以前とは異なる

図 11、12 及び 13 に示す。春は、輪虫綱が 78%を占め、そ傾向を示しているため、今後も調査を継続し、出現状況をの大部分がカメノコウワムシ属であった。夏は、輪虫綱に注視していく必要があると考えられた。

加えて鰓脚亜綱が頻繁に優占し、鰓脚亜綱ではゾウミジンコ属が多くを占めていた。秋は、夏と類似した傾向だった

５ 引用文献が、鰓脚亜綱ではミジンコ属も多く優占した。

1） 栃木県：栃木県水質年表（昭和 61 年度～平成 27 年度）

3.6 全窒素・全りん比（以下、「N/P」という）との関係

2） ウラディミール・スラディチェック：淡水指標生物図

解析対象の植物プランクトンが優占種となったときのN/P を鑑、北隆館（1991）

図14 に示す。N/P の平均値は 22 であったが、アウラコセイ

3）日本水道協会：上水試験方法（1985）

ラ属は、N/P が比較的高値となった場合（平均値 27）に、

4）若林、一瀬：琵琶湖のプランクトン、滋賀県衛生環境

ホシガタケイソウ属（平均値 19）及びハリケイソウ（平均センター（1982）

値 17）は低値となった場合に優占した。植物プランクトン

5) 一瀬ら：琵琶湖の植物プランクトンの形態に基づく生物については、種類によって優占しやすい N/P が異なること

量の簡易推定について、滋賀県立衛生環境センター所報、が分かった。

30、27-35（1995）

動物プランクトンについては、明らかな傾向はみられな

6) 高橋ら：細胞体積値を用いた植物プランクトン現存量の評価、かった（図 15）。

水道協会雑誌第75 巻第2 号（2006）

3.7 水温及び季節との関係

7） 一瀬：琵琶湖における植物プランクトン種名一覧と平解析対象の植物プランクトンの出現体積と、月毎の水温均細胞体積表との関係を図 9 に示す。なお、点の面積は出現体積に比例

www5f.biglobe.ne.jp/.../biwako_syokubutu_plankton

する。アウラコセイラ属は、春と秋の水温が 15℃未満の場.xls（2017 閲覧）合に出現していたが、秋の方が出現体積が大きかった。こ8） 岸本、一瀬：琵琶湖の植物プランクトン細胞容積およれは、藤田ら 13）の調査結果と概ね同様の傾向であった。ホシび細胞有機炭素量（2009）

ガタケイソウ属は、特に 4 月から 6 月にかけて多く出現し

9） 小日向ら：2013 年春～夏の沖宿沖における動植物プラた。オビケイソウ属は夏に、ハリケイソウ属は春の水温がンクトンの動態、茨城県霞ヶ浦環境科学センター年報低いときに多く出現した。

No9（2013）

一方、動物プランクトンについては図 10 のとおりであ10) 藤田ら：湖沼の富栄養化要因に係る解析調査（第2 報）－った。春から初夏にかけてはカメノコウワムシ属が多く、湯の湖・中禅寺湖における植物プランクトンの優占種と窒素、ミジンコ属及びゾウミジンコ属は初夏以降に増加し、3.5

りん、水温との関係について－、栃木県保健環境センター年と概ね同様の傾向となった。

報第1 号（1995）

植物及び動物プランクトンのいずれについても、水温及び季節によって、出現体積（数）に特徴が見られた。

謝辞

４ 結語

究センターの一瀬諭専門員に深謝いたします。

本研究にあたり御助言を賜りました、琵琶湖環境科学研
腐水指数から見ると、湯ノ湖の水質は概ね安定して推移- 51 -栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図1

相関係数：0.29

総細胞数
クロロフィルa

図2

総 5.E+07
細胞 4.E+07
体 3.E+07
積（ 2.E+07µm31.E+07/）

L）

植物プランクトン総細胞数とクロロフィル a の推移

クロ
ロ50
フ40
ィ
30ル
20 a（10µg70

相関係数：0.34

総細胞体積

クロロフィルa/
0.E+00

60

S61.4
S62.4
S63.4
H1.4
H2.4
H3.4
H4.4
H5.4
H6.4
H7.4
H8.4
H9.4H10.4
H11.4
H12.4
H13.4
H14.4
H15.4
H16.4
H17.4
H18.4
H19.4
H20.4
H21.4
H22.4
H23.4
H24.4
H25.4
H26.4
H27.4

0

図3

植物プランクトン総細胞体積とクロロフィル a の推移- 52 -/）

60

0.E+00

mL

mL

クロ
50ロ
フ
40
ィ30
ル
20 a10（0 µg
70

S61.4
S62.4
S63.4
H1.4
H2.4
H3.4
H4.4
H5.4
H6.4
H7.4
H8.4
H9.4
H10.4
H11.4
H12.4
H13.4
H14.4
H15.4
H16.4
H17.4
H18.4
H19.4
H20.4
H21.4
H22.4
H23.4
H24.4
H25.4
H26.4
H27.4

/

総 1.E+05
細 8.E+04
胞数 6.E+04（
細 4.E+04
胞 2.E+04数

腐水指数の推移L）栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

6.0

4.E+07

4.E+07

3.E+07細胞体 3.E+07
積（μ 2.E+07㎥/2.E+07m
L4.0

CO
D
(mg/2.0L))
1.E+07

5.E+06

0.0

藍藻綱
渦鞭毛藻綱

図4

図5

珪藻綱
ユーグレナ藻綱

緑藻綱
褐色鞭毛藻綱植物プランクトン綱別総細胞体積と COD の推移

総細胞体と COD の関係(植物)- 53 -

H27.4

H26.4

H25.4

H24.4

H23.4

H22.4

H21.4

H20.4

H19.4

H18.4

H17.4

H16.4

H15.4

H14.4

H13.4H12.4

H11.4

H9.4

H10.4

H8.4

H7.4

H6.4

H5.4

H4.4

H3.4

H2.4

H1.4

S63.4

S62.4

S61.4

0.E+00黄色鞭毛藻綱COD栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図6

動物プランクトン綱別総細胞体積と COD の推移

図7

総個体数とCOD の関係（動物）

図8

季節毎の優占種（植物・春）図9- 54 -季節毎の優占種（植物・夏）栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

表3
S61S62S63
H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11H12
H13H14H15H16H17H18H19H20H21H22H23H24H25H26H27

図 10

季節毎の優占種（植物・秋）

図 12

季節毎の優占種（動物・夏）

図 11

図 13

季節毎の優占種（動物・春）

季節毎の優占種（動物・秋）

植物プランクトンカレンダー
4月 5月 6月
AuGA SyA AsF
SyA SyA CrO
FrCr UrA AsF
SyA SyA UrASyA SyA SyA
SyA SyA Sypp
AuG SyA AsF
FrFr
Cym
Tr
SyA CrpSyp Syp Syp
AuA SyA SyA
SyA SyA UrAStH Oc
CrE
AsF
Sy
AsF
AsF AsF AsF
DiT AsF Crp
AsF SyA AsF
DiTSy
AsF
FrCG DiE AsF
AsF
Sy
Cr
AsF
CrCr
AsF AsF FrCrCrp UrA AsF
AsF AsF Crp
AuLT AuLT AsF
AsF DiE AsF
AuLT AuLT AsF
AuLT AsF AsF
StCrp Crp
SyA SyA Oo

7月
SyA
UrA
AsF
CrO
UrA
FrCrGl
AsF
Cy
DiD
UrA
CrE
CrE
AsF
AsF
FrCr
FrCr
Cr
AsF
CrCr
AsF
FrCr
UrA
DiC
AsF
AsF
AsF
SpS
Co

8月
Sypp
FrCr
UrA
ClG
FrCrSpS
DiS
FrDiS
UrA
UrA
CrE
UrA
Crp
FrCr
FrCr
AsF
Cr
UrA
Cr
FrCr
AsF
Crp
FrCr
DiD
FrCr
AsF
Crpp
Oo
Oo

9月 10月 11月
FrCr AuGA AuGAUrA CrO CrOUrA UrA UrACrO UrA AuG
FrCr UrA DiCUrA UrA AuLDiS AuGGl
AuG DiD AuG
DiD DiD AuA
UrA AuA UrA
AuA AuA AuA
CrE CrE UrA
CrE CrE AsFUrA FrCo FrCo
FrCr Crp FrCrFrCr Crp AsF
AsF Crpp Crpp
CrAsF AsF
FrCr AsF AsF
AsF
CrCrp
FrCr AsF AsF
FrCr FrCr UrA
AsF AsF DiC
Crp UrA FrCr
DiD AuLT AuLT
Crp AuLT AuLTUrA DiD AuLT
Crpp Mo
CrOoOoOo
Crp
OoOo

藍藻網
CySy

Cyanophyceae sp.
Ｓynechocystis sp.

珪藻網
Au GA Aulacoseira granulata
Au G
Au LTAu L
Au A
St H
St
DiE
DiTAsFFr C rFr C GFr C oFrSyASypSypp
C ymv.angustissima f.spiralis
Aulacoseira granulata
Aulacoseira longispina v.tenuis
Aulacoseira longispina
Aulacoseira ambigua
Stephanodiscus hantzschii
Stephanodiscus sp.
Diatoma elongatum
Diatoma tenuis
Asterionella formosa
Fragilaria crotonensis
Fragilaria capucina var. gracilis
Fragilaria construens
Fragilaria spp.
Synedra acus
Synedra sp.
Synedra spp.
Cymbella spp.

黄色鞭毛藻網
Ur A
DiC
DiD
DiS
Oc

Uroglena americana
Dinobryon cylindricum
Dinobryon divergens
Dinobryon sertularia
Ochromonadaceae

渦鞭毛藻網
Gl

Glenodinium sp.

褐色鞭毛藻網CrE
CrO
CrpC r pp
Cr

Cryptomonas erosa
Cryptomonas ovata
Cryptomonas sp.
Cryptomonas spp.
Crptomonadaceae

ミドリムシ藻網Tr

Trachelomonas sp.

緑藻網SpSOoMoC lG
Co- 55 -Sphaerocystis schroeteri
Oocystis sp.
Mougeotia sp.
Closterium gracileCosmarium sp.

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図 14

優占時の N/P（植物）図 15

優占時の N/P（動物）

表4S61
S62
S63
H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11H12
H13
H14
H15
H16H17H18H19H20
H21
H22
H23H24H25
H26H27

動物プランクトンカレンダー
4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月
KeQD KeQD BoL BoL As KeCM PoV KeCMFiL KeQD PoV BoL PoV AsFiL KeCMKeQD Sy KeCM FiL KeQD KeCM KeCM KeCMKeQD KeQD KeQD BoL BoL AsBoL BoLKeQD KeQD KeQD KeQD FiLFiLAs KeQDKeQD KeQD KeQD KeQD BrAcV Na KeQDKeQ Na BoL BoL DaLSyAsAsKeQ KeQ BoL KeQ KeQ NaNa BoLKeQ KeQ KeQ BoL DaL DaL PoV AsKeQ KeQ KeQ BoL BoL KeQ BoL NaKeQ KeQ BoL BoL DaDa BoL BoLNaNa BoL BoL BoL BoL BoL KeQKeQ KeQ KeQ BoL KeQ DaL BoL BoLSyPo BoL KeQ TidFiL BoL BoLKeQ KeQ KeQ BoL KeQ KeQ NaNaKeQ KeQ KeQ SyBoL PeBoL BoLKeQ KeQ BoL BoL BoL DaL BoL DaLKeQ KeQ KeQ KeQ BoL BoL BoL BoLKeQ KeQ KeQ BoL BoL KeL DaLAsKeQ KeQ BoL BoL BoL BoL BoL BoLTipTipVoFiL BoL BoL BoL AsSyBoL BoL BoL KeC DaLAsNaKeQ KeQ KeQ BoL BoL BoL BoL BoLKeQ KeQ KeQ BoL KeQ BoL DaL KeQBoL BoL DaL DaL DaLSy KeQ KeQSyTip BoL BoL BoL BoL BoL BoLSy KeQ BoL BoL BoL BoL DaL DaLKeQ KeQ BoL BoL Na DaLNaDaNaCoNaDa
NaNa
NaCo
Na BoL NaNa
NaCo
NaNa- 56 -繊毛虫綱
T id
T ip
Vo
Pe

Tintinnidium sp.
Tintinnopsis sp.
Voticella sp.
Peitrichida

輪虫綱
Ke C M Keratella cochlearisc.var.macracantha
Ke C Keratella cochlearis
Ke QD Keratella quadrata divergens
Ke Q Keratella quadrata
Ke L KeLicottia longispina
Po V Poyarthra vulgaris
Po Poyarthra sp.
FiL Filinia longiseta
As Aslanchna sp.
Sy Sychaeta sp.

鰓脚亜綱
As
Bo L
DaLDa
Br

Aslanchna priodonta
Bosmina longirostris
Dahnia longispina
Dahnia spp.
Brnchioda橈脚亜綱
Ac V Acanthocyclops vernalis
C o Coepodid
Na Naplius

栃木県保健環境センター年報 第 23 号（2018）

図 17

図 16

水温及び季節との関係（植物）- 57 -

水温及び季節との関係（動物）