関東森林研究 67-1(2016)

論 文

堰堤建設後の渓流環境が水生昆虫に与える影響
Influence on aquatic insects caused by check dam construction
國分美華子＊1・田中夏子＊1・榮結以＊2・野澤佳司＊1・村津匠＊1・荒金達彦＊1・掛谷亮太＊3・阿部和時＊2
Mikako KOKUBUN＊1，Natsuko TANAKA＊1，Yui SAKAE＊2，Yoshikazu NOZAWA＊1，Ryouta KAKETANI＊3 and Kazutoki ABE＊2＊１ 日本大学大学院生物資源科学研究科
Grad. Sch. Bioresource Sci., Nihon Univ., Fujisawa 252-0880＊２ 日本大学生物資源科学部
Coll. Bioresource Sci., Nihon Univ., Fujisawa 252-0880＊３ 森林総合研究所
Forestry and Forest Products Research Institute, Tsukuba 305-8687
要旨：土砂災害防止のために建設される治山・砂防堰堤（以下堰堤）による土砂移動の抑制や高低差による流路の分断は河川の単調化や多様性の偏りを引き起こし，渓流生態系に影響を及ぼすと考えられている。本研究では，渓流生態系において底生動物である水生昆虫を対象に堰堤建設後の渓流環境が水生昆虫にどのような影響を与えているのかを検討した。調査は，神奈川県西丹沢地区の中川支流の白石沢上流で行った。堰堤直上流部の土砂堆積域，堰堤の直下流域及び付近に堰堤が建設されていない自然渓流域の 3 調査区にて水生昆虫の採集を行った。調査の結果，最も多く確認された個体数は土砂堆積域で 334 個体，種数では自然渓流域で 125 種であった。また，土砂堆積域では攪乱の影響を受けやすい遊泳型や河床が安定している河川に多い造網型などの個体数が他調査区に比べて 1.5～2 倍ほど多くみられた。
以上のことから，土砂堆積域は堰堤により攪乱が少なく河床が安定的な渓流環境がつくられているため，このような環境を好む水生昆虫には適した生息環境となっているが，水生昆虫の種の多様さという面でみると堰堤は好ましくない渓流環境を形成していると考えている。
キーワード：水生昆虫，治山・砂防堰堤，渓流，生物多様性，生息環境
Abstract: Check dams that are typically constructed to prevent sediment disasters in a mountain area might affect stream ecosystem.
In this study, we examined the influences of check dams on benthic populations of aquatic insects in a stream ecosystem. Field
measurements were conducted to assess the population and type of aquatic insects, size of gravels in the stream, and so on. The studysite was Shiraishi Stream in the western area of Tanzawa Mountains, Kanagawa Prefecture. We collected aquatic insects at threedifferent sites on the stream: site one, a sediment deposit plot on the upper side of the check dam; site two, a plot that is immediately
downstream of the dam; and site three, a plot where no check dams were constructed. The highest insect population (n = 334) wascollected from site one. The highest number of insect types (n = 125) was collected from site 3. Among the collected insect types, thenumbers of swimming type, which is susceptible to disturbances in the stream bed, and net-spinner type, which is commonly found instable streams, insects were 1.5 to 2.0 times more than those of the other types of insects. Therefore, the sediment deposit caused bycheck dams promotes stable stream flow and stream bed, thereby increasing the population of insects that prefer such stable conditions.
However, from the viewpoint of insect diversity in stream ecosystem, the construction of check dams is undesirable.
Keywords: aquatic insect, check dam, stream, biodiversity, habitat
Ⅰ はじめに能等がある。しかし，堰堤による土砂移動の抑制や，高日本は豪雨・地震により毎年のように土砂災害があり，低差による流路の分断などは河川の単調化や多様性にその防止対策として治山・砂防堰堤（以下堰堤）が多く偏りを引き起こし，水生生物の生息に強く影響しているの山地河川，渓流で建設されてきた。堰堤の効果として，と考えられる（４）。

渓流における土砂移動の抑制・渓床・渓岸の侵食防止機

渓流生態系において底生動物にあたる水生昆虫は，－ 137 －(2016 年 3 月 18 日受理)

N

リター溜り
砂地

DC

礫採集ポイント

中洲

調査地点

堰堤

流れの向き

小石の陸地
崖

PoolN
GF

MEBL

HA

堰堤a)

I5m

5m

KJ5m

堰堤土砂堆積域b) 自然渓流域c) 堰堤直下流域

図－１. 調査地の模式図
Fig. 1 Schematic view of the investigation area
多種多様な分類群からなっている。水生昆虫群集を構成で水生昆虫の採集を実施した。調査地点は，堰堤土砂堆するそれぞれの種が要求する環境条件もまた多様であ

積域では４地点（A～D），自然渓流域では６地点（E～ることから，微細な環境変化に敏感に反応すると考えらJ）， 堰堤直下流域では４地点（K～N）である。採集

れ，渓流生態系を評価する指標として有用であると考えポイントは E 地点で２ヶ所，他の地点では３ヶ所設けられている（７）。

た。

そこで，本研究では水生昆虫を対象に，堰堤建設によ

採集には直径 1.2cm の塩ビパイプを組み合わせ，縦って生じた渓流環境の違いが水生昆虫の生息状況にど

横 50×50cm，高さ 20cm の採集器を作成して使用した。のような影響を与えているのかを検討した。

採集器の上流側面と両側面にはメッシュサイズ 180µm

Ⅱ 調査地概要の網を取り付け，上流から流れてくる水生昆虫はじめ他

調査は神奈川県足柄上郡山北町内，西丹沢地区の中川の物質の流入を防いだ。下流側面には同じ網を袋状にし支流である白石沢上流で実施した。調査区には建設からて取り付けた。上下両面には何も取り付けていない。こ

46 年経過している堰堤の直上流部の土砂堆積域（以下，の採集器を採集ポイントに置き，採集器内部の渓床を攪

堰堤土砂堆積域），同堰堤の直下流域（以下，堰堤直下乱して，そこに生息している水生昆虫を袋状の網に集め流域）及び付近に堰堤が建設されていない自然渓流域た。また，採集器内の浮石を 10 個採取し，その浮石に（以下，自然渓流域）を選定した。

ついている水生昆虫も採集した。

堰堤土砂堆積域の模式図を図－１の a）に示した。こ採集した水生昆虫は現場で 70％エタノールに入れ固の調査区の特徴として，流路形状は直線的で水深は浅く定した。現場で採集・固定した水生昆虫は持ち帰って同場所による流速の大きな変化はみられない。自然渓流域定作業を行った（３）。の模式図を図－１の b）に示した。この調査区の近くに２． 解析方法 Shannon-Wiener の多様度指数（H´）

は堰堤が建設されておらず，水深・流速の変化が大きくを用いて（式１），調査地の生物多様性の状況を把握し複雑で多様な地形が存在している。堰堤直下流域の模式た。
𝑠

図を図－１の c）に示した。この調査区は堰堤土砂堆積

𝐻 ′ = − ∑ 𝑃𝑖 ∙ 𝑙𝑜𝑔2 𝑃𝑖 (0 ≦ 𝐻 ′ )域の上流側に建設された堰堤の直下流に位置しており，両調査区は隣接している。渓流の地形は堰堤土砂堆積域と比べ複雑で，巨石が多く流路幅が狭い。瀬や淵がみられるが，水深・流速の大きな変化はない。

（１）

𝑖=1

ここで，S は種数，Pi は i 番目の種類の個体数が総個体数 N に占める割合（Pi=ni/N）を指す。
多様度指数（H´）は種の豊富さと種組成の均等さの調査時期は，2013 年 8 月，2013 年 11 月，2014 年 6両方を含んだ指標であり，種数が多くかつ各種の均等度

月，2014 年 8 月，2014 年 11 月，2015 年 3 月である。

が高いほど，数値が高い値をとる。通常，1.5～3.5 の値

Ⅲ 調査方法をとることが普通とされている（２）。

１． 水生昆虫の採集方法 図－１に示した３調査区

また，造網型係数（式２）を用いて，渓流の河床の安－ 138 －関東森林研究 67-1(2016)

定度を調べた。
造網型係数＝

𝐴× 100𝑊域（8.0％），堰堤直下流域（5.8％）の順で高いことが分（２）かった。

ここで，A は造網型昆虫の湿重量，W は全底生動物

安定した河川環境では，瀬の底生動物群集は造網型の総湿重量を示す。

（シマトビケラ科やヒゲナガカワトトビケラ科）が優占する群集に遷移する（１）。

３． 物理的環境調査 調査地の渓流環境を調べるた
め，堆積礫の平均径を調べた。10m 計り，1m 毎の礫のこの説によれば，造網型の種は増水などで頻繁に川底短径・長径・中径を測定し，その平均値を平均径とした。

が変化する河川ではなく，流況の安定した河川に多い傾Ⅳ 調査結果向があることになり，造網型係数は河床の安定度の目安，

１． 物理的環境 堆積礫の平均径について図－２にまた底生動物群集の極相の度合いを示すと考えられる（６）。

示した。堆積礫の平均径は，自然渓流域，堰堤直下流域，堰堤土砂堆積域の順で大きいことがわかった。これによ

このことから，堰堤土砂堆積域は他調査区と比べるとり３調査区を構成する礫環境に違いがあると考えられわずかながら河床が安定していると考えられる。

る。また，堰堤土砂堆積域は他調査区と比べると比較的Ⅴ 考察

小さい礫が堆積していると考えられる。

１． 水生昆虫の採集個体数と種数 表－１では採集

２． 水生昆虫 表－１に各期間における調査区ごと個体数と種数に明瞭な関係性がみられなかったため，採の水生昆虫の採集個体数及び種数を示した。2015 年 3集した個体数を合計して調査回数と調査地点数で割っ月には他調査期間と比べて，採集個体数が多いという結た平均個体数及び，全期間を通して確認された合計種数果となった。

を表－２に示した。平均個体数は堰堤土砂堆積域で最大３． 解析結果 全調査期間における多様度指数の平値，自然渓流域で最小値を示した。また，合計種数では均値と標準誤差を図－３に示した。多様指数は，全調査自然渓流域で最大値，堰堤直下流域で最小値を示した。

地点で高い値を示した。しかし，止水域である E 地点

堰堤土砂堆積域では個体数が最大値を示したにも関わでは低い値を示した。また，全調査期間における造網型

らず，種数は自然渓流域より少ないという結果となった。

係数の平均値は，堰堤土砂堆積域（8.6％），自然渓流

これは，堰堤土砂堆積域ではある特定の種が多く生息し5

多様度指数（H´）

平均粒径（cm）

150
100500
堰堤土砂堆積域

自然渓流域

堰堤直下流域

図－２. 各調査区における堆積礫の平均径

43210A B C D E F G H I J K L M N
堰堤土砂堆積域

Fig. 2 Conglomerate deposited of mean dimeter

自然渓流域

堰堤直下流域

図－３. 各調査地点における多様度指数

in each investigation area

Fig. 3 Diversity index in each investigation point表－１. 各調査区で採集された水生昆虫の総個体数と総種数
Table 1 Total Population and genus of the aquatic insect collected in each study period and three study sites－ 139 －

ていると考えられる。これにより，自然渓流域と堰堤土自然渓流域では滑行型，堰堤土砂堆積域では掘潜型が最

砂堆積域の多様性は，多様度指数では表れない微細な違も多い。そのため，自然渓流域は侵食卓越環境，堰堤土いがあるのではないかと考えられる。

砂堆積域は堆積卓越環境であると考えられる。

２． 水生昆虫の生活型

Ⅵ まとめ

Ⅴ－1 での違いを明らかにするため，水生昆虫の生活型について調べた。図－４に

本研究では堰堤間の渓流環境が水生昆虫に与える影

全期間で採集された水生昆虫を生活型に区分し調査回響を検討した。その結果，以下のことが判明した。

数で割った値の割合を示した。各調査区の特徴を見ると，・堰堤土砂堆積域は小さい礫が堆積している。

自然渓流域では，石が適度に攪乱を受け，表面に藻類マ・堰堤土砂堆積域で造網型係数が最大値を示した。

ットが発達せず，石裏に空間の多い河床を好む滑行型が・平均個体数では堰堤土砂堆積域，合計種数では自然渓他調査区に比べ 1.3～3 倍多く採集された。また，堰堤流域が最大値を示した。

土砂堆積域では攪乱の影響を受けやすい遊泳型や細か・自然渓流域は滑行型，堰堤土砂堆積域は遊泳型，携巣い砂礫などの巣の材料が確保できる河川に生息する携型，造網型が多く採集された。

巣型や河床の安定している河川に生息している造網型

・自然渓流域は侵食卓越環境，堰堤土砂堆積域は堆積卓が他調査区と比べて 1.5～2.0 倍多く採集された。これ越環境と考えられる。

らの結果から，自然渓流域では滑行型が多く採集された

これらの結果から，自然渓流域では生息している種がため，河床に適度な攪乱があり，水生昆虫の生息場とな多く，また様々な生活型が生息できる環境が形成されてる浮石とはまり石による空間が多く存在していると考いると考えられる。対して，堰堤土砂堆積域では安定しえられる。そのため，様々な生活型が生息できる環境がた渓流環境が形成されており，このような環境を好む生形成されていると考えられる。堰堤土砂堆積域では自然活型や種にとっては棲みやすい生息場となっていると渓流域と比べると遊泳型や携巣型，造網型が多く採集さ考えられる。このことから，水生昆虫はその種に適したれたため，細かい砂礫やリターが多く，河床が攪乱の少渓流環境下で棲み分けを行っていると考えられる。しかない安定的な渓流環境が形成されていると考えられる。

し，多数の堰堤が階段状に建設され土砂移動が抑制されまた，固着型，造網型，滑行型は浮石の多い侵食卓越た単調な渓流が長距離にわたって形成されると安定的環境に，掘潜型は砂泥の多い堆積卓越環境に多い（５）。

な環境を好む一定の種のみが生息してしまうため，種の多様性を低下させる原因となると推察される。

表－２. 各調査区の水生昆虫の平均個体数と合計種数
Table 2 Average population and the total genus of aquaticinsects in each investigation area

引用文献
（１）波多野圭亮・竹門康弘・池淵周一（2005）貯水ダム下流の環境変化と底生動物群集の様式

京都大学防災研究所年報，第 48 号 B，pp.919-934.
（２）NPO 法人ウェットランド中池見．
（更新: 2008 年
5 月 16 日）http://nakaikemi.com/tayodokeinen.htm

堰堤土砂堆積域
滑行型

自然渓流域

37

堰堤直下流域

48

造網型

46

固着型

45

1529（３）川合禎次・谷田一三共編 （2005）日本産水生昆虫 科・属・種への検索. 東海大学出版会, 1342pp.
（４）竹門康弘 （1996） 渓流における水生昆虫の棲み25
46（参照: 2008 年 6 月 4 日）

9場所保全. 砂防学会誌, 50 (1) : pp.52-60.

掘潜型

56

2123（５）竹門康弘（1997）渓流における水生昆虫の棲み場

携巣型

52

25

23

所保全，砂防学会誌，50(1) : pp.52-60

遊泳型

4227

31（６）津田松苗（1957）カワの生物遷移についてのある

匍匐型

39

2634

考察，関西自然科学研究会誌，第 10 号，pp.37-40.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

図－４. 各調査地点における水生昆虫の生活型（７）湯本宏紀・大久保博・前川勝郎 （2004） 早田川
砂防ダム流入部の水生昆虫. 農業土木学会大会講演要
旨集，農業土木学会.

Fig. 4 Life type of aquatic insects in each investigation area

－ 140 －