P-25

DNA メタバーコーディングと Single spore PCR による
全国 50 ダム湖の菌類群集比較*望月学 （横浜国大院・環境情報），土居秀幸（兵庫県立大院・情報科学）
鏡味麻衣子（横浜国大院・環境情報）

ビを単離培養し、分子系統解析を行った。菌類群集

１．はじめに湖に生息する菌類は、酵母や菌糸状の子嚢菌類や組成と各ダム湖の諸要因（全流域面積、常時満水位、担子菌類、鞭毛をもち水中を遊泳するツボカビ類な有効貯水容量、堤頂長、緯度、経度）との関係を解

ど系統的にも形態的にも多様である。子嚢菌や担子析した。

菌は落ち葉の分解、ツボカビは花粉の分解や植物プ
ランクトンへの寄生を通じて水域の物質循環にお３．結果と考察

いて重要な役割を果たしている。2000 年以降、分子菌類の群集組成は全体的にはツボカビ門が多く

生物学的手法の発展により、湖沼や海洋において予出現しており、特にツボカビ目（Chytridiales）とフ

想以上に多様な水生菌類が存在することが明らか

タナシツボカビ目（Rhizophydiales）が優占していたになった。しかし、検出された菌類の多くは未培養（図）。Single spore PCR により珪藻 Aulacoseiraの種類であり、その生態や機能は未知である。また、

ambigua や A. granulata、Fragilaria crotonensis に寄生

水生菌類の群集組成の決定機構も不明であり、湖内するツボカビ（Zygophlyctis、Rhizophydium）が検出の生息場（沿岸や底、沖）や有機物組成の影響をうされた。これらの寄生性ツボカビは DNA メタバー

ける、もしくは湖の地理的な位置によって顕著に異コーディングで検出されたツボカビ目、フタナシツ

なるなど、いまだ統一見解は得られていない。

ボカビ目に含まれ、湖によって珪藻寄生性ツボカビ

本研究では、全国ダム湖 50 か所のダム湖の沖にが 98％を占めるほど優占していた。NMDS 解析の結おいて同時期に採水し、DNA メタバーコーディング

果、菌類群集組成は湖の位置（緯度と経度）によっ

により菌類の群集組成を調査した。また Single sporeて異なり、ダム湖諸要因のうちでは常時満水位と関PCR により植物プランクトンに寄生している菌類係が見られた。一般化線形モデルによる解析では菌の DNA 解析を行い、DNA メタバーコーディングの類の多様性及び珪藻寄生性ツボカビの割合とダム結果と結びつけることで、植物プランクトン寄生性

湖諸要因との間に有意な関係はみられなかった。菌

菌類の分布パターンを明らかにした。菌類の群集組類の中でもツボカビの群集組成は植物プランクト

成に影響する要因を明らかにするために、各ダム湖

ンに大きく影響を受けるという報告もあり、ダム湖の特徴や位置との関係を検討した。

の諸要因に加え植物プランクトン組成やクロロフ
ィル a、栄養塩など水質の影響を受けていると推察される。

２．材料と方法

全国約 3000 箇所のダム湖から特性が偏らぬよう
ランダムに 50 湖選んだ。採水は、2020 年 9~10 月に水源地環境センターと各ダム湖管理所の協力のもと行われた。沖の基準点から得られた湖水を、フィルター上にろ過捕集し、DNA 抽出を行い、菌類特異的なプライマーを用いて DNA メタバーコーディングを行った。湖水を顕微鏡観察し、植物プランクトンに寄生する菌類（ツボカビ）が確認できた場合には Single spore PCR を行い、分子系統解析を行った。

図. 全国 50 ダム湖における菌類の組成と、珪藻また花粉を基質とした釣菌法により腐生性ツボカ

寄生性ツボカビの割合

49

P-26

琵琶湖湖辺における過去の養浜事業が底生動物に及ぼした影響の評価*井上栄壮，古田世子，萩原裕規，大柳まどか（滋賀県・琵環科研セ）

１．はじめに選別・計数した。底質は、表層を攪乱しないよう注
意しつつ鋤簾で採取し、表層 1cm の粒度分布、強熱

琵琶湖集水域では、治山・砂防事業による土砂移

減量、クロロフィル a 濃度を測定した。

動の調節、河川事業等によるダムや河道内の堆積土
砂の除去等が行われてきた。これらの事業による湖各調査地点・時期における底生動物の組成・生息内への土砂供給の減少が一因となり、砂浜侵食（浜密度と環境条件（底質分析結果、過去の養浜施工の欠け）が生じていることから、滋賀県では浜欠け発

有無、東岸/西岸）に基づき、変数選択の後、冗長性

生場所への土砂搬入（養浜）等の対策を進めている。

分析（RDA）により地点スコアの座標化を行い、過琵琶湖では、在来魚介類の減少等、生態系の課題

去の養浜施工が底生動物の生息状況に及ぼした長が顕在化しており、改善に向けた対策が求められて期的な影響の抽出を試みた。

いる。本研究では、琵琶湖湖辺における砂地造成による生態系改善手法の検討に資するため、過去の養３．結果と考察

浜施工の有無について異なる 6 地点で、底生動物の

底生動物の生息密度は、過去の養浜施工の有無にかかわらず、東岸の 3 地点で低かった（図 1）。琵琶

生息状況と生息環境条件の現状を比較した。

湖では西風が卓越し、東岸で強い波浪が生じやすい
２．材料と方法

ことから、底質攪乱の程度との関連が示唆された。

琵琶湖北湖湖辺で 5～20 年程度前に養浜が施工さ

RDA 第 1・第 2 軸による座標化の結果、各地点ス

れた 3 地点（東岸 2 地点、西岸 1 地点）および過去コアの分布は、過去の養浜施工の有無より東岸/西岸に施工されていない 3 地点（東岸 1 地点、西岸 2 地

で大きく分かれ、地点間距離が遠いほど離れる傾向点）の水際付近において、2019～2020 年の 4 月・9を示した（図 2）。養浜施工により、1 年間程度の短月・11 月に現地調査を行った。

期的にはシジミ類等が減少する（井上ら，2021）が、底生動物は、エクマン・バージ採泥器（底口部 15cm

長期的には各地域の環境特性を反映した底生動物

×15cm）で底質を 3 回採取し、目合 250µm のネッ組成に回復すると考えられた。

トでふるった残渣を 10%ホルマリンで固定した後、

図2
図1

琵琶湖湖辺の養浜有無各 3 地点における底生養浜有無各 3 地点における底生動物の組成・生息密度と環境条件に基づく冗長性分析（RDA）

動物の組成・生息密度（2019 年 4 月～2020 年 11 月）。

第 1・第 2 軸による地点スコアの座標化結果。

50

P-27

浅い湖沼におけるベントスと植物プランクトンの食物連鎖の解明
李 若氷（京都大）,大西雄二（京都大）,木庭啓介（京都大）
蔡 吉（滋賀県）,中野伸一（京都大）

１．はじめにでは灰色の砂質で底生シアノバクテリア

湖沼では、表層に植物プランクトンなどの独立

Aphanothece stagnina が多く生息していた。この底質栄養生物を起点とする生食連鎖、底泥ではベントスの違いはδ15N にも反映しており、三種類のベントスなどの従属栄養生物から構成される腐食連鎖がそのδ15N 値は、B 地点のものが A 地点のものより～2‰

れぞれ卓越する。これらの食物網は、それぞれ独立

高いことが観察された。

ではなく、粒状有機物の沈降や鉛直移動を行う魚類

A 地点で採取したユスリカは、全てオオユスリカ

や動物プランクトンにより互いにつながっている（Chironomus plumosus）であり、B 地点に於いてはと予想される。

2020 年と 2021 年の冬場（1-3 月）で大量発生したユ湖沼の底泥において最も重要な消費者は、ベント

スリカはほぼ全部ビワヒゲユスリカ（ Biwatendipes

スである。ベントスの餌資源は、表水層で生産されmotoharui）であった。前者は貧酸素環境への耐性がた植物プランクトンを含む沈降粒子、底生藻類およ

高く、A 地点の底泥でも生息可能であるが、後者はびデトリタスである。本研究では、湖沼表層と底泥

体色が淡く、溶存酸素が高い冬場のきれいな砂質のとの物質循環のつながりを解明するために、ベント水底を好む。顕微鏡観察ではオオユスリカの胃内容

スごとの食性、特に表層で生産された植物プランク

物ではデトリタスが優占しており、ビワヒゲユスリ

トン由来の有機物の餌資源としての重要性を解明

カのそれは主に前述の A. stagnina であった。

し、上記２つの食物網のカップリングにより駆動す

A 地点のベントスのδ13C 値から、沿岸陸上植物由る鉛直的物質循環を解明することを目的とする。

来の炭素がベントスの食物連鎖に入っていると考えられた。 2019 年夏に A 地点で採取したユスリカのδ13C は低い値（～-40‰）を示したのに対し、2020

２．材料と方法
琵琶湖南湖（水深~2.2m、大津市下阪本、A 地点）

年夏のユスリカのそれは比較的高かった（～-30‰）。

と木浜内湖（水深 ~1.6m、守山市、B 地点）にて、前者の低いδ13C は、高い気温と少雨の影響で底層の2019 年 5 月から 2021 年 4 まで月一回（7 月と 8 月

溶存酸素が低下し、貧酸素環境を好むメタン酸化菌は二回）サンプリングを行った。それぞれの調査地（ Methane-oxidizing bacteria,MOB ）由来の低い δ13C

点において、透明度、RINKO Profiler（FE Advantec）の炭素が食物連鎖に関与している可能性を示唆しによる水温、溶存酸素、クロロフィル a 濃度の測定た。

を行った。ベントスは、エックマンバージ採泥器で3 回採取し、同時に餌としての底泥有機物を評価するための安定同位体比分析用サンプルも採集した。
植物プランクトンは、湖水 250mL を採集し、酸性ルゴール液で固定した。また、10L 以上の湖水をプランクトンネット（ 150μm と 20μm ）で濃縮し、餌としてのプランクトンを評価するための安定同位体
比分析に供した。
３．結果と考察
両サイトの底泥は違う性質を示しており、A 地点の底泥は黒い泥質の貧酸素環境である一方、B 地点

図 両サイトの各種類ベントスの C と N 安定同位体比の変動

51

P-28

Application of a Novel Cadmium-sensitive Fluorescence Probein In-vivo Detection and Quantification of Cadmium Bioaccumulationin the Freshwater Cladoceran: Moina Macrocopa*Thilomi Samarakoon (Saitama University), Takeshi Fujino (Saitama University),

Masayori Hagimori (Mukogawa Women’s University), Rie Saito (National Institute of Environmental Sciences)
1. Introduction

any sign of immobilization until the end of the exposure

Cadmium (Cd) is a toxic heavy metal which causes

assessment. Neonates exposed to Cd ≥750 µg/L did notadverse health effects in humans and animals. To

survive until 48h. Furthermore, the 24 and 48h medianunderstand the potential risks of Cd exposure, it iseffective concentrations (EC50) for immobilization were

important to determine its bioaccumulation, where

calculated as 260.84 and 114.59 µg/L, respectively.

fluorescence probes; an emerging tool to detect andFluorescence images analysis showed a concentration

quantify target molecules in a desired medium, could be

dependent Cd bioaccumulation (Figure 1), and the mean

employed with numerous benefits in comparison to thefluorescence intensities showed a significant positive

conventional methods. In the present study, a novel

correlation with Cd concentrations in exposed media as

cadmium

well as with the calculated percentage immobilizations

selective

synthetic

fluorescenceprobe(4-(methylsulfanyl)-6-(pyridine-2-yl)pyrimidin-2-amine)(r=0.943, p<0.05 and r=0.972, p<0.05, respectively).

was used to detect and quantify the bioaccumulation of*

Cd in the freshwater cladoceran Moina macrocopa.

**

2. Materials and Methods
Exposure experiments were conducted with female M.

*

macrocopa neonates (<24h old) obtained from clonal**

cultures excluding first brood progenies. The neonates
were exposed to a series of Cd concentrations (1-1000µg/L) prepared in aerated tap water along with a control
for 48h under semi-static conditions (3 replicates, n=10

Figure 1. Mean fluorescence intensities (±SEM) of the

per replicate). Immobilization was recorded daily. Upon

fluorescence images of Moina macrocopa exposed to Cd

termination of the exposure, all surviving neonates were(0-500 µg/L) (* - p<0.05, One-Way ANOVA)

incubated with the fluorescence probe (100 µmol/L)
prepared in 1% dimethyl sulfoxide (v/v %) for 1h after

4. Discussion

sequential washing with aged tap water and phosphate

The results of the present study indicated abuffered saline (0.01 mol/L). After incubation, thesignificantly

higherCdbioaccumulationinM.

neonates were imaged by a fluorescence microscope

macrocopa exposed to Cd ≥5 µg/L in comparison to the(BZ-X810, Keyence Corporation, Japan) using 4xcontrol group. In conclusion, the present study revealed

objective lens and BZ-X filter DAPI (Model OP-87762).

the potential use of the novel Cd selective fluorescence

Fluorescence intensities of the images were determinedprobe in the detection of Cd in living organisms as a tool

using ImageJ software (National Institutes of Health,of screening Cd contamination in aquatic habitats.

USA) with background corrections.

Further, application of the fluorescent probe to identify
the toxicokinetics of Cd and identification of molecular

3. Results

and biochemical effects of chronic exposure to sublethal

Percentage immobilization in M. macrocopa was

Cd concentrations are recommended for future studies.

increased with increasing Cd concentrations andReference: Hagimori M. et al. (2021). Journal of

exposure duration, where control groups did not show

Fluorescence, 30(3):33983566.

52

羽化殻を利用した

P-29

琵琶湖北湖における大型トンボ類の分布*奥田達也 （滋賀大学大学院），石川俊之（滋賀大学）

１．はじめにった（六山・広瀬, 1966）が，本調査では 326 個体

琵琶湖とその湖岸周辺では国内に生息するトン

中，26 個体であり，半世紀の間で優占種が変化してボ種の約 1/4 が確認されている（河瀬ら, 2018）。まいたことが示された。六山・広瀬（1966）では，南た，琵琶湖ではオオサカサナエ Stylurus annulatus

湖において地点によって優占種が異なっており，堅やメガネサナエ Stylurus oculatus など，国内では分田ではメガネサナエが優占していた。しかし，本調布が限られているトンボも確認されている（河瀬査では南湖の湖岸全 10 地点において優占種はウチら, 2018）。このことから，琵琶湖は国内におけるトンボ類の重要な生息場所であると考えられる。

ワヤンマであり，本種が優占種となっている地点は

しかし，琵琶湖全域におけるトンボ類の調査は定湖湖岸で得られる羽化殻に占めるメガネサナエの性的なものは実施されているものの，定量性が高い調査は六山・広瀬（1966）以降，約半世紀行わ割合が大きく減少しており，優占する場所も消失しれていない。そのため，琵琶湖におけるトンボ類の群集組成について定量的な議論が十分に行わ

北湖全域の調査（2020 年）では 4 科 8 種 558 個体

見られなかった。このことから，約半世紀の間に南たことが示された。
（同定不能 139 個体含む）の羽化殻が得られた。これていない。そこで，本研究では琵琶湖湖岸において羽化殻と GPS を用いた定量的な調査を行い，の内，メガネサナエが 209 個体，オオサカサナエがトンボ類の分布と生息環境を明らかにする。

ンマは 72 個体であった。このことから，北湖にお105 個体であった。南湖で優占種であったウチワヤ
いてはメガネサナエ属 2 種が優占種となっているこ

２．材料と方法とが示された。

羽化殻調査は，2018 年の 6 月下旬～8 月下旬に琵

全 33 地点中，メガネサナエが優占したのは 16 地

琶湖南湖（以下，南湖）の湖岸 10 地点を各地点 5点で，主に北湖東岸や南湖に近い地点が多かった。

回（内 1 地点のみ 4 回）
，総延長 5015m の範囲で行

オオサカサナエが優占したのは全地点中 10 地点で，い，2020 年の 7 月上旬～8 月上旬に琵琶湖北湖（以北湖西岸で広く優占種となっていることが明らか

下，北湖）の湖岸 33 地点を各地点 2 回（内 2 地点となった。ウチワヤンマが優占したのは全地点中 3は 1 回），総延長 5196m の範囲で行った。また，2021

地点で，北湖北部であった。また，六山・広瀬（1966）

年 7 月に北湖と南湖の境界である真野川河口においでは北湖西岸でメガネサナエ属 2 種の個体数が少なて 2 回，総延長 1321m の範囲で羽化殻調査を行った。

いとされていたが，本調査では南湖との境界まで広各調査において，調査時には GPS を用いて調査距く分布しており，個体数も多いことが示された。

離と羽化殻の位置を記録した。

真野川河口で行った調査（2021 年）では，431 個
体（同定中）が得られた。この調査では，南湖に近３．結果と考察い地点から北湖に近い地点に移るにしたがって，優

南湖全域の調査（2018 年）では，6 科 8 種 326 個

占種がウチワヤンマからメガネサナエに変化する体（同定不能 76 個体を含む）の羽化殻が得られた。

傾向があることが明らかとなった。

この内，ウチワヤンマ Sinictinogomphus clavatus が本発表では，南湖と北湖におけるトンボ類の種組

176 個体と半数以上を占め，南湖で優占種となって成の差異やより細かな地点における差異について，いることが示された。1960 年代の調査では，南湖の関連する環境要因から考察を行いたい。

優占種がオオヤマトンボ Epophthalmia elegans であ

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P-30

High temperature tolerance of Chironomus sulfurosus and its molecular mechanisms* Tettey Afi Pamela1, Sotaro Fujii1 and Kawaii Koichiro1

Hiroshima University, Graduate School of Integrated Sciences for Life, Department of Bioresources
Sciences1

１．はじめに

３．結果

The highest survival rate was recorded at 30°C,
Organisms employ adaptive mechanisms when faced

followed by 25°C then 35°C. Some heat shock proteins

with any stressor or risk being wiped out. Heat shock

responded to an increase in high temperature. The

proteins have been widely studied to determine theirrelative expression levels of all HSPs were lowest at

involvement in stress tolerance among various organism

30°C. At 25°C, HSP90, HSP70 and HSP67 had theof which chironomid species have been no exception.

highest expression. At 35°C, HSP68, HSP6-, HSP27 and
HSP23 were highly expressed.

４．考察

In this study, we have demonstrated that expression ofgenes coding several members of HSP groups are linked
to temperature tolerance. The expression of heat shock
２．材料と方法

proteins varies from one species to another, andWe examine the survival and expression of genes

depending on the species they may be upregulated,encoding seven (7) heat shock proteins (HSP90, HSP 70,

downregulated or remain unchanged. The upregulation

HSP68, HSP67, HSP60, HSP27 and HSP23) fromof HSP90, HSP70 and HSP67 may indicate that 25°C is

Chironomus sulfurosus larvae reared from 1st instar for

not the ideal rearing condition for C. sulfurosus. These

10 days at 25°C, 30°C and 35°C.

results and future studies at both the transcriptome andproteome level will improve the information needed to
predict the future geographic distribution of these
species within the context of global warming.

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P-31

淡水生ハリガネムシ 2 種の宿主選択について*谷聖太郎，河合幸一郎（広大院・統合生命）
生昆虫からの脱出により発見され、それ以外は宿主

１．はじめに類線形動物門ハリガネムシ綱のうち、淡水に生息

脱出後の遊泳期あるいは乾燥状態で発見された。

するハリガネムシ目（Gordioida）は、カマキリやカ

ハリガネムシ試料の塩基配列を用いた分子系統解

マドウマ、ムカデなど陸生節足動物の内部寄生者と析の結果、系統樹は遺伝的距離が 0.15 程度（TN93

して知られる水生生物群である。そのうち、国内にモデル）の 2 群に分岐し、それぞれが国際塩基配列生息する 2 種：Chordodes formosanus; C. japonensis

データベースに登録された 2 種の DNA データと高は、ともにカマキリ等に寄生するとされているが、い近縁性を示した。従って、この 2 群のいずれに属

分類に用いられる表面構造が非常に類似し、過去にするかを分類の基準として、C. formosanus はカマキ

混同されてきた可能性が高い。

リ目 5 種及びバッタ目 1 種に寄生し、C. japonensis

本研究は、命名以来不足している 2 種の生態学的はカマキリ目 1 種及びバッタ目 1 種に寄生していた情報の充実化を目的とし、主に陸生宿主との関係にと推定され、宿主昆虫は互いに重複しなかった。まついて調査と実験を行ったものである。

た、遊泳期に発見された 2 種は、ともに集水弁等の同所的環境に棲息していた。

２．材料と方法
ハリガネムシ及び宿主の採集と種同定

寄生実験の結果

寄生種と宿主種の関係を調査するため、広島大学

経口摂取により、ハラビロカマキリ・チョウセン

東広島キャンパス周辺の河川敷やため池周辺でハカマキリでは寄生が誘発されたが、オオカマキリでリガネムシ及びその宿主生物を採集した。宿主試料は寄生が見られなかった。オオカマキリとチョウセは外部形態から種を同定し、ハリガネムシ試料は、

ンカマキリは同属の近縁関係にあり、体サイズを含体中部を切り出して DNA を抽出し、PCR によりミめた形態や出現時期が類似するにもかかわらず、C.

トコンドリア DNA の COI 遺伝子内部領域を増幅しformosanus の寄生能には差が見られた。また、このて塩基配列を決定し、分子系統解析により種同定を結果は前述の調査で見出された寄生者と宿主の種行った。

の対応関係に合致する。

宿主への導入による寄生実験

４．考察

研究室内でそれぞれ 1 卵塊より孵化させたカマキ

寄生－宿主関係について

リ目昆虫 3 種（オオカマキリ Tenodera. sinensis；チ

これらの調査・実験から、ハリガネムシ 2 種は、

ョウセンカマキリ T. angustipennis；ハラビロカマキ

ともに宿主としてカマキリ目昆虫だけでなくバッ

リ Hierodula patellifera）に対し、同じく研究室内でタ目昆虫を利用しており、2 種が同所的に棲息する孵化させた C. formosanus 幼体を経口摂取させ、宿主

東広島キャンパス周辺においては、それぞれが異な種に対するハリガネムシの寄生能について検証しる宿主を利用していたことが判明した。さらに、C.

た。摂取はカマキリ幼虫に対して行い、宿主の羽化

formosanus は、多種の昆虫を宿主とする一方で、種後、腹部を水没させ、さらに死亡後に解剖を行い寄レベルの宿主特異性を有することが示唆され、この生の有無を判断した。

特異性の違いが 2 種の宿主重複を防ぎ、競合を回避させる効果を持つ可能性がある。

３．結果

今後は、検証する宿主種を増やし、さらに同様の寄生者と宿主の調査結果

実験を C. japonensis に対しても実施することで、宿計 67 個体のハリガネムシ試料が得られた。このう

主をめぐる 2 種の関係解明に取り組みたい。

ち 35 個体はカマキリ目 6 種及びバッタ目 2 種の陸

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P-32

神戸市内の湿地に生息するイトウホソバトビケラの生活史*渡辺昌造 （ひとはく地域研究員）

イ ト ウ ホ ソ バ ト ビ ケ ラ Molannodes itoae
Fuller et Wiggins, 1987 は、ホソバトビケラ科
コガタホソバトビケラ属に属する国内唯一種で、極東アジアのサハリン、国後島、北海道、本州に分布する。本州では、岡山県を分布の西限として、
新潟、三重、大阪など各地にみられるが、局所的採集時の気温 0.7～27.9℃、水温 —0.6～27.2℃、
pH5.0～7.0 であった。採集した幼虫の頭幅の頻度
分布は、飼育ふ化幼虫のデータを含めて、1～5齢とみられる 5 個のピークを示した。齢と各齢の頭幅平均推定値（対数変換）との直線の傾きから、各齢間の増加率は 1.42 倍であった。幼虫各齢の出現時期は、2 齢は 7 月～9 月、3 齢は 2 月～3 月、で個体数は少ない。河川上流の湧水域や細流および小湿地に生息し、幼虫は、細かな砂粒で、背腹9 月～11 月に、4 齢は 1 月～3 月、11 月に、終齢（5 齢）は 2 月～5 月、11 月～12 月だった。成虫に扁平な盾形の携帯巣を作る。本種と近縁の普通種ホソバトビケラ Molanna moesta Banks の生活史
は、兵庫県では 1 年 2 化とされているが、本種のは、2017 年 5 月に幼虫飼育により羽化成虫を、
2018 年 6 月、2019 年 6～7 月、2020 年 5～6 月に野外で採集された。湿地周辺の樹木枝先のスイー

生活史の詳細は明らかになっていない。今回、兵ピングではオスが、ライトトラップではメスが多庫県で初めて、神戸市内の小湿地で本種が繁殖していることを確認し、本種の成長ステージの季節
消長、成虫飼育による産卵・ふ化について、若干く採集された（Fisher’s test, p<0.001）。オスの前翅長は、5.5～6.5mm、メス 6.0～7.5mm だった。室
温下で飼育した成虫のメス 10 頭のうち 1 頭が、の知見を報告する。

採集 2 日目で産卵し、産卵後 14 日間でふ化幼虫 5１．はじめに個体を得たが、残りの卵の発生は進まなかった。
２．材料と方法

調査地は、兵庫県神戸市北部の丹生山系内の湿４．考察地群のうちの小湿地 1 か所である（神戸市北区山田町, 34.77542°N, 135.18297°E, 標高 461m）。調

本調査では、採集圧を抑えるため、採集範囲、回数を限定したことから、採集個体数が少なく、査期間は、2016 年 3 月 21 日～2018 年 7 月 24 日の期間、月 1 回、個体群の保全に配慮して採集場所を限定し、ハンドネット（幅 30cm、目合い 1mm）

全く採集できなかった採集月もあった。したがって、各齢幼虫の正確な出現時期を明確にすることができなかったが、終齢幼虫を 3～5 月に、成虫で底泥を搔き取り（30cm 長×3～4 回）、バット内の幼虫を採集した。幼虫は、エタノール 70％で保存後、双眼実体顕微鏡（Nikon SMZ800）を用い、倍率 76 倍で頭部撮影を行い、画像ソフト ImageJ
により頭幅の測定（最小 0.001mm）を行った。成虫は、2016 年～2020 年の夏季に、湿地周辺をネットスイーピングあるいは小型ライトトラップ（4W×3）により採集し、1 頭ずつ、穴あきフィを 5～7 月に、2～3 齢幼虫を 7～9 月に採集していることから、本種個体群の生活環は、1 年 1 化と推測できる。一方、2～3 月に 3 齢幼虫が、11～12
月に 5 齢幼虫が出現したことから、秋から冬にかけた幼虫の成長速度には大きな差があることがうかがえ、さらに詳細な調査が必要である。メス
成虫はライトトラップで多く採集されたが、飼育下で産卵したのは、日中に行ったスイーピングでルムケースに入れ、保冷（11～21℃）または室温（18～28℃）で飼育した。幼虫の頭幅の頻度分布にもとづいて、各齢の頭幅の混合正規分布を推定採集した 1 頭のみだった。ライトトラップに誘引されたメスは、産卵を終えていた可能性があるが、飼育条件が不適合であった可能性もある。また卵し、平均推定値を求めた。

の発生が卵塊の一部にとどまった要因も、飼育環境が不適合であった可能性があるが、本種の繁殖生態の解明には多くの課題がある。

３．結果

調査期間で、
幼虫 94 頭、成虫 35 頭を採集した。

56

P-33

トビケラ体内への Cs 移行に関する濁度の影響について*永岡洸介, Shrestha Ashok Kumar, 藤野毅(埼玉大・理工）
野本健志（建設環境研究所・環境分析）

2-3 高濁度における生物暴露試験

１．はじめに2011 年 3 月の福島第一原発事故によって高かった

河川生物は環境省調査でも放射性セシウムが依

空間線量は現在、着実に減少している。しかし福島然として高濃度となったヒゲナガカワトビケラ（以県内の河川生物の放射能汚染は続いており、未だに下、トビケラと略す）幼虫を用いた。2021 年 7 月

出荷制限の基準値 100 Bq/kg(wet)を超える箇所も残23 日に埼玉県寄居町を流れる荒川にてヒゲナガをる。環境省は現在まで年 4 回の放射能汚染調査を行採取し、温度と光条件を制御した部屋でスターラーっている。本研究ではまず並行して行われた水質調により流水を維持した水槽で１つ当たり 25 個体飼

査結果を用いて福島県内の 4 河川を対象に水生生物育した。

の放射性セシウムの移行について関連を分析した。

濁度として、前節で用意した Cs を含んだカオリ

その結果、特に河川中の濁度が高いほど水生生物体

ナイトと粉末セルロースを水槽に入れて、この間は内の放射性セシウムが高くなる傾向が見られたた

餌を与えず開始から、3、6、12、24、48 時間後に 5め実験によって検証することを試みた。

個体ずつ分取した。個体を 99％エタノールで固定し、乾燥させ、体内の Cs 濃度を計測した。

２．方法と材料

2-1 放射性セシウム(137Cs)移行度合いの統計解析

３．実験結果2012 年から 2019 年までの環境省のモニタリング

吸着実験：実験ケースとして Cs 濃度 10 mg/ L を

データを用いて福島県内の宇多川、真野川、新田川、除いて全てでカオリナイトよりも粉末セルロース

太田川において 11 種の水質指標を従属変数、移行の方が多く吸着した。また両方とも初期の Cs 濃度

137

Cs 濃度)を独立が高いほど吸着率は減少した。液中に取り残される変数として重回帰分析を行った結果、第一に選択さCs イオンの割合が増加するのは、吸着媒が飽和に近れた最も重要度が高いとされる独立変数は３つのづいたためと考えられる。

係数(生物体内のCs 濃度/水中の137

河川で濁度、太田川のみ溶存酸素濃度であったが濁脱着実験：塩化カリウムでの脱着実験について、

度は 2 番目に重要度が高い項目として選定された。

Cs の初期濃度が 0.5 mg/L のときは全く脱着が起きなかった。濃度が低く塩化カリウムと反応しなかっ

2-2 懸濁物のセシウム(Cs)吸着・脱着実験

たと考えられる。全体としてカオリナイトよりもセ
ルロース粉末において多量の Cs が脱着した。

河川の濁度は様々な懸濁物質が流下していることを反映し、それは無機の粘土鉱物と生物遺体の２

トビケラ曝露実験：6、12、48 時間後はカオリナ

つに大別される。粘土鉱物としてカオリナイト、生イトを浮遊させた水槽の方がトビケラ体内の残留物遺体として粉末セルロースを用い、各 0.5 g を別々

Cs 濃度が有意に高かった。カオリナイトは時間が経に遠沈管に入れ、0.5、2.0、10、40、60 mg/L の塩化

つほどトビケラ体内の Cs 濃度が高くなる傾向にあセシウムを 12 mL 加え、タッチシェイカーで 3 分間ったが、粉末セルロースについては 48 時間後に減振とうした後、遠心分離機で 3500 rpm の回転数で少した。なお、32 時間後の観察よりトビケラは水槽

20 分間遠心分離した。水溶液をろ過して上澄み液の底部で巣を作り始めていたことが観察され体内へ

Cs 濃度を ICP-MS で計測した。水溶液中の Cs 濃度の摂取量に影響したことも考えられる。

の減少から吸着量を算定した。次に、1 M の塩化カセシウムの吸着物質の違いによる影響および濁リウムを 12 mL 加え同様に遠心分離させて Cs 濃度度の規模の違い、また曝露後の排せつの影響についを計測し、その増加量から脱着量を算定した。

ては今後も引き続いて確認する。

57

P-34

淀川ワンドの二枚貝およびタナゴ類におけるマイクロプラスチックの汚染実態*相子伸之・近藤美麻・今川愛佑美（大阪環農水研）
近藤 泰仁・田中 周平（京大院・地環）を取り試料とした。

１．はじめに大阪府を流れる淀川の沿岸には、「ワンド」と呼ばそれぞれの試料は、10％（w/v）-KOH 溶液を加え、れる独特の入江構造がある。このワンドによりもた

55℃の温度条件で数日間有機物を変性させた。そのらされる複雑な構造は、多くの水生生物のすみかと試料を、100 µm 目開きのプランクトンネットで濾過なっている。例えば、多くの種が国もしくは都道府し、残渣と濾液に分け、濾液はさらに 10 µm 目開き

県のレッドリストに記載されているタナゴ類は、淀のプランクトンネットで濾過した。100 µm あるいは

川ではワンドをすみかとしてきた。タナゴ類はイシ

10 µm 目開きのプランクトンネットで濾別した残渣

ガイ目二枚貝を産卵場所とする生活環をもっていは H2O2 を加えて 55℃で数日間夾雑の有機物を分解るが、イシガイ目二枚貝もまた全国で生息数の減少した。十分に夾雑の有機物が分解した試料は再びそが懸念されており、ワンドはタナゴ類やイシガイ目

れぞれの目開きのプランクトンネットで濾過し 100

二枚貝をはじめとした希少な生物の貴重な生息場µm 以上あるいは 10-100 µm の MPs として分析を行となっている。

った。100 µm 以上の MPs の同定には、ATR-FTIR 装
置を、10-100 µm の同定には顕微 FTIR 装置を用い淀川の水源となっている琵琶湖では、マイクロプ
ラスチック（以下、MPs）が検出されており、琵琶た。

湖から流出した MPs は淀川に流下し、ワンドや流れ

３．結果と考察の緩やかな本流で滞留することが考えられる。

底泥では、100 µm 以上の MPs の個数密度は、0.1

二枚貝は餌のプランクトンや懸濁した底泥中の～5.9 個/gDW、10-100 µm は 11.5～232.9 個/gDW であデトライタスを含む水をとりこみ、エラでろ過してり、10-100 µm で 1～2 オーダー高く検出された。

必要なものを体内に取り込む。また、タナゴ類もプイシガイに含まれる 100 µm 以上の MPs の個数密ランクトンだけでなく、デトライタスを好んで食べ

度は、エラとその他の軟体部で、それぞれ 0.0～4.3

る。水中や底泥に MPs が分布していれば、MPs を摂と 0.0～3.3 個/匹、10-100 µm ではそれぞれ 25.0～55.0

取ことになることになり、生体に影響を及ぼすことと 7.5～70.0 個/匹であり、底泥と同様に 10-100 µmが懸念される。そこで本研究では、淀川の本流およで 1～2 オーダー高く検出された。また、地点 G のびワンド内に生息する二枚貝、およびタナゴ類の体タナゴでは、100 µm 以上の MPs の個数密度は、腸の中に含まれる MPs を調査した。

管と産卵管でそれぞれ 0.8 と 0.0 個/匹、10-100 µm で２．材料と方法は 13.0 と 17.0 個/匹であり、10-100 µm で高く検出

淀川の上流から順に A～H 地点の本流あるいはワされた。

ンドより、底泥を採取した。この地点のうち、地点

淀川ワンドあるいは本流の底泥ではいずれの地

C、D、F の本流、および地点 E、F、G、H のワンド点でも MPs が検出されたことから、広く MPs に汚では二枚貝のイシガイ（Nodularia douglasiae）を採染されており、特に小さいサイズの MPs の個数密度取した。さらに、地点 G のワンドではタイリクバラが高いことが明らかになった。イシガイやタナゴはタナゴ（Rhodeus ocellatus ocellatus：以下、タナゴ）

巻き上がった底泥などを採餌する際に MPs も誤飲をそれぞれの地点で採取した。イシガイは 1～2 個

していることが考えられる。また、タナゴの産卵管

体を１つの試料として、殻から軟体部を取り出し、から検出された MPs の汚染経路については不明で

エラと腸管内を含むその他の軟体部とに分けて測あり、今後解明する必要がある。

定した。タナゴは、腸管、あるいは雌個体の産卵管

謝辞58

本研究は JSPS 科研費 19K12427 の助成を受けたものです。

9 月 21 日（火）
，A 会場
一般講演
O-A01〜O-A16

59

ミジンコの種内多様性はどのように維持されるのか

O-xx： ：異なる日長応答に基づく生活史戦略の違いがもたらす共存*大竹裕里恵 （兵庫県立大・情報科学, 東京大・総合文化），山道真人（クイーンズランド大学）,
平田優香, 小田切悠（東京大・総合文化）, 吉田丈人（地球研, 東京大・総合文化）
１．はじめに生物の種多様性や遺伝的多様性がどのように維持されるのかは、生態学で広く取り組まれてきた課題である。この解明は、近年深刻化している生物多様性の減少への対策を講じる上でも重要となる。多様性の維持には、類似した資源や生息地の利用をめぐって競争する近縁種や種内遺伝子型の共存が必要になる。種子や休眠卵といった休眠ステージは、
これらの競争の影響を緩和し共存を可能にし得ると示されており、この共存機構はストレージ効果と呼ばれる。ストレージ効果による共存に、近縁 2 種や遺伝子型間での休眠打破のタイミングの違いが寄与すると示されてきた一方で、休眠導入の違いの寄与については理解が限られてきた。本研究では、休眠ステージを持つ代表的な生物であるミジンコ（Daphnia pulex）の種内遺伝的系統に着眼し、種内で休眠導入戦略に違いがあるか、これが共存に寄与するかの検証を試みた。また、異なる休眠戦略を取る機構として、日長応答の違いに着目した。
２．材料と方法
日本に生息する D. pulex の遺伝的に離れた 2 系統を用いた（JPN1 系統、JPN2 系統）。いずれも絶対
単為生殖性であるため、交雑は起こらない。2 系統の出現が報告されている深見池（長野県）から採集
した湖沼堆積物を用い、共存時期にあたる堆積物層から休眠卵を採集した。これを孵化して取得した個体を継代培養し、実験に使用した。1 系統につき、7つの異なる休眠卵に由来する株を用いた。
まず、室内実験により各系統の競争能力と、日長に対する休眠応答を評価した。いずれも、日長 2 条件（長日・短日）と餌 2 条件（高濃度・低濃度）の計 4 条件で実験を行った。競争能力は、JPN1 の 1
株と JPN2 の 1 株を、4 個体ずつ同じ瓶に入れ培養し、最終的な個体数の比率を分析することで評価した。この組み合わせは、7 株×7 株の総当たりで行った。培養条件は休眠応答の検証を行った 4 条件と共通で、最終日の系統を PCR-EFLP で判別した。
休眠応答は、
1 株につき 5~10 個体を単独で培養し、休眠卵を抱卵した個体の割合を休眠移行率として評価した。3 回目の抱卵まで観測した。
これらの室内実験で見られた休眠応答・競争能力で 2 系統の長期共存が生じるかを数理モデルシミュ

60

レーションにより評価した。
３．結果
競争実験の結果、短日条件で JPN2 の優占率が増加した。また、JPN1 が優占した組み合わせは見られなかった。休眠応答を評価した結果、競争劣位であった JPN1 が短日条件で休眠しやすい傾向を示した。JPN2 は短日・低濃度餌条件でもほとんど休眠移行が見られなかった。数理モデルシミュレーショ
ンの結果、2 系統の共存には年ごとに増殖シーズンの長さが変動する必要があり、このばらつきが大きいほど共存領域が広くなる、即ち共存が起こりやす
くなると示された。加えて、競争劣位の JPN1 の休眠移行が早期に起こるほど、共存領域が拡大した。
４．考察
今回対象とした D. pulex の 2 系統は競争能力に差異があり、日長応答の違いにより異なる休眠戦略を取っていると示唆され、競争劣位である JPN1 が、短日条件において休眠しやすい傾向が見られた。短日条件は季節シグナルとして機能することから、
JPN1 が増殖に不適となる秋から冬の時期に、短日刺激に鋭敏に応答して早期に休眠に移行する戦略を取っている可能性が考えられる。これが、JPN2との競争回避となることで共存が促進されている可能性が考えられる。数理モデルシミュレーション
は、この休眠開始時期の違いによる長期共存の促進を支持した。年ごとの増殖シーズンの長さのばらつ
きによってもたらされた共存が、競争劣位型 JPN1の早期休眠傾向により促進されるといえる。増殖シーズン長のばらつきは、気温などの環境条件によってもたらされると考えられる。増殖シーズンが長い
年は競争能力の高い JPN2 が有利になる一方、増殖シーズンの短い年は休眠導入の早い JPN1 が十分数の休眠卵を残せるため有利になる。それぞれの系統が有利な年に産んだ休眠卵により不利な年をやり過ごすことで、2 系統が共存している可能性が考えられる。このような、環境条件のばらつきやそれによる有利系統の変動、休眠ステージを介した競争影
響の緩和は、ストレージ効果による共存機構に合致する。以上より、D. pulex 種内 2 系統は、異なる休眠戦略により、ストレージ効果を介して共存している可能性、系統ごと異なる休眠戦略取る機構として日長応答の違いが寄与している可能性が示された。

O-A02

ダム湖動物プランクトン群集の構造決定機構：
全国のダム湖間比較による解析*鈴木碩通（東北大学・理学部）
一柳英隆（水源地環境センター）
占部城太郎（東北大学大学院・生命科学研究科）
有効貯水量・曝気の有無・築年数に加え, 年間降水量に１．はじめに近年の群集理論では, 生息場所の環境や生物間相互作

集水域面積を乗じて有効貯水量で除すことで算出した用だけでなく, 生息場所の大きさや地理的な位置が, 生

水の滞留時間の指標も加えた。④には緯度・経度を物種の分散を通じて群集構造に影響を及ぼすことが指dbMEM（distance-based Moran’s eigenvector maps）によっ

摘されている。動物プランクトンは群集調査が容易であて様々な空間スケールに変換した Moran 固有値と標高をり, 水圏生態系において低次生産と高次生産をつなぐ重用いた。

要な役割を果たしていることから多くの研究が行われ,解析にあたっては, 上記のデータセットを用いて植物プランクトンによる栄養状態や魚類による捕食圧

distance-based RDA（dbRDA）を行い, さらにその算出結がその群集構造に大きな影響を及ぼしていることが示果を分散分割（variation partitioning）することで群集構造されてきた。しかし, 動物プランクトンの群集構造が生に対する各要因の寄与率を評価した。また, 各動物プラ

息場所（湖）の大きさや地理的な位置にどのような影響

ンクトンタクサの在不在データを目的変数とし, ①〜④を受けているかは良くわかっていない。

の要因を説明変数とした一般化線形モデルから, 種レベ

我が国には大小多数のダム湖が南北に存在する。この

ルでの解析も行った。

うち, 国交省や水源地機構が管理するダム湖では, 河川
水辺の国勢調査により魚類等と共にプランクトン調査

３．結果と考察が行われている。そこで, 本研究では, 河川水辺の国勢

dbRDA では, ①〜④のいずれの要因も動物プランク

調査で得られた南北に点在する大小様々なダム湖のデトンの群集構造に有意な影響を及ぼしていた。また, ④ータを用い, 動物プランクトン群集の構造と①栄養状態においては, 特に大〜中程度の Moran 固有値の寄与率がや②魚類群集との関係に加え, ③ダム湖の大きさ（諸元） 高く, 群集構造に有意な地域性があることが示唆された。
や④地理的位置との関係を解析することで, これら 4 要

次いで, dbRDA の結果を用いて分散分割を行なったと
ころ, ①〜④の要因によって群集構造の約 30%が説明さ因の相対的な重要性について評価した。

れた。その寄与率は, 高いものから④ダム湖の地理的位
置, ③ダム湖の大きさ（諸元）, ②魚類群集, ①栄養状態

２．材料と方法

本研究では, 河川水辺の国勢調査において３巡目と４であった。共分散についてみると, ダムの位置と魚類群

巡目のデータを用い, 解析項目が揃っている計 87 のダ集との共分散の寄与率が高く, 他の変数との共分散を含ム湖についての解析を行った。各ダムの動物プランクト

めた寄与率は, 高い方から, ④, ①, ②, ③であった。こン群集は, 各巡回年で 4~11 月に出現したタクサの在・不の結果は, ダム湖の動物プランクトン群集の構造は栄養在により構成し, 全体を通じて出現頻度が 15%以上のタ状態や魚類群集に影響されるものの, それらの要因よりクサを対象とした。この群集データからダム湖間でのも, ダム湖の大きさや各タクサの分散に関与するダム湖

Sorensen 指数（類似度）を算出して, 本研究の目的変数の地理的な位置に大きく影響されていることを示唆し

とした。

ている。

説明変数には後述の①〜④を用いた。具体的には, ①には TP・TN・クロロフィル a 濃度を用いた。②にはダム湖毎の各魚種在不在データを用い, 出現頻度 15%未満の種を除外してから主座標分析を行い, 得られた主座標
スコアを用いた。③には, 堤高・堤頂長・集水域面積・61

O-A03

琵琶湖におけるタイヨウチュウの生態*吉田潤哉 （京都大・理），中野伸一 （京都大・生態学研究センター）

１．はじめにて水温、クロロフィル a 濃度などを測定した。北湖

タイヨウチュウは、世界中の湖沼や海洋で普遍的では 2 つの異なる水深、南湖では表層から、それぞに見られる単細胞の原生生物である。大きさ数十ミ

れニスキン採水器を用いて採水し、10 ミクロンメッ

クロンの球形の細胞体から多数の軸足を放射状に

シュのプランクトンネットによって試水を濃縮し伸ばしており、その形態が太陽のようであることかて持ち帰った。持ち帰った生サンプルを光学顕微鏡

らタイヨウチュウ（太陽虫）と名付けられた（図 1）。

で観察し、タイヨウチュウの個体数を記録した。

タイヨウチュウは、自ら積極的に動いて餌生物を能鉛直分布の調査では、タイヨウチュウが多く見ら

動的に捕獲するのではなく、軸足に補足された餌生れた 2020 年 10 月に、北湖の複数の水深（0, 4, 8, 12,

物を軸足の収縮によって細胞体へと運搬して取り

16, 20, 25, 30, 50 m）から試水を採取した。上記と同込む待ち伏せ型の戦略をとる。このような待ち伏せ

様に水質を測定し、採取した水は濃縮した。サンプ型の戦略をとる生物は珍しく、タイヨウチュウを研ルは酸性ルゴール液で固定して持ち帰り、沈殿によ究することで、今までにない生物の生存戦略の解明

る濃縮後、顕微鏡で観察し、タイヨウチュウ個体数に繋がる可能性がある。

を記録した。
３．結果と考察調査期間中、北湖では 10 月 26 日に、南湖では 11
月 2 日と 11 月 25 日に、それぞれクロロフィル a 濃
度が高くなった。タイヨウチュウの個体密度は、数週間といった短期間で急激に変動した。個体密度のピークは、北湖、南湖ともに 10-11 月と 4-5 月に見られ、それ以外の期間にはタイヨウチュウはほとん
ど見られなかった。また、北湖と南湖ともに、タイヨウチュウ個体密度とクロロフィル a 濃度に有意な正の相関が見られ（Pearson, 北湖 p < 0.001, 南湖 p <図 1：タイヨウチュウの模式図0.01）、タイヨウチュウと植物プランクトンとの食物

水域生態系の原生生物の生態学的研究は、繊毛虫連鎖が示唆された。北湖においては、水温もタイヨや鞭毛虫といった現存量が高いものが主であり、タ

ウチュウ個体密度と有意な正の相関（Pearson, p <イヨウチュウのような現存量が低い生物に関して0.05）を示した。

はほとんど研究が行われていない。

鉛直分布調査の結果、クロロフィル a 濃度のピー

本研究ではタイヨウチュウの生態を解明するた

ク付近の水深にタイヨウチュウが多く存在した。しめに、琵琶湖においてタイヨウチュウ個体密度の季

かし、タイヨウチュウ個体密度と各種環境パラメー

節変動と鉛直分布の調査を行った。

タとの間に有意な相関は見られなかった。

２．材料と方法
琵琶湖の北湖と南湖の定点それぞれ 1 地点において、2020 年 8 月から 1 年間、毎月 2 回以上の頻度でサンプリングを行った。CTD プロファイラーを用い

62

O-A04

Japanese freshwater zooplankton identification using DNA metabarcoding: from theresult of a mock community experiment.
* Sioud Imane (Tohoku Univ.)
Makino Wataru (Tohoku Univ.)
Urabe Jotaro (Tohoku Univ.)

1.

Introduction
Recently, DNA metabarcoding has gained
traction among researchers, as it allows thesimultaneous identification of many species within
one sample. However, this method may not beappropriate to detect species if there is a large
difference in the Polymerase Chain Reaction (PCR)
efficiency among those, since genes from multiple
individuals of several species are all amplified by
PCR at once. This study aims to examine the degreeof “PCR bias” between three different gene regionsin freshwater zooplankton species and assess thosebiases in order to determine the best gene region(s)for appropriate species identification of Japanese
freshwater zooplankton.

japonicus, which is a common copepod species inJapan (along with Cyclops vicinus), was rarely
detected when using mtCOI, while it was evidently
detected when nr28S was used. On the other hand,another common zooplankton taxa, Thermocyclops
spp., was rarely detected in nr28S, while it was
distinctly detected in mtCOI. It also appeared that
mt12S detected copepods successfully, but failed todetect cladocerans.
4.

Discussion
In mtCOI, which is the most used in HTS,
Daphnia galeata was over-represented, while E.
japonicus and C. vicinus were under-represented
relative to their biomass. That was especially clear
in the case of E. japonicus which is endemic toJapan. Without prior information on E. japonicus’
evident presence, HTS reads could have been
judged as analytical noise, as there is no thresholdvalue delimiting the presence or absence of a
species in HTS metabarcoding. nr28S detected E.
japonicus in a mock community, despite being
barely detected with mtCOI. However, it did notdetect Thermocyclops spp. efficiently, which wasbetter detected with mtCOI. Thus, using both
mtCOI and nr28S in future HTS monitoring is thebest choice for Japanese freshwater zooplankton
communities. Moreover, when monitoring is doneusing HTS in Japan, it is important to carefully
detect E. japonicus, D. galeata, and C. vicinus.
Taxa which were over- and under-represented
compared with their biomass varied with generegions used in the HTS analysis and did not
produce quantitative data.
Therefore, thequantitative nature of zooplankton monitoring data
should be ensured by traditional quantitativecollection methods and traditional counting
operations using a microscope.

2.

Materials and Methods
Samples were collected from the Miharu Dam
reservoir in Fukushima prefecture on June 12th andAugust 21st, 2018. A total of 15 mock communities
were prepared with a defined number of individuals
for every species and denoted as either June, Augustor Mixed (June and August) mock community. The
biomass of each mock community was estimatedand the extracted DNA from each mock community
was amplified in PCR for mitochondrial 12S(mt12S), mitochondrial COI (mtCOI), and the D6
domain of nuclear ribosomal DNA (nr28S). PCR
products were sequenced with a high throughput
sequencer (HTS) using an Illumina MiSeq
platform.

3.

Results
The HTS produced from 48,299 in paired-end
mtCOI reads of an August mock community, to
138,814 in single-end mt12S reads of anotherAugust mock community, of which at least 95%
could be assigned at a species level. The data
revealed substantial differences in PCR efficiency
among species in all gene regions examined, suchthat different species were nearly eliminated indifferent gene regions. For example, Eodiaptomus

63

O-A05湖沼生態系におけるω3 脂肪酸供給量の評価指標の開発に向けたワカサギ脂肪酸組成の解析*新田真弓 （秋田県大院），青森壮汰（秋田県大院），藤林恵（九大院・工），高田芳博（秋田県・水振セ），渡邊美穂（秋田県大・生資），
岡野邦宏（秋田県大・生資），宮田直幸（秋田県大・生資）

１．はじめにエイコサペンタエン酸（EPA）やドコサヘキサエン酸（DHA）などのω3 脂肪酸はその生理活性や膜脂質としての重要性から、水生動物にとって必須の栄養素であり、植物プランクトンなどの生産者によって生態系に供給されている。ω3 脂肪酸は食物連鎖を介して高次の動物に移行するため、ワカサギおよび潜在餌源である懸濁物質中の EPA 含有率に有意な正の相関が報告されている。このことはワカサギを指標とすることで湖沼生態系におけるω3 脂肪
酸の供給量を評価可能であることを示唆している。
魚類は成長期によって EPA や DHA の要求量が異な

図 1 ワカサギの EPA 含有率と懸濁物質の EPA
含有量の 2 カ月移動平均との関係るため、本研究では、湖沼生態系のω3 脂肪酸供給量の評価指標により適したワカサギの年齢を把握することを目的として、秋田県八郎湖においてワカ
サギ当歳魚および 1 年魚と懸濁物質に含まれるω3脂肪酸との関係を調べた。
２．方法
秋田県八郎湖において 2016 年から 2020 年まで、
毎年 6 月から 11 月に月 1 回、湖心付近でワカサギの当歳魚および 1 年魚、懸濁物質を採集し脂肪酸を分析した。得られた全脂肪酸中の各脂肪酸量の割合を算出し含有率とした。特に、ω3 脂肪酸の中でもEPA および DHA について着目し解析を行った。ま図 2た、
ワカサギ当歳魚および 1 年魚の湿重量を測定し、6 月と 11 月の湿重量比を算出した。

ワカサギの湿重量における 6 カ月間の成長率

４．考察
本研究より、湖沼生態系の EPA 供給量を評価する

３．結果には 1 年魚よりも当歳魚がより適していることが明

ワカサギ当歳魚および 1 年魚の EPA 含有率と懸濁らかになった。これは、ワカサギ当歳魚は 1 年魚に物質の EPA 含有量の 2 カ月移動平均との間に有意な比べ湿重量増加率が高かったことから、餌から得た正の関係が見られた（図 1）。特に当歳魚で決定係数

脂肪酸がより反映されやすかったためと推察されが大きく（図 1）、当歳魚の方が懸濁物質の脂肪酸をる。今後は DHA についても解析するとともに、胃反映していることが確認された。

内容物から年齢間の餌の相違を検討する。

また、ワカサギ当歳魚は 6 月から 11 月にかけて湿重量が 3～6 倍程度に増加しているのに対して、1

謝辞：本研究の一部は環境研究総合推進費

年魚は 1～2 倍程度の増加となっており、当歳魚の（5RF-1901）の援助を受けて行われた。

方が湿重量比が高いことが明らかになった。

64

O-A06

雪氷環境に適応した雪氷微生物の積雪内における垂直移動の日周期*小野誠仁 （千葉大），薄羽珠ノ介（千葉大）
竹内望（千葉大）１．はじめに

２．材料と方法

山形県月山の県立自然博物館（標高 750 m）のブ

氷河や季節積雪といった雪氷環境には，雪氷生物とよばれる寒冷な環境に適応した特殊な生物が生ナ樹林帯において，積雪期の 2020 年 5 月 6 日 2 時

息している．例えば，寒冷環境に適応した光合成微から翌日 7 日 2 時までの 24 時間の間，3 時間おきに生物である雪氷藻類や，雪氷藻類を餌とするクマム

積雪表面および内部の白い雪と緑雪を採取した．こシやワムシ，雪面上を歩行するセッケイカワゲラとの地点では，緑雪が毎年現れることが知られている．

いった無脊椎動物などである．雪氷生物は雪氷環境

サンプル採取時には，ブナの葉は展葉していなかっで食物連鎖を形成していることから，雪氷はこれらた．調査中は，気象条件の日変化を明らかにするたの生物群集を含む生態系（雪氷生態系）とみなすこ

めに，林内において気温および日射量の自動観測をとができる．中でも季節積雪では，春の融雪期にな行った．千葉大学に持ち帰ったサンプルは融解後，ると，雪氷藻類が大繁殖し，積雪表面を赤（赤雪）

顕微鏡で形態的特徴を観察し，藻類，微小無脊椎動や緑（緑雪），黄色（黄色雪）といった様々な色に物（クマムシ，ワムシ），菌類の積雪中の個体密度

着色する彩雪現象が見られる．これまでに，カナダ

および細胞濃度を算出した．

の高山帯に見られる赤雪中の藻類構成や，赤雪中の３．結果と考察

藻類を食べるトビムシやダニ，クマムシ，ワムシと積雪サンプルを顕微鏡で観察した結果，主に多様いった捕食者が報告されており，スロバキアの高山な形態の雪氷藻類細胞，2 種類のヤマクマムシ属の帯の赤雪や緑雪からも，雪氷藻類や菌類，繊毛虫，

クマムシとヒルガタワムシ，菌類の 1 種である

微小無脊椎動物の存在が報告されている．また，日Chionister nivalis が含まれていることが明らかにな本の森林帯では，パッチ状に形成される緑雪にクマった．自ら動くことのできない菌類が 1 日を通してムシやワムシといった無脊椎動物が集中して藻類

積雪表面（深さ 0-3 cm）で細胞濃度が高かった（最を食べていることが明らかになっている．いずれの大平均濃度：5.1±2.1×106）のに対し，積雪表面の研究も積雪表面のみに焦点を当てている一方で，積クロロフィル a 濃度は，夜間から朝（2 時-8 時およ

雪中のクマムシやワムシは，垂直方向に能動的に移び 17 時-2 時）には，積雪下層に比べ表面で濃度が動している可能性が新たに示唆されている．これら

高く（最大平均濃度：8.0±4.7×102 µg/L），日中（11

生物の垂直移動は，季節的な変化以外にも，日射強時-14 時）は，反対に積雪表面に比べ下層（3-8 cm）

度，積雪の融解速度，気温といった積雪環境の日周で濃度が高かった（最大平均濃度：1.3±1.0×102

期に伴っている可能性がある．しかしながら，積雪µg/L）．クマムシとワムシは，早朝（5 時）に積雪表

中の生物活動の日周期については全く調査されて面で個体密度が高く（最大平均：1.3±1.5×104 ind/L，

いなかった．そこで本研究では，日本国内の積雪中

2.3±2.5×102 ind/L），反対に日中から深夜（8 時-23に生息する雪氷藻類，微小無脊椎動物（クマムシ，

時）は，積雪下層で個体密度が高かった（最大平均：

ワムシ），菌類について，積雪内分布の日周期を明3.7±5.2×104 ind/L，3.5±5.0×103 ind/L）．以上の変らかにすることを目的とした．今回は，積雪量が多化は，日射量の変化のタイミングによく一致したこく雪氷藻類も豊富に繁殖することで知られる山形とから，積雪中の藻類は，強すぎる日射を避けて積県月山の樹林帯において，積雪表面および積雪内部

雪内を垂直移動しているものと考えられ，微小無脊の各種生物について，形態的分類を行い，個体密度

椎動物も食物となる藻類に合わせて積雪内を垂直の表面分布および垂直分布の調査を行った．

移動するものと考えられる．

65

O-A07渓流においてリター破砕への栄養カスケード効果は一般的か？:
底生動物捕食者の炭素・窒素安定同位体比から示唆されること*太刀掛脩平，加賀谷隆，則定真利子（東大院・農学生命科学）

１．はじめに
河川における捕食者の栄養カスケード効果は、主に魚類捕食者について多数の研究で示されている。
腐食者への捕食圧を介したリター破砕に対する栄養カスケード効果についても理解は進んでおり、底生動物捕食者に関してもリター破砕を遅延させる
効果を検出している研究例は少なくない。栄養カス
ケード効果の正負や強度は、捕食者の栄養段階上の位置と餌種の食性に左右される。底生動物捕食者が与えるリター破砕遅延効果の一般性を判断するには、これらについて明らかにする必要がある。
本研究では、炭素・窒素安定同位体比（δ13C，δ15N）
分析により、渓流の淵のリターパッチに生息する底図. リターパッチに生息する捕食者各種と基礎生動物捕食者について、①栄養段階上の位置には 1

資源の炭素・窒素同位体比．全サンプルの平均段階以上の種間変異があるか、②基礎資源としてリ値を示す．基礎資源のエラーバーは SD．

ターへの依存性が高い種が多いかを明らかにし、リター破砕に与えうる栄養カスケード効果の正負や４．考察強度を予測した。

淡水の無脊椎動物捕食者では、窒素同位体分別が２．材料と方法

3‰を超えることは極めて稀である（Caut et al. 2009;

多摩川水系の 2 渓流で、リターパッチに生息する

Bunn et al. 2013; Brauns et al. 2018）。したがって、本底生動物、リター、付着藻類を冬から夏に採取し、研究で対象とした底生動物捕食者の栄養段階上の1315δ C と δ N を測定した。本研究では、既往知見より位置には、最低でも 1 段階の種間変異があるといえ主に肉食を行うとされる種を捕食者と定義した。する。このことは、これらの捕食者がリター破砕速度

なわち、これらは機会的に動物餌以外も摂食する雑に与えうる効果は、種によって正、負、ほとんど無食性の種を含む可能性がある。捕食者各種は生息場の場合のいずれもがありうることを示す。

がリターパッチにほぼ限定されるパッチ制限種と、

基礎資源としてリターの寄与率が、65％を超える

砂礫底にも生息するパッチ非制限種に区分した。

底生動物捕食者種は存在しなかった。これらの捕食

３．結果者には、リターとともに付着藻類を摂食する腐食者

底生動物捕食者は 18 種が採取され、そのうち 13や、藻類食者を主な餌とする種が少なくないと考え

15

種はパッチ非制限種であった。捕食者各種の δ N は、られる。パッチ制限種においても、リター主食の腐0.0～3.1‰の範囲を示した（図）。リターと付着藻類

食者を主要な餌種とする可能性は低い種が存在し13の δ C は、範囲が重複せず明確に異なった。捕食者た。したがって、基礎資源を消費する底生動物種に各種に対するリターの寄与率は、最大でも 35～63％

対する捕食者の負の効果は、リターを主食とする腐にとどまると推定された。パッチ制限種は、非制限

食者に集中せず生食食物網に分散するため、リター

15

種よりリターの寄与が大きく、δ N の高い種ほどリに対する強い栄養カスケード効果は一般的ではな

ターの寄与率は低かった。

い可能性が高い。

66

O-A08モンカゲロウ属の捕食による粒状態有機物の溶存態有機物への変換*岡部智洋，齋藤達昭，杉山裕子（岡山理科大院・理・総合理）
笠井楓也，片岡翔，竹中大二朗（岡山理科大・理・基礎理）１．はじめにピーク(Ex/Em=340/413 nm 付近)強度が上昇した。

モンカゲロウ属は河川の水環境における主要なA

水生昆虫である。モンカゲロウ属は濾過食者(filterfeeder, filterer)に分類され、そのほとんどは落ち葉などの粗粒状有機物(Coarse Particulate Organic
matter: CPOM)がより細かくなった微細粒状有機物(Fine POM: FPOM)を主に捕食している(Takemon,

B1

C1

B2

C2

B3

C3

B4

C4

2005)。溶存有機物(Dissolved Organic Matter: DOM)
は生物体の分解物などが物理、化学、生物反応などを受けた物質群であり、水質や水環境内で起きている現象を反映する。我々は、フタスジモンカ
ゲロウが FPOM を捕食し DOM に変換することを見出し、水生昆虫による捕食が河川生態系の有機物循環に影響を及ぼす可能性を示した(岡部ら,2021)。本研究では、飼育下のモンカゲロウ属の捕食による有機物の変換システムをより長期的に調べ、モンカゲロウ属の河川水中粒子状有機物分解
に対する生態学的な役割を明らかにすることを目指した。
２．材料と方法（サンプリングとモンカゲロウ属の河川水を用いた in vitro 飼育実験）
サンプリングは 2021 年 5 月に旭川支川の田地子・宇甘川(岡山県岡山市)で行った。飼育実験は、未ろ過の河川水を用いて暗所で行った。飼育予定
日数経過毎に飼育試料水の回収を行い、450℃で約2 時間熱処理をしたガラス繊維ろ紙(GF/F：参考孔
径 0.7 µm)を用いてろ過した。試料は、DOC、TOC

図 1. 水温 10℃で暗所でのトウヨウモンカゲロウ 5 頭の飼育および三次元励起蛍光スペクトル(EEM)測定を行実験で得られた各サンプルの EEM スペクトルの変化 (A:0 日

い、日数の経過に伴う溶存有機物の変化を分析し目;B1~4:対照実験下 4,7,8,10 日目;C1~4;トウヨウモンカゲロウ飼た。対照実験(コントロール)では、モンカゲロウ

育下 4,7,8,10 日目)

属を入れていない河川水のみのサンプルを飼育実コントロールサンプルについては EEM の変化は見験と同じ条件下に置き、飼育実験の試料水と同じられなかった。フタスジモンカゲロウ飼育実験で日に回収した。

も、トウヨウモンカゲロウ飼育実験と同様の EEM

３．結果と考察の変化が見られた。モンカゲロウ属は水の中に含蛍光測定結果より、トウヨウモンカゲロウ飼育下

まれる FPOM を捕食して DOM を排出したと考えられにおいて 4 日目にタンパク質様ピーク(Ex/Em=

た。

270/340 nm)の上昇が見られた。7 日目に腐植物質様67

O-A09利根運河における表流水から見た水質形成機構*宮元拓夢（東京理科大院・理工），八鍬楽（東京理科大院・理工）磯野航也（東京理科大院・理），関陽児（（東京理科大院・理））１．はじめにEC および TOC*が増加するのが確認された。これは利根運河（以下「運河」）では、代表的な水質汚濁

底質と表流水との間の何らかの相互作用の存在を指標である生物化学的酸素要求量（BOD）が環境基示唆する。また洪水ピーク時に本流の EC は最低水

準 3 mg/L を超過しており、改善が求められている。

準を示した一方、TOC*は最高水準を示した。台地

平水時は利根川と水理的に遮断されているため、支を開削した区間では、高い EC の湧水が平水時に流流・樋管からの流入水がない運河東部の水流は停滞入している。増水時には表流水の高い水頭により湧するが、利根川からの揚水中は東部を含む運河全体

水の流入が封止される一方、降水の強い影響を受けで江戸川に向けて流下する。運河では国土交通省にた低 EC の水による置換のため、低 EC になると考より 2 地点で多くの水質指標や溶存成分が継続してえられる。一方、TOC*は洪水時に懸濁物中の有機測定されているが、全域における水質を詳細に調査

物の一部が溶解して、表流水中の TOC*が上昇する

した事例はない。そこで本研究では運河全域の表流と考えられる。以上より、運河の通常の水文状態と水を対象として様々な水理・水文条件における水質

異常増水状態では、有機物汚濁の過程が異なること

データセットを取得し、それらを解析することで運が示唆された。今後、運河全域における有機汚濁負河の表流水の水質形成過程を推察し、水質汚濁の低荷量の変化の把握、底質の特徴や溶出特性の理解、減に資する情報を取得することを目的とする。

湧水の特徴や汚濁負荷量の見積もり等が必要とさ２．材料と方法

れる。

採水地点は運河本流 10 地点に加え、支流・樋管、
利根川・江戸川本流 7 地点を含め計 17 地点とした。
採取時期は 2019 年 9 月～10 月の計 5 回である（平水時と揚水時（各 1 回）
、2019 年台風 19 号の既住最高水位の減少過程（3 回））。水質調査として水試料の温度、電気伝導度、pH を現地で測定し、ポリエ
チレン製角瓶に 500 mL 採取した。水試料は、当日に 0.45 μm フィルターを用いてろ過し、冷暗所に保存した。重炭酸イオンは、採取当日に 1/50N H₂SO₄
滴定法（地質調査所、1978）により定量した。冷蔵保存をした試料を対象に、主要溶存イオンである
Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl- 、Br-、NO3-、
PO43-、SO42-をイオンクロマトグラフィーにより定量した（金井、1987）。溶存有機物については、254 nm
紫外光の吸光度に基づき全溶存有機物指標(TOC*)として測定した（松本・柴田、2018；早川ほか、2018）。
３．結果と考察
平水時の本流における EC および TOC*は支流・樋管の影響を受けている。揚水停止後から平水時において流入水がない東部（図 1,2 の 0 ~ 1 km 区間）で68

O-A10利根運河における底質の溶出実験*八鍬楽 （東理大・理工），関陽児 （東理大・理）

１．はじめに

３．結果と考察千葉県北西部の野田市、流山市、柏市を流れる利

境田樋管及び宮本樋管の底質試料の溶出検液の根運河は「水質汚濁に係る環境基準水域類型 B」に

定量分析結果をそれぞれ Fig.1 および Fig.2 に示す。

指定された河川であるが、有機物汚濁の指標である
生物化学的酸素要求量 (BOD)が基準値である 3
mg/L を超過し有機物汚濁が改善されていない。有機物汚濁の主因として、生活排水や工業排水の流入も考えられるが、利根運河の河床全域に分布した有機物に富んだ堆積物も一因と考えられている。また、利根運河の水質形成プロセスには表流水だけでなく堆積物や地下水(①台地から浸み出している地下
水②底質中に存在する水頭の高い地下水)も関与している可能性が高く、その理解が不可欠である。本研究では運河竣工以来の底質が堆積し、かつ底質中から地下水の流入が推定された境田樋管と利根運河が整備された 1970 年代以降(高度経済成長期以降)の堆積物が得られる宮本樋管を対象とし、底質からの溶出検液及び底質中の間隙水を採取し定量分析を行うことで堆積物が水質へ与える影響と利根運河の水質形成プロセスの理解に資するデータの取得を目的とする。
２．材料と方法

千葉県北西部に位置する利根運河の境田樋管と宮本樋管を対象に現地調査及び室内分析を行った。
1.現地調査携帯水質計を用いて境田樋管と宮本樋管の水温、pH、電気伝導度(EC)を測定し、室内分析用

境田樋管と宮本樋管共に深度によって溶出するイ

サンプルを採取した。また、底質中に挿入したポー

オン濃度に差があることが確認された。また、両地

ラスカップによる底質間隙水の減圧吸引採取、ハン点で現地調査における採泥時に湧水が確認された。

ドオーガーによる底質試料の採取を行った。

閉鎖性水域に近い利根運河には多くの地下水が流[HCO3- の定量 ]現地調査にて採取した入している。その流入してくる地下水と利根運河本

水サンプルを 1/50N H2SO4 滴定により HCO3-のイオ

流の水質分析結果を比較すると地下水の方が利根

ン濃度を定量した。[溶出実験]底質試料を風乾、破運河本流水よりも溶存イオン濃度が大きいことか砕し孔径 2mm ふるいを通し粉末試料を得た後、粉ら、地下水が利根運河に堆積している底質の相互作

末試料と超純水を 6 時間振とうさせ 5000rpm, 10min

用によって汚濁を進行させていることが示唆されで遠心分離し孔径 0.45μm フィルターで濾過して溶る。また、UVC 測定より推定される溶存有機物濃度

出検液を得た。[イオンクロマトグラフィー]水サン

は表流水よりも底質の方が大きいことが確認されプルと溶出検液の溶存イオン濃度の定量分析をイた。

2. 室内分析

オンクロマトグラフィーにより行った。

69

O-A11

ワンドにおける高濃度リン酸湧出*上羽涼太郎(農工大)，梅澤有(農工大)，楊宗興(農工大)，を、UNESCO 法を用いてクロロフィル濃度(Chl.a)を、

１．はじめに

ワンド（湾処）とは河川に沿って氾濫原に湾入しろ過前後のろ紙の乾重量差から浮遊状粒子物質量(SS)を測定した。

て形成される静水域であり、魚類や水生生物の生息域として機能することが知られている（傳田ら2006）。一方で、これら生物を支える一次生産者が３．結果と考察3-

利用するリン酸(PO4 )や無機態窒素の供給メカニズ

2021 年 8 月に実施した調査では、河川と比較して、

ムについては明らかになっていない。淡水域におけワンドの水温は約 2 ℃低く EC は約 8 mS/m 高かっ

るリンの供給形態は陸域循環で植物に取り込まれた。ワンドの上流部においてはワンド内の他の地点たものや金属との（水）酸化物と結合した粒子状リと比較してさらに約 2 ℃低かった(Fig.1)。またワン3-ンである。そのため河川水中では PO4 は不足しやす

ド上流部においては、リン酸と溶存ケイ酸に有意ないことが知られている。PO43-の供給源について、河正の相関(R²=0.6411)が示された(Fig.2)。このことか

川渓流において PO43-濃度とその規定要因を調べた

ら、河川水が伏流する過程で岩石の風化由来の PO43-

3-

先行研究では、PO4 濃度は溶存態ケイ酸濃度(DSi)および、ケイ酸が溶出し、ワンドへと供給されていと正の相関を示すことが報告されていることから、る可能性が示唆された。TP、BSi、SS、Chl.a との関3-

風化により岩石から PO4 およびケイ酸が溶出し、河係については発表にて議論を展開する。

川へと供給される可能性が示唆されている（若松ら2006）。そこで本研究においては伏流水によって涵養されるワンドにおいても氾濫原を形成する礫が風化し、伏流水に PO43-やケイ酸が溶出することで供給されていると仮定し、検証実験を行った。
２．材料と方法

調査対象地は多摩川中流域に位置する全長約 300
m のワンドであり、上流側から旧河道を経て伏流水が流入し、下流部から表層水が本流へ流出している(Fig.1)。現地ではワンド内を上流部、中流部、下流

Fig.1 調査地と観測データ部に分けて調査を行った。調査期間は 2020 年 7 月～１月および 2021 年 6 月～9 月であり、現地ではEC、水温、pH の測定および採水を行った。本分析
では植物プランクトンなどの影響を考慮するため、
未ろ過、ろ過、懸濁物試料に分けて分析を行った。
未ろ過試料水はペルオキソ二硫酸カリウムで分解したのち、モリブデンブルー法（比色法）で測定することで全リン(TP)を、ろ過試料水ではモリブデン
ブルー法を用いて PO43-を、モリブデンイエロー法（比色法）を用いてケイ酸濃度をそれぞれ測定した。
また粒子状懸濁物では中島・井関(2006)を参考に生Fig.2 ワンド上流部でのリン酸とケイ酸の関係

物起源ケイ素をアルカリ抽出し、モリブデンイエロ
ー法を用いることで水中の生物起源ケイ素量(BSi)70

O-A12東日本台風による大規模洪水がヒゲナガカワトビケラ
幼虫の越冬・非越冬世代の二次生産力に与えた影響*小松楓子・三村亮・平林公男（信州大・繊維）量に換算した．

１．はじめに二次生産力とは一定面積における一定期間内の消費者の同化量のことであり，生態系を機能的・構３．結果と考察

造的に評価する指標の一つとなることが知られて

千曲川中流域の常田地区におけるヒゲナガカワいる(Delbeth et al, 2012)．ヒゲナガカワトビケラ

トビケラの年間世代数は，幼虫の齢別組成の解析(Stenopsyche marmorata)は造網型トビケラ類の一種（発育ゼロ点と有効積算温度）から越冬世代と非越で，河川底生動物の中でも，個体数密度や現存量で冬世代の 2 世代が確認されている（崔, 2018）．越冬

優占するグループの一つである（西村ほか, 1958）．

世代は概ね 9 月から翌年の 6 月まで，非越冬世代はまた，河川生態系における栄養段階の上位に位置す

概ね 5 月から 10 月までの期間であり，東日本台風

る魚類や鳥類などの主要な餌資源になっているこによる大規模洪水は非越冬世代（2019 年 5 月からとから(Wingberg, 1971 ; Wallace and Merritt, 1980)，河10 月；以降「2019 年の非越冬世代」）の最後，越冬

川生態系全体の生産力に重要な役割を果たしてい世代（2019 年 9 月から 2020 年 6 月；以降「2019 年

ると考えられる．令和元年(2019 年)10 月に襲来したの越冬世代」）の初めに起こったことになる．本要

大型の台風 19 号は，河川の氾濫，土砂災害など甚旨では，紙面の都合上，越冬世代（洪水の直撃を受大な被害を全国的にもたらした．この台風は令和元

けた「2019 年の越冬世代」と翌年の「2020 年の越

年東日本台風と呼ばれ，千曲川では観測史上最大の冬世代」）の二次生産力に焦点をあてて，東日本台流量を記録する洪水が発生した．本研究では，千曲風前の「2017 年越冬世代」の二次生産力（崔, 2018）

川中流域の瀬におけるヒゲナガカワトビケラの二と比較しながら以下報告をする．崔(2018)によると，次生産力を洪水の前後で比較することにより，本種

洪水前の「2017 年の越冬世代」(2017 年 9 月から 2018

幼虫の生産力に与えた影響を明らかにすることを

年 6 月)の二次生産力は 13.8 AFDW g/m2(平均密度は目的とした．

206.3±540.8 匹/m2, 平均現存量 5.9±1.5 WW g/m2)であり，洪水後の「2019 年の越冬世代」(2019 年 9月から 2020 年 6 月)の二次生産力は 11.5 AFDW

２．材料と方法g/m2(60.6±175.7, 2.4±7.3)であった．このことから

調査は 2019 年 5 月から 2021 年 6 月の間(現在も調査を継続中)，毎月１回(夏期の水温の高い 6-9 月は「2019 年の越冬世代」の初期に洪水が起こったため，

原則 2 回)，千曲川中流域の常田新橋付近（常田地区）

二次生産力は，洪水前と比べて約 2 割減少したに留の瀬で行った．底生動物の採集はサーバーネット

まった．さらに翌年の「2020 年の越冬世代」
（2020

2

(NMG42, 30×30cm , メッシュサイズ 450μm)を用

年 8 月から 2021 年 6 月）の二次生産力は 7.0 AFDW

い，3 サンプルずつ定量的に捕獲した．試料は実験

g/m2(126.1±112.5, 19.2±16.3)であり，洪水前と比べ室に持ち帰り 70%エタノールで固定し，肉眼およびて約 2 分の 1 まで減少し，大きな影響があったこと

実体顕微鏡を用いてヒゲナガカワトビケラ幼虫とが明らかとなった．以上のことから，世代のどこで蛹を選別し，個体数と湿重量(WW)を計測した．幼洪水の影響を受けるかにより，その世代はもちろん

虫は，接眼ミクロメーターを用いて頭長を測定し齢こと，次の世代まで大きく影響することが明らかと毎に分類した．二次生産力は瞬間成長法(Johnson &なった．

Brinkhurst, 1971)を用いて推計した．湿重量から灼熱

謝辞

減量(AFDW)を求める際には Waters (1977) の式を用

川砂防技術研究開発公募地域課題分野(河川生態)のい，湿重量・乾燥重量に定数を乗じることで灼熱減研究助成をいただいた．深謝致します．

71

本研究を遂行するにあたり，国土交通省河O-A13ダムによる餌環境変化が濾過食者シマトビケラ科の栄養状態に及ぼす影響*輪地紗良（奈良女子大学大学院人間文化総合科学研究科），土居秀幸（兵庫県立大学大学院情報科学研究科），
竹門康弘（京都大学防災研究所），片野泉（奈良女子大学研究院自然科学系）

１．はじめにており，現在も継続中である。各地点において，河シマトビケラ科幼虫は河川の流れの速い場所で川表層水の採水と環境変数（水温，EC，pH）の測

川底の石に巣網を張り，流下する微細な有機物を巣定を行い，プランクトンネットを用いて流下物を採網で捉えて食物とする，造網型の濾過食者である。

集した。また，St.1 と St.6 においてシマトビケラをダム下流域には，ダム湖で生産され流出する動植物採集したが，St.6 では天ヶ瀬ダムの放流量増加によ

プランクトンを餌資源とする濾過食者が多く生息り採集ができない回があった。実験室では，採水しする。本来，濾過食者の餌となる微細有機物の主成た河川水中の SS 量，
クロロフィル a 量を測定した。

分は陸上由来の落葉落枝の破砕物や河川内の付着

また，流下物中の SS 量を測定し，動物プランクト

藻類の剥離物であり，これらは動植物プランクトン

ン密度を検鏡により調べた。採集したシマトビケラ

より栄養価が低いとされていている（Kainz et al.

は同定した後，齢期解析を行ない，Folch 法により2004，Torres-Ruiz 2007）。ダム下流で濾過食者の密脂質量を測定した。

度が増えるのは，栄養価の高い動植物プランクトンが大量に供給されることによる正の影響であり

３．結果と考察（Doi et al. 2008, Katano et al. 2009)，個体にも同様の

河川水中の有機物量は，ダムの影響がない支川正の影響が及んでいると考えられてきた。しかし近（St.1）よりもダム下流（Sts. 2-7）の方で多かった。

年，ダム下流では濾過食者個体の脂質量が減少してまた，河川水中のクロロフィル a 量・流下物中の動いることが報告された（小林ら 2019，佐藤ら 2020）。

物プランクトン密度もダム下流で増加しており，天これらは冬季の１調査におけるデータであるため，ヶ瀬ダム下流は，シマトビケラの餌資源である植物

濾過食者の齢期や季節的な餌資源量の変化等も含

プランクトン・動物プランクトン共に豊富な環境でめてさらに詳しく調べる必要がある。そこで，天ヶあることが確認された。シマトビケラ科幼虫を同定

瀬ダム（淀川水系宇治川，宇治市）周辺において月した結果，ウルマーシマトビケラ Hydropsyche

一回の野外調査を行い，餌資源である流下物量およorientalis，ナカハラシマトビケラ H. setensis，コガび生息するシマトビケラ科幼虫個体の脂質量につ

タシマトビケラ Cheumatopsyche brevilineata，オオシ

いて，ダム下流とダムの影響のない支川との間で比マトビケラ Macrostemum radiatum，エチゴシマトビ

較した。

ケラ Potamyia chinensis の 5 種が確認された。
特に優占していたウルマーシマトビケラ（St.1）

２．材料と方法とナカハラシマトビケラ（St.6）を使用し脂質量の宇治川（淀川水系，京都府宇治市）とその支川で測定を行ったところ，5，10，1 月は先行研究と同様，ある志津川において，ダムの影響がない地点（St.1），

支川の個体に比べダム下流の個体で脂質割合が有

ダム直下（St.2），支川流入後（St.3），導水路流入後意に減少していたが，8，9，11 月は両者に有意な差（St.4），さらに下流 3 地点（St.5，St.6，St.7）の合は見られなかった。これらの結果から，先行研究で

計 7 地点を定点に設定した。Sts.2-4 は川幅の狭い報告されたような「ダム下流でのシマトビケラの脂狭窄部となっており河道に洲は形成されていない

質量減少」は常に見られる現象というわけではないが，Sts.5-7 では川幅が広がり寄洲や中州が形成されことが新たに示された。

ている。調査は 2020 年 4 月から一ヶ月に 1 回行っ

72

O-A14

ダム下流における支川流入・土砂還元が河床環境と底生動物群集に与える影響*原 直子(奈良女子大・理)・皆川朋子(熊本大・工)・根岸淳二郎 (北海道大学・院・環境科学)・土居秀幸(兵庫県立大学・院・情報科学)・萱場祐一(名古屋工業大・工)・片野泉 (奈良女子大・院・自然科学)
１．はじめに

３．結果

ダム下流域ではダムの設置によって土砂の供給がRDA の結果，ほとんどのダムで土砂要因が 1・2 軸減少し，河床粗粒化という問題が起こっている．粗に沿ったベクトルとして表され，土砂が強い環境要粒化に伴い，河川に生息する底生動物群集の構造も因であることが示された．土砂に対する底生動物群

大きく変化する．粗粒化を解消するための環境緩和

集の変化を図 1 に示す．支川流入ダムでは土砂と底として，ダム直下での支川流入や人為的な土砂還元生動物の変化がある程度相関しているのに対し，土が挙げられる（Katano et al. 2009，Sumi 2017）．これ

砂還元ダムでは土砂軸が大きく変化しても底生動らの緩和によって，ダム下流に土砂が再供給され，物はほとんど変化せず，最大変化量も支川流入ダム

河床環境，底生動物群集両面で，ダム下流がダムのの約半分であった．

影響のない状態に近づくことがわかっている(Katano et al. 2009, 2021)．しかしながら，土砂還元が４．考察

土砂だけを再供給するのに対し，支川流入では土砂

支川流入ダムでは河床環境と底生動物群集，両面で以外の物質もダム下流に供給するという違いがあ

ダム影響が緩和されるのに対し，土砂還元後では河る．そのため，支川流入と土砂還元が底生動物群集

床環境が緩和されるものの，底生動物群集の緩和にに及ぼす影響は異なることが予想されるが，両者のは限界があると考えられる．土砂還元地点で底生動影響量を比較した研究はこれまでにない．そこで本物の変化が大きかった蓮ダムは，土砂還元地点より

研究では 12 のダム河川において，支川流入・土砂還

下流で支川の流入があった．このことは，土砂還元

元による河床環境や底生動物群集への影響についは支川流入の有無を考えて行うことにより，より効て比較した．

果的になる可能性を示唆すると考えられる.
Dam
Dam

２．方法

Agigawa
Agigawa
Ano
Ano
Eigenji
Eigenji
Inukamigawa
Inukamigawa
Kamitsu
Kamitsu
Muro
Muro
Sakamoto
Sakamoto
AmagaseAmagaseHachisu
Hachisu
Hinachi
Hinachi
Hitokura
Hitokura

底生動物の緩和量
底生動物の緩和量

1010

支川流入の影響を調べるために 7 つのダム河川，土砂還元の影響を調べるために５つのダム河川を調査対象とした．調査地点としてダムの影響のないリ
ファレンス（ダム上流もしくは支川），ダム直下，支川流入後もしくは土砂還元後を設定した．各地点 3ヶ所で環境要因を測定後，コドラート法により底生動物を採集，実験室で同定，計数を行った．環境要

5
5
0
0

緩和
緩和

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

因データと底生動物計数データを用いて多変量解

土砂軸の緩和量
土砂軸の緩和量析を行い，底生動物群集（PCA），河床環境（RDA）
がどの程度変化したかを算出した．

TR
TR
GR
GR

図 1 土砂軸に対する底生動物の変化

TR：支川流入ダム，GR：土砂還元ダム73

O-A15

環境 DNA による半水生哺乳類カワネズミ Chimarrogale platycephalusの活動時間の解明*塩塚菜生(奈良女子大学大学院人間文化総合科学研究科)，中村匡聡(いであ(株)環境創造研究所)，
土居秀幸 (兵庫県立大学大学院情報科学研究科)，片野泉(奈良女子大学研究院自然科学系)
１．はじめにに行っており，各時季は本種の妊娠・子育て期（10・半水生哺乳類ニホンカワネズミ（ Chimarrogale

11 月），交尾・妊娠期（2 月），子育て・巣立ち期（5platycephalus，以降本種と呼ぶ）は，河川上流域に月），非繁殖期（8 月）に相当している．採水調査で生息し，水中で水生昆虫や魚類などを探餌し，河岸は正午 12 時から翌日 13 時まで，1 時間おきに 2L のなど陸域で捕食や休憩を行う．近年，水質悪化や河表層水を汲み取った．採水後すぐに塩化ベンザルコ

川構造物の設置など人為的な河川改修により，本種ニウム水溶液を添加・攪拌し，冷暗状態で実験室にの生息場所が失われてきており，多くの生息地で絶持ち帰った．実験室では DNA の抽出後，種特異的滅が危惧されている．保全するためには，早急な生プライマーを用いたリアルタイム PCR により本種

態的基礎情報の蓄積が必要である．そこで，本研究の環境 DNA を検出した．

では，本種の活動時間に着目した．本種は，夜間活発に活動することが知られているが，日中の目撃例

３．結果

や捕獲例も報告されている（阿部，2003）．しかし，両河川・全季節において，夜間に本種の環境 DNA

実際，日中も周期的に行動しているかは不明である．

を検出することができた．一方で，冬季・春季・夏

本種の活動時間の調査には，カメラトラップ法や捕季では夜間に加え，昼間も環境 DNA が検出された．

獲調査法が用いられてきた．しかし，本種は夜行性

採水と同時に行ったカメラトラップ法では本種かつ小型で素早く動きまわるため，カメラトラップの個体が撮影されることはほぼなかった．桃俣川で

法では見落とす可能性が高く，捕獲調査は侵襲的手

は昼夜ともに撮影されることはなく，谷山川では春法であり，調査員の労力も非常に大きい．このよう

季，夏季，冬季の夜間に撮影され，撮影された時間な難点は，環境 DNA 法を用いることにより解決で帯の前後では環境 DNA の検出もされたが，昼間はきると考えた．環境 DNA 法は，水中に含まれる対一度も撮影されることはなかった．

象種の DNA を検出することにより，その対象種の在不在を確認できるもので，魚類や両生類など多く

４．考察の生物種において，止水域のみならず流水域でも適環境 DNA が昼間も検出された時期について，冬用されている．先行研究では，本種の分布調査に環

季は交尾・妊娠期であり，繁殖のためテリトリーを

境 DNA 法が用いられ，新規に生息地が確認されて超えて昼間でも移動をしていたためと考えられる．

いる（Yonezawa et al., 2020）．そこで本研究では，環春季は子育て・巣立ち期であり，子育てのための採境 DNA 法を用い，本種の活動時間の解明を目的と餌で夜間のみならず昼間も活動していた，もしくはして調査を行った．調査は，生活史を考慮して季節巣立った幼獣が餌をとるために昼間も活動してい別に年 4 回，1 時間おきに 24 時間の採水調査を行ったためと考えられる．夏季は非繁殖期ではあるが，た．

巣立った幼獣が成獣と同所的に生息し，採餌のため昼間も活動していたと考えられた．一方，夜間のみ

２．材料と方法

環境 DNA が検出された秋季に関しては，妊娠・子

カメラトラップ法により本種の生息が確認され育て期であるため，日中は巣の中で過ごし，夜間にた奈良県東吉野村・谷山川と御杖村・桃俣川におい採餌を行っている可能性が考えられた．

て，カメラトラップによる撮影と合わせて採水調査

また，冬季・春季・夏季の昼間に検出された時間を行った．調査は秋季（2020 年 10・11 月），冬季（2020

帯が似ていることから，季節によっては日中も周期

年 2 月），春季（2021 年 5 月），夏季（2021 年 8 月）

的に活動していることが示唆された．

74

O-A16全昆虫類に汎用できるメタバーコディング DNA 領域の確立と隠蔽種の検出*竹中將起 （筑波大・生命環境），谷野宏樹（基生研・進化発生）
・鈴木智也（京都大・地球環境）
・
東城幸治（信州大・理）
１．はじめに

２．材料と方法

種多様性の観点からみると地球上で最大のグルー本研究では，先行研究を参考にし，mtDNA 16S rRNA,プである昆虫は約 100 万種記載されているものの，

12S rRNA 領域に着目し，GenBank に登録されてい未記載種も多い．DNA バーコーディング法は，規定る水生昆虫のミトコンドリアゲノムを用いて最適された短い DNA 断片を使用することにより，
迅速，なプライマー領域を探索した．そして，設計したプ

正確，そして自動的に種を同定できる手法である．

ライマーセットの汎用性を確認した．

その簡便性から長期モニタリングや，広範囲におけ

３．結果・考察る同質的な手法による生物群集の理解が可能とな

mtDNA 16S rRNA 領域に関して，バーコーディング

る．加えて，未記載種や隠蔽種の発見に関しても強領域（短鎖配列）用のプライマーMtInsects-16S と力なツールである．

データベース用の長鎖配列用をそれぞれ設計した．

近年のシーケンス技術の発展により，メタバーコ

mtDNA 12S rRNA 領域に関しては，全昆虫類を網羅ーディング技術の需要は高まり，環境 DNA に関しする汎用プライマーの設計は困難であったため，不ては河川や湖池沼の水中の環境 DNA を解析するこ完全変態類とトビケラ目昆虫を除く完全変態類・トとで，そこに生息する生物種を明らかにできるよう

ビケラ目の 3 つの分類群に分けて，それぞれバーコになった．環境 DNA 研究において発展している魚ーディング領域（短鎖配列）用のプライマー類における DNA バーコーディングには，mtDNA

MtInsects-12S とデータベース用の長鎖配列用をそ

cytb 領域が用いられてきたが，メタバーコーディン

れぞれ設計した．これらの設計したプライマーを用

グ解析や環境 DNA 解析では，短鎖配列で種識別でいて，昆虫類の幅広い分類群において増幅することきるような新たなマーカーが希求されたことで，魚を確認することができた．実際にメタバーコーディ

類の汎用メタバーコーディング用プライマーが設

ング解析を実施する必要はあるものの，昆虫類の種計されたことで魚類の環境 DNA 研究は急速な進展

多様性を理解するための有用な手法となるだろう．

をみせた．その後，哺乳類，鳥類，甲殻類においてDNA バーコーディングのメリットの一つとして，も同様に開発されている．

多様性の再評価や発見が挙げられる．ヒラタカゲロ

しかし，昆虫類に関しては，短鎖配列で種識別でウ属 Epeorus は河川の流程に沿って種が棲み分け

きる汎用マーカーは確立されていない．本研究の目をしながら流程分布している．しかしながら，属内的は，昆虫類，特に水生昆虫類を対象に，汎用性のにおいてキイロヒラタカゲロウ Epeorus aesculus

高いプライマーを設計することで，昆虫類においては比較的広い流程から確認できる．そこで，近年のも安定したメタバーコーディング法を実施できる分子系統解析によって多くの生物種群における隠基盤を構築する．さらに，プライマーの設計と同様

蔽種が報告されてきたように，キイロヒラタカゲロに重要となるのが，増幅された遺伝子領域を参照す

ウ種内にも隠蔽種が含まれている可能性を予想しるデータベースの充実である．そこで，バーコーデた．そこで，長野県内を対象にキイロヒラタカゲロ

ィング領域を含み，系統解析にも適用できる長鎖断ウを採集し，本研究で開発したプライマーを用いて片用の汎用プライマーも設計し，系統解析や遺伝子

遺伝子解析を実施した．その結果，隠蔽種の存在を解析を実施する研究者に積極的に使用・公表しても示唆する結果が得られ，本研究で新規開発した汎用

らうことによって，データベースの充実につなげる．

プライマーが，こういった隠蔽種をも検出し得るよ
うな好適な感度のものであることも明らかとなるなど良好な結果が得られたのでここに報告する．

75

9 月 21 日（火）
，B 会場
課題講演
「火山山麓河川の陸水環境」
コンビーナ：谷口智雅・野崎健太郎
O-B01〜O-B08

76

O-B01

日本の火山性無機酸性河川研究の概要*野崎健太郎（椙山女学園大学・教育），谷口智雅（三重大学・人文）

1. 日本の無機酸性湖沼の陸水学研究60），山形県の蔵王山（今野，1934，陸水学雑誌 4；

吉村（1939，陸水学雑誌 9）は，pH<5 を示し，腐今野，1936，陸水学雑誌 6；山縣，1952，陸水学雑植酸を含まず，水素イオンの供給が自然由来の硫酸誌 16；加藤，1954，地理学評論 27；白田，1960，や塩酸による天然湖沼を，無機酸性湖と定義し，日

陸水学雑誌 21；入江，1976，陸水学雑誌 37；加藤，本の陸水学上の重要な一分野であると述べ，Ueno

1979，地理科学 32），福島県の長瀬川（三宅ほか，（1958，Verh. Internat. Ver. Limnol. 13）は，その成果

1948，気象集誌 26），神奈川県の箱根山（堀内・小を国際陸水学会議（SIL）で紹介した．その後も，寺，2020，陸水物理学会誌 2），長野県の八ヶ岳（半Satake and Saijo（1974，Limnology and Oceanography

谷・杉村，1957，日本化学雑誌；瀬野，1961，陸水

19）による無機酸性湖における物質代謝の研究をは

学雑誌 22）で研究が実施されてきた．

じめ，比較的単純な生物相を対象にした安定同位体
3. 火山性無機酸性河川の生物相を 用 い た 食 物 網 解 析 （ Doi et al., 2003, Aquatic
Microbial Ecology 36）等，興味深い場として研究さ中性河川とは異なる種が卓越することで古くかれ続けている．1970 年代までの無機酸性湖沼の研究

ら指標生物学的に研究されてきている．特に珪藻は，成果は，佐竹（1980，陸水学雑誌 41）の総説にまとPinnularia 属，Eunotia 属の優占が数多く報告されてめられている．本講演では，湖沼と並ぶ陸水学研究いる（上篠ほか，1974，日本生態学会誌 24；Negoro，の大きな一分野である河川を対象に，火山性の無機

1985，Diatom 1；渡辺・浅井，2006，Diatom 22；上酸性河川研究の概要を示すことを目的とする．

田ほか，2009，Diatom 25；田中，2012，四日市大学
環境情報論集 15）．他の藻類では，ミドリムシ藻の2. 火山性無機酸性河川の水質形成過程

Euglena mutabilis ， 緑 藻 の Chlamydomonas 属 ，田瀬・杉原（2011，日本水文科学会誌 41）は，日Hormidium 属，Microspora 属が特徴的とされる（根本には「河床が赤くなった赤川，味の酸っぱい須川，来，1943，植物学雑誌，57；根来，1962，植物分類・

酸川，酢川，渋い渋川，まずい松川，あるいは硫黄

地理 20）．その一方で，Nozaki（2016，Rikunomizu 74），

川や濁川などの名前がついた酸性河川（acid river）

Nozaki et al. (2020，Rikunomizu 87）は，御嶽山南麓が多数存在する。」と指摘し，それらの成因として，の火山性無機酸性河川の濁川，濁沢では，付着藻群① 酸性泉（主に温鉱泉）の流入，② 硫化鉄の酸化落の形成が見られないことを明らかにしている．

による酸性浸出水の流入，坑内排水なども含む，③

水生無脊椎動物は，上野（1940，陸水学雑誌 10），

大気由来の酸性酸化物（酸性雨や降下物）が川（湖河西（1941，陸水学雑誌 11），河西（1942a および沼）に流入，④ その他の人為起源物，の 4 つを挙

1942b，陸水学雑誌 12），福原・古木（2010，新潟大

げている。火山性無機酸性河川は，①に相当し，無学教育学部紀要 3）が報告しているが，いずれも無機酸性湖沼と同じく，火山起源の硫酸や塩酸を豊富

機酸性河川では貧弱な動物相で現存量も少ないこに含んだ湧水（温泉水を含む）が混入した場といえとが示された．魚類は，無機酸性河川では生息が確る．このように火山性無機酸性河川は，地名にも反認されない（Onoda and Kayaba，2016，Rikunomizu 74）．

映される身近な水環境であり，自然災害の原因や観4. 今後の課題

光資源となる火山に関連しているため，地球科学（化学）の主要な研究対象となり，水質形成過程に

無機酸性河川の生物相については，それらの成立は多くの先行研究が蓄積されている．

過程や生活の研究が不足している．無機酸性河川は

この要旨では，主要な場と先行研究について列記

火山活動と密接な関係にあるが，火山噴火の影響とする．秋田県の玉川および玉川温泉（加村・長谷川，回復過程は情報が乏しい．海外では，Claeson et al.

1990 ， 日 本 土 壌 肥 料 学 会 誌 61 ； Yoshiike, 2003,（2021，Freshwater Biology 66）は，1980 年に噴火しGeochemical Journal 37；佐藤ほか，2010，資源地質

た St. Helens 火山の追跡調査を発表している．

77

O-B02

火山山麓河川の地理的景観と陸水環境*谷口智雅 （三重大・人文）

１．はじめに火山地域の水の特徴を見ると、新しい火山は透水３．結果と考察

性が良く、地下に水が浸透するため、地表水の無い

ここでは、2019 年 9 月に調査を行った濁川上流の

水無川や浸透した地下水が山麓の豊富な水資源を

伝上川の伝上川橋から約 1.6km 区間の結果を示す。

もたらす。このような河川は枯渇しにくく、火山山

河川流量の変化を見ると、伝上川の伝上川橋から約麓の湧水やそこから生まれた河川の沿岸は、渇水流

1.6km 区間では途中支流からの大きな流入はないが、量も多くなり、水の利用に都合の良い地域となる。

崖下湧水（EC：2.17～3.31mS/m）からの流入があり、また、火山活動にともなう大規模な地形変状や水質

最上流観測地点（EC：23.1mS/m）での 0.740495m3/s

改変などの攪乱は陸水環境に対して大きなインパから伝上川橋（EC：19.77mS/m）では 0.905288 m3/s

クトを与えるものにもなる。本発表では、御嶽山のとなる。途中流量が減ずる区間があり、これは砂防

視覚的に捉えられる火山地域の地理的景観と視覚堰堤が連続していることや礫の堆積環境などによでは把握しづらい陸水現象を観測・測定することにる地下浸透によるものと考えられる。河川景観を見

よって、火山山麓河川の地理的景観と陸水環境の特ると、最上流調査地点（地点 E）での崖が接近して徴として捉えた。なお、王滝川の支流は発電のため閉塞感も高く、川幅も狭いため占空率と天空率はそ

各所で取水されており、さらに上水道の水源や農業

れぞれ 21.3%と 38.1%と割合が低くなっている。崖用水などの目的で人工的な水移動が行われている。

下湧水の分布する地点上流（地点 D）では崖は高い

これらを含めた量的な把握と合わせて、水循環・水が川幅があるため、23.2%と 49.8%となっている。伝

収支と物質循環、および生態系システムの解明も必

上川橋上流地点（地点 B）では 27.4%と 57.7%あり、要である。そのためには、取水施設の概要や取水量

他の地点と比較して河川空間の開放感がそれぞれの把握も重要である。

の値に示されている。さらに、伝上川と濁沢川の合流では、さらに占空率と天空率の割合は高くなり、

２．研究方法38.4%と 67.4%となっている。御岳崩れ（伝上崩れ）

王滝川支流であり酸性河川である濁川のさらにと呼ばれる大規模崩壊に起因する堆積と浸食によ支流である伝上川を対象に河川流量の変化と河川る河川横断面の顕著な地点間の差異を示すととも景観の把握を行った。伝上川は 1984 年 9 月 14 日にに占空率と天空率による視覚的な指標は観光資源発生した長野県西部地震の際に、御岳崩れ（伝上崩や環境教育の活用も示唆される。

れ）と呼ばれる大規模崩壊を起こし、河床が泥流堆積物で上昇するなど特異的な河川景観を有してい

４．おわりにる。これらの特徴を把握するため、魚眼レンズ

王滝川の支流では水の人工的な移動や水循環の顕（SIGUMA 4.5mm F2.8 EX DC CIRCULAR FISHEYE

著な差異が見られる。特に発電よる取水は、河川水HSM）を用いた写真撮影を行い、景観画像の天空質や生態系などの陸水環境に大きな影響をもたら率・占空率を示した。河川流量については、本川です場合もある。必ずしも取水地点や取水量の数値的の複数地点を含む地点や湧水などやや細かな観測

データの入手が容易でないことからも、各支流間のを行なった。流量は、アドバンテック社製の電磁流比較検討などによって、流域全体と各支流の量的把

速計 AEM1-D による 60%水深で測流する 1 点法の流握と特徴を把握することが今後の課題である。

速観測の断面流速法によった。各地点の水深観測数
は、基本的には川幅の狭い支流は 0.05～0.2m 間隔で本研究は JSPS 科研費・基盤研究(B)『自然災害／資源開発を受測定した。さらに、人工的な移動を把握するため取容する火山山麓地域の自然共生に向けた水文水質・生態機構の解水施設の把握と発電のための取水地点の上下流地明、研究代表者；田代喬（課題番号 19H04318）』の一部として実点で流量測定を行い、取水状況の把握も行った。

施した。

78

O-B03

御嶽山南麓河川の短期および中期的水質変化について*松本嘉孝 （豊田高専・環境都市），宇佐見亜希子（名古屋大・減災セ）
江端一徳（豊田高専・環境都市）

上記の検討会により，松原橋での水質測定は 2014

１．はじめに長野県と岐阜県の県境に位置する御嶽山は 2014年 12 月 25 日より開始され，2020 年 7 月 29 日まで

年 9 月に噴火した．御嶽山を流域に含む木曽川水系

1 週間に 1 回の頻度で行われた．

を管理・利水する国土交通省中部地方整備局，水資源機構，関係自治体，企業などは水質保全対策検討

３．結果および考察会を立ち上げ，継続的な水質監視を行ってきた．

図 1 は噴火後の松原橋における SP と RP 毎の河2020 年 8 月の第 7 回検討会では，2018 年の観測各

川 pH の中央値と 25 および 75 パーセンタイル値お地点の pH が噴火前と同レベルになったことや，環よび年間平均値を示している．まず，短期的な pH 変

境基準の pH 下限値を満足していることが報告され化として SP と RP の値を比較すると，どの年も SPた（国交省中部地整，2020）．噴火直後に比べ，水質の方が RP に比べ中央値は高くなっていることがわ

は大きく回復し，水質的に問題のない状況とし，水かる．ただし，SP は RP に比べ観測数が少なくなる

質保全対策の収束を決めた．ただし，その資料にはため，年間平均 pH は RP に近くなる．

噴火前の 2009 年にも環境基準を下回る pH を観測しそして，中期的な pH 変化として，噴火後の pH は，ていることも掲示されており，御嶽山南麓河川水質

SP，RP 共に 2018 年の RP までは上昇傾向にあるこは，噴火が及ぼす影響と，火山地域にみられる無機とがわかる．ただし，2018 年以降 SP は減少傾向，

酸性陸水の特徴とが重なり合う状況が考えられる．

RP は 2019 年に減少し，2020 年には若干上昇した．

松本ら（2020）も噴火後から御嶽山南麓の水質調

SP の pH 分布は大きな経年変化がみられないが，RP査を実施しており，御嶽山の噴気孔が位置する地獄は，噴火後が大きく，その後分布は徐々に小さくな谷から流出する濁川において，噴火口付近が積雪期った．この分布をもたらす低 pH が減ることで全体の 12 月から 3 月ぐらいまで（SP, Snow Period）の pHの pH も上昇となることがわかる．

が，降雨期の 4 月から 11 月ぐらいまで（RP, Rain

8.0

Period）に比べ高くなることを指摘している．松本ら

7.5

はこの短期間の pH 変化は噴火による影響というよ7.0

このように，噴火後の水質の回復は認められるが，

6.5
6.0

長期的な水質管理をする上では，無機酸性陸水であ5.5ることを踏まえた噴火影響の原因の明確化，水質形
成機構の解明は必要である．そのための，今回は，一年内での短期的な pH 変化と，噴火後数年経過した中期的な pH 変化との関連性について解析を行う．

5.0
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
SP RP SP RP SP RP SP RP SP RP SP RP
n: 15

39

16

32

16

35

17

35

16 35

17

17

図 1. 松原橋における SP（□）と RP（◇）

２．使用データ
本研究では，（独）水資源機構pHりも，気象や水文による影響であると示唆している．

の pH 中央値，25%と 75%ile 値（ひげ線）およ愛知用水総合管理

び年間平均値（×）.

所の HP に掲載されている「牧尾ダム・兼山取水口の水質状況」の中の，採水場所①’松原橋の pH を用

参考文献

いる．この調査地点である松原橋は，牧尾ダムのバ

国交省中部地整（2020）：第 7 回御嶽山噴火に伴うックウォータ地点よりも上流にあり，濁川を含む御木曽川上流域水質保全対策検討会.

嶽山南麓を流域とする地点である．

松本ら（2020），陸の水，87：11-22.

79

O-B04

御嶽山麓における王滝川水系の水質とその経年変化の推定*江端一徳（豊田高専・環境都市工），松本喜孝（豊田高専・環境都市工）
宇佐見亜希子（名大・減災セ）

１．はじめに測の流量とその時の硫酸イオン濃度をかけた硫酸

長野県の御嶽山では，2014 年 9 月 27 日に 1979 年

イオン流出負荷量から L-Q 式を作成し，その L-Q 式

以来 35 年ぶりとなる噴火が発生した. 噴火にともにタンクモデルで計算した計算流量を入力するこない，御嶽山麓を流下する王滝川水系において，行とで，硫酸イオンの年間流出負荷量を算出した. 硫政機関による濁水と酸性化などの水質変化が確認

酸イオン流出負荷量の算出においては，他の影響因されている. その後，王滝川水系の水質測定は継続子も考えられる中で，今回は，水文因子である流量的に行われていたが，2020 年 8 月の検討会で噴火前について解析を行った.

の水質状況に改善したことが報告されている.
松本ら（2020）は，王滝川本川と濁川のイオン構

３. 結果と考察

成が類似していることから，濁川が王滝川の水質に

伝上川と濁沢川での各月の硫酸イオン流出負荷

大きく影響を及ぼしていること，また濁川が特徴的量を計算した結果，誤差評価指標の一つである Pbiasに示す低 pH が王滝川本川の pH の水質変動に影響をが 66%程度と良好な推定精度が得られた. そこで，及ぼしていることを報告している. 特に，濁川の支

この結果を基に，2013 年から 2020 年までの硫酸イ川の一つである濁沢川は火山噴火口に近く，硫酸イ

オン流出負荷量を算出した（図 1）.

オン濃度が高いことがわかっている. ただ，水域生

伝上川と濁沢川の硫酸イオン流出負荷量の割合

態系にとって悪影響を及ぼす低 pH 要因の一つと考は，全期間平均で伝上川が 9.7%，濁沢川が 90.3%と，えられる硫酸イオンの流出負荷量について，火山噴火山噴気孔の谷より流れ下る濁沢川が多くを占め

火前後で経年的に調査された例はない.

る結果となった.

そこで本研究では，噴火前後での王滝川水系に強

次に，降水量と硫酸イオン流出負荷量の相関を取い影響を及ぼしている濁川を対象に硫酸イオン流

ると，伝上川，濁沢川どちらも強い正の相関があり，出負荷量の把握とその経年変化の推定を行うこと

決定係数はそれぞれ 0. 88，0. 94 となった. さらに，を目的とした.

中長期的な経年変化を検討した結果，硫酸イオン流
出負荷量は，降水量によって増減がみられ，降水量２. 調査及び解析方法

が最大値をとった 2018 年は，両河川とも 2020 年に次いで高い値を示した.

支流である伝上川，濁沢川を対象に調査を行った.
調査時に採水した試料は実験室に持ち帰り，その後，硫酸イオンは，TOA IC-300（TOA）を用いて測定を降水量(mm/yr)

2018 年 2 月より 2019 年 5 月まで，毎月，濁川の

0
2000
4000

6000
10000

行った.

伝上川

流量計算は，2 段タンクモデルを用いて実施した.
入力値の降水量は気象庁の御嶽山の雨量データを，
蒸発散量は能研機構のモデル統合型作物気象デー

SO42- load(kg/ha/yr)

8000

濁沢川

6000

4000

タベースの御嶽山東北東 5km に位置する開田高原

2000のデータを用いた. キャリブレーション期間は 2018

0

2013

年と 2019 年で，手動でパラメータ調整を行った. 出

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

図 1. 降水量と硫酸イオン流出負荷量の経年変化.

力値は日流量で，2013 年から 2020 年まで流量計算
を行った.

参考文献

硫酸イオン流出負荷量の推定は，調査期間での実

松本ら（2020），陸の水，87：11-22.

80

O-B05

火山性無機酸性湧水における糸状緑藻

Klebsormidium flaccidum の繁茂と溶存無機態炭素濃度との関係*野崎健太郎（椙山女学園大学），松本嘉孝（豊田高専），谷口智雅（三重大学），宇佐見亜希子（名古屋大学）
田代
1. 背景と目的

喬（名古屋大学）

た．K. flaccidum の群体を 11 月 15 日に採取し実験室

火山性の無機酸性陸水は，日本の興味深い研究対に持ち帰り，明暗びん法によって，光合成と呼吸を象の 1 つである（Ueno，1958）．Nozaki（2016）は，測定した．溶存無機態炭素濃度（DIC）は，TOC/TN

pH 4～6 を示す御嶽山南麓の無機酸性河川では，付計（Analytik-jena Co.）で定量した．

着藻群落が発達しないことを報告している．酸性水
3. 結果と考察

域では，溶存無機態炭素が二酸化炭素分子として大気中に放出され，理論的には，0.31 mgC L-1 を超え

本調査地で繁茂していた K. flaccidum の細胞の幅ることはない（Satake and Saijo，1974）．Nozaki et al.

は 6～8 µm，長さは 8～27 µm であった．K. flaccidum（2020）は，無機酸性河川では付着藻は炭素律速のは陸生藻として知られているが，英国では流水から状態にあることを推察している．ところが，私たちも報告されており（Rindi, F. 2011, The Freshwater

は，2020 年 11 月 13 日に御嶽山南麓の pH 3 を示す

algal flora of the British Isle p.554-557），細胞の大きさ，河川敷の湧水において，糸状緑藻 Klebsormidium

細胞壁と細胞質の形態から K. flaccidum と同定した．

flaccidum の大繁茂を観察した（図 1）．そこで，この図 2 は，調査地におけるクロロフィル a 量（A），強繁茂と溶存無機態炭素濃度との関係を考察した．

熱減量（B），溶存無機態炭素濃度（C）の分布である．クロロフィル a 量，フェオフィチンと強熱減量
は，湧出部から 10 m 下流から増加し，溶存無機態
炭素濃度は，下流に向かって明瞭な減少を示した．
K. flaccidum の光合成－光曲線は陽生型であり，湧出部は堤防の縁で遮光されているため増殖が抑えられていたと考えられる．溶存無機態炭素の減少は K.
flaccidum の吸収によるものと推察された．
A

図 1. 御嶽山南麓の pH 3 を示す無機酸性湧水における糸状緑藻 Klebsormidium flaccidum の繁茂（2020 年

B

11 月 13 日）
．
2. 方

法

野外調査は 2020 年 11 月 13 日から 14 日に行った．

C

調査地は，御嶽山の噴気孔が位置する地獄谷から流出する濁沢川の河川敷である．一般水質項目として，
水温，pH，電気伝導度を測定した．付着藻は，20 cm
×20 cm のコドラートを用いて採取した．付着藻のFig. 5. Changes in chlorophyll-a (A), AFDM: Ash free dry mass (B) and DIC:
図 2. 調査地におけるクロロフィル
量（A），強熱
dissolved
inorganic carbon (C) at study site on 13aNovember
2020.

活性は，酸素ロガー（HOBO U26，CO-UA 002，Onset

減量（B），溶存無機態炭素濃度（C）の分布（2020Co.）を用いた溶存酸素濃度の日変化測定から評価し

年 11 月 13 日）．

81

O-B06

ダム貯水池を有する火山山麓河川の底生動物群集とその時空間的変異*田代

1. はじめに喬 （名古屋大・減災連携研究センター）

質特性を把握した。

火山は，その特有の地質・水質，噴火や崩壊など群集解析には，Primer Ver.6.1.6（Primer-E Ltd.）を用の撹乱を介して，山麓地域の生態系を規定する。まいた。はじめに，局所局時的な強酸性などによる極小

た，火山を水源とする河川では，噴出物で構成され密度な検体を除いたうえで，分類群を「目」水準の 15 カ

る保水性の高い集水域を有することから，発電や潅テゴリーに集約した。続いて，それぞれの個体数密度を漑目的の開発が進められている。そのため，現況の4 乗根変換した変数をもとに，地点間の類似性を表す

火山麓地域の河川生態系には，自然現象である火山

similarity index S17（0-100 %）を求め，クラスター解析と活動とダム・堰堤による取水・貯水・放水などによ

NMDS（Non-metric Multi-Dimensional Scaling）を実施

る人為的改変が複合的に影響しているが（田代：陸して，地点間の群集構造の類似性を可視化した。

の水 74：5-11，2016），両面に注目して調査した事

3. 結果と考察

例はほとんど見られない。

自然湖下流の王滝川（OutA）で最高密度（891±

本研究では，御嶽山の南麓を流れる木曽川水系の471 個体），かつ，最多種数を示したが（50±9），2015

王滝川中流域に着目し，2014 年火口を集水域に持つ

年 9・10 月濁川と流入後の王滝川（OutB）（同年 11

支川とその流入先でダムを有する本川の水系各所

月）で少なく（5 個体未満），2016 年 8 月濁川，9 月

における底生動物群集の時空間的変異から，噴火とダムの影響に関する考察を試みる。なお，本研究は，
WEC 応用生態研究助成（2015-04；2017-05；2020-03），
JSPS 科研費 19H04318 を受けて実施した。

濁沢川，12 月王滝川（OutB，C）と 2017 年 8 月の濁川で低密度（10 個体未満）であった。濁川では，
2015 年 11 月にやや回復し（21±7 個体），噴火前の記載種が再確認されたことから（丹羽：木曾谷の魚，2. 材料と方法

1954），噴出物流入に伴う強酸化による撹乱からの御嶽山南麓の王滝川周辺において，噴火影響の色回復過程にあると示唆される。

濃い一次支川「濁川」（NigoB），濁川に流入する「濁沢図 1 には NMDS による解析結果を 2 次元で示す。

川」（NigoA）・「伝上川」（Den），濁沢川上流の「赤川」図中の A～D は，S17 = 40%を閾値として区分され，（Aka）・「白川」（Shira）（以上，濁川水系 5 地点），濁川

火口に近い濁川水系上流地点で構成される A，噴火とは別の一次支川である「下黒沢」（Shimo），「うぐい川」

影響の少ない B，噴火後の回復途上が含まれる C と（Ugui），「王滝川」に沿った 4 地点（OutA，B，C，D）（以牧尾ダム下流の D に類型化された。火山活動とダム上，王滝川水系 11 地点），近隣別水系の木曽川一次

貯水池により，群集構造に一時／局所的に変異が生

支川の「黒川」（Kuro）に加え，これらの合流後の「木曽じている様子が見受けられた。

川」（Kiso）（計 13 地点）で調査した（全 72 検体）．なお，
流下方向に沿って，最上流の下黒沢，下黒沢が流入す
る「自然湖」（1984 年の”伝上崩れ”による天然ダム）下流 （ OutA ） ， 濁 川 流 入 後 （ OutB ） ， う ぐ い 川 流 入 後（OutC），「牧尾ダム」（1961 年竣工の利水ダム）下流（OutD），および，発電導水系統から放水後の木曽川といった具合に縦断的な変化が認識できる。
噴火から約 1 年経過後の 2015 年 9 月から 2020 年 8月にかけて，各地点の瀬で 30 cm 方形区内の堆積物を目合い 0.5 mm のネットで採集した後，底生動物を抽出，同定して分類群ごとに個体数密度を求めた。採集の際，
図 1 NMDS による底生動物群集の解析（2D Stress：0.16）

pH，水温，電気伝導度（S/cm）を計測して，簡易に水82

火山山麓に湧出する二酸化炭素ガスと

O-B07

湧水の影響をうけた河川水の特性*宇佐見亜希子・田代喬（名古屋大・減災セ），松本嘉孝・江端一徳（豊田高専・環境都市）
谷口智雅（三重大・人文），八木明彦・岩月栄治（愛知工業大・工学）

１．はじめに
御嶽山南麓を流れる王滝川は、牧尾ダムの設置に３．結果と考察より遮断され、導水管を通り木曽ダム貯水池へ運ば

牧尾ダム堰堤から 200ｍ下流でまでの pH についれる。そのため、牧尾ダム直下から御岳発電所放水て、湧水を源水とする表流水（王滝川）の pH は 4.8

口までの約 3ｋｍの王滝川は減水区間となり、この～5.5 を示し、弱酸性であった。支流は pH7 であっ減水区間内の河川水はそこに存在する湧水あるいた。湧出ガス成分の 96～98％が CO2 であったこと、はその両岸から流入する支川により形成される。洪

表流水の硫酸イオンや硝酸イオンは低濃度、塩化物

水吐ゲートからの放流は、2018 年、2019 年、2020

イオンでは Na の存在があったことから、酸性の要

年でそれぞれ 1,296 時間（54 日分）、576 時間（24

因は CO2 過剰溶解によるものと考えられる。RpH に日分）、1,392 時間（58 日分）であり、年間を通して

ついては、支流は約 7.2 であったのに対し、表流水

牧尾ダム直下へ放流される頻度は少なく、減水区間

は 8.0 と弱アルカリ性であった。酸性水により鉱物の水環境は安定している。

から Na や Ca 等の成分が溶解しアルカリ性の水質が牧尾ダム直下は、複数地点より湧水とガスが噴出形成されたと考えられる。この水環境下では、CO2しており、このような水環境は日本の温泉地で確認

脱気により pH5.5 から 8.0 へ大幅に変化する水質でされ、成分分析や形成過程の研究は進んでいる。しあり、また、高濃度の金属イオンが溶解しているたかし、この水環境が引き起こす下流への影響についめ、水生生物の生息が困難であることが推察される。

て調査した研究は少ない。牧尾ダム（王滝川）は愛

御嶽発電所放流後までの約 3km 間の流程に沿っ知用水として利用されているため、この水環境が下た変動をみると、堰堤より 0.5km 下流から 1.3km に流にどの様に影響を与えているのかを求めることて pH が 7 へ徐々に上昇した。これは、流れの擾乱は重要である。本研究の目的は、河川水中の成分をによる CO2 脱気、支流による希釈、付着藻類の光合測定し特異的な水環境の水質特性と下流への影響

成によるものと考えられる。一方、1.5km あたりにを把握することで、用水の源水を担う王滝川の水質

牧尾ダム直下と類似した CO2 ガス湧出地帯が広がっ

管理への貢献、観光資源や環境教育の活用の一助にており、pH は下がったが下流に行くに従い pH は再することである。

度上昇した。御岳発電所放流後では、pH と RpH の差は小さく、湧水により形成された王滝川河川水が２．材料と方法

この地点で発電所放流水により大幅に希釈され、湧2019 年 9 月～12 月、2020 年 8 月、10 月、12 月に

水の影響は小さくなることが明らかとなった。

調査を実施した。現地で、水温、pH、電気伝導度、DO、硫化水素の測定と流量観測をした。実験室で謝辞

RpH（採水した試料水をビーカーに入れ 15 分間曝(独)水資源機構牧尾管理所には調査の便宜を図っていた気）、アルカリ度、栄養塩（硝酸態窒素、亜硝酸態

だき、(一財)東海技術センター坪井秀樹様には湧出ガスの窒素、アンモニア態窒素、りん酸態りん）の測定、成分を分析していただいた。JSPS 科研費 19H04318（代主要成分分析（ICP 発光分光分析装置：SHIMADSU：

表：田代喬、2019-2022 年度）と WEC 応用生態研究助成(代ICPE9000（平成 24 年度文科省私大研究設備整備費

表：宇佐見亜希子、2020-2021 年度)の助成を受けて実施さ等補助金））、ガス成分分析を実施した。

れた。ここに記して謝意を表す。

83

O-B08

火山山麓河川の陸水環境

総合討論

84

9 月 21 日（火）
，B 会場
一般講演
O-B09〜O-B1385

夏季の諏訪湖底層におけるリン動態に関する研究*市川雄貴（信州大学大学院），宮原裕一（信州大学・理学）

1.

はじめに

と季節変動がほとんど見られず，リン溶出は確認で生物生産の盛んな湖沼では夏期に底層の貧酸素化きなった．一方，新生沈殿物の全リン濃度は春から（本研究では DO≦3mg/L と定義）が進行しやすい．

夏にかけて上昇し，易溶出性の CDB 無機リンの割

この貧酸素化は底質からのリン溶出を促進させ，富合が増加する傾向が見られた．また，沈殿物中の鉄栄養化に正のフィードバックをもたらす．特に浅い

濃度も夏期に高くなっていた．底質直上水の全リン

湖沼では富栄養化の主な原因であるリン外部負荷量

濃度は 54-325µg/L で推移していた．表層水のリン濃を減らしても，このリン溶出により水質改善に遅延度は 32‐63µg/L で推移しており（信州大学，未公開が発生した例もある（Søndergaard et al., 2013）
．長野

データ）
，底質直上水よりも低かった．夏期における県の諏訪湖では，少なくとも 1970 年代の夏期より湖

諏訪湖の底質直上は還元的（ORP<0V）な環境であっ底層の貧酸素化が確認されている（長野県衛生公害

たが，湖底から数十㎝上層の水深 5ⅿは貧酸素ではあ研究所，1975；宮原，2018）．このように夏期の諏訪るが酸化的（ORP≧0V）な環境であった．

湖では底質からリンが溶出しやすい環境であるにも新生沈殿物に含まれるリン濃度の変化や直上水と関わらず，2000 年以降，湖水中リン濃度の季節変動

表層水のリン濃度の差，水深 5m 付近における酸化がほとんど見られず，環境基準値（50µg/L）前後で還元状態の変化から，現在の諏訪湖では夏期なると推移している．

底質直上湖水の貧酸素化により底質からの鉄の還元

諏訪湖における近年の湖水中リン濃度の低下はリに伴ってリンが溶出するが，水深 5ⅿ付近で鉄が酸化

ン外部負荷量の減少だけではなく，湖内リン動態のされリンを吸着し，再び沈殿するというリン循環が変化によるものではないかと考え，本研究では諏訪生じていることが示唆された．湖底層でリン循環が湖の底質，底質直上水，沈殿物のリン・鉄濃度，お生じるため底質のリン濃度に年間を通じて大きな変

よ びこ れ ら の 動態 に 影 響 を 与え る 溶 存 酸素 濃 度化が見られず，表層水のリン濃度が低く保たれてい（DO）・酸化還元電位（ORP）の測定を行った．

ると考えられた．さらに，水温の長期的なデータか2.

ら夏期における表層水温が年々上昇し，底層水温と材料・方法

2019 年 5 月から 2020 年 5 月まで諏訪湖湖心(水深の差が増加する傾向が見られた（図 1）．かつては水約 5.8m)にてコアサンプラーで底質を採取した．コ

温成層が現在ほど明確ではなく，湖の鉛直混合が容ア試料は持ち帰り，底質直上水を取り除いた後，0-易に生じ，底質から表層水へリンが回帰しやすかっ

4cm，4-8cm の 2 層に切り分け，遠心分離したものをたが，近年では夏期の水温成層が強固になり鉛直混分析に供した．底質および水深 5m にて採取した新生合が阻害され，このような湖底層でのリン循環が形

沈殿物は CDB，NaOH，HCl を用いたリンの連続抽成されるようになったと考えられた．

出を行い（小松ら，2009），モリブデン青-アスコルビン酸還元吸光光度法にて各画分に含まれるリンを定量した．底質直上水は全リン濃度を測定した．また，試料採取と同時に湖底層の溶存酸素濃度と酸化還元電位を測定した．さらに，諏訪湖の水温に関して，40 年余の観測値の解析も行った．
3.

結果・考察

図１．夏期(7－9 月)の諏訪湖における平均水温の経

底質の全リン濃度は 1 年を通して 2000µg/g 前後

年変化(1977 年‐2020 年)

86O-B10

宍道湖湖岸におけるメタンの生成・放出*片桐知咲，管原庄吾，朴紫暎，江川美千子 （島根大院・自然）
清家泰 （島根大 EsReC）

１．はじめに３．結果

メタンは二酸化炭素に次いで地球温暖化に及ぼ

2021 年 7 月 16 日に宍道湖・中海で調査を行っ

す影響が大きい温室効果ガスである。世界の平均た。その結果，宍道湖湖心と中海湖心の湖水中か

メタン濃度は 18 世紀半ば（平均 0.72 ppm）から

らはメタンはほとんど検出されず，大気への放出

年々増加しており，2019 年には約 1.88 ppm となっもごくわずかであった。一方，中海浚渫窪地ではた。メタンの発生源は人為起源と自然起源に分け湖底付近の湖水中から約 70 ppm のメタンが検出さられ，自然起源には湿地や池，水田，貯水池等かれた。さらに同地点の堆積物を柱状に採取し，堆らの放出がある。

積物中に含まれる気泡中のメタンを調べたとこ
ろ，その濃度は約 20 万～70 万 ppm であった。

水圏では，水質・底質悪化が進行すると，微生物による還元反応が順に起こる。淡水域は硫酸イ

また，2020 年 9 月 9 日に宍道湖湖岸で調査を行

オンの濃度が低いためメタン生成が起こりやすいった。その結果，水深がわずか数十 cm しかない宍のに対し，汽水・海水域は海水由来の硫酸イオン

道湖の湖岸において，湖水中から 100 ppm を超えが高濃度で存在するため，硫酸還元が卓越する。

るメタンが検出され，さらには湖水から大気へのよって，汽水・海水域におけるメタン生成は，一メタンの放出も確認された。

般的に起こり難いとされている。
メタンは，メタン生成菌により酢酸等の有機物

４．考察

を基質として生成される。このメタン生成は微生

中海浚渫窪地では，塩分躍層の形成により躍層

物的還元過程の最終段階に位置することや，メタ以深で溶存酸素が消費されたことで，湖底でメタンの化学的性質から，メタン濃度は湖の水質悪化

ンが生成され，湖水中に溶存したと考えられる。

の指標として用いることができる。そこで本研究

また，宍道湖湖岸では，多量の水草類が堆積しでは，宍道湖・中海におけるメタンの生成・放出ていたことから，水草類の腐敗によってメタン生について調査を行った。

成が促進されたことが示唆された。そして，フラックス調査により得られたメタン放出速度は，
2008 年に北海道の網走湖で調査された年平均フラ２．方法
調査は宍道湖湖心，宍道湖湖岸（鹿園寺），中海

ックスよりも高いことが分かった。

湖心，中海浚渫窪地（彦名沖）で行った（Fig. 1）。

以上より，一般的にメタン生成が起こり難いと① 湖水中の溶存メタンの定量されている汽水湖でも，条件さえ整えばメタン生

バイアル瓶に湖水を満たし，ブチルゴムとアル成が起こることが分かった。さらに宍道湖湖岸でミキャップを用いて密栓した後，ホルマリンを添は，水草類の腐敗によりメタン生成が促進され，加して実験室に持ち帰った。そのバイアル瓶に N₂

大気への放出も確認されたことから，地球温暖化

ガスを注入して気相を作成し，気相中のメタン濃対策の観点から水草類の対策も必要である。

度を FID-GC を用いて測定した。
② 大気へのメタンの放出速度（フラックス調査）
チャンバーを湖面に浮かべ，経時的にチャンバ

日本海

ー内の気体を真空バイアル瓶にとった。その採取

宍道湖
湖岸

して気体に含まれるメタンを FID-GC を用いて測定（鹿園寺）した。その値から時間当たりのメタン放出速度を

中海湖心

中海
浚渫窪地

宍道湖湖心

Fig. 1算出した。

87

サンプリングポイント

O-B11

冬季の琵琶湖水における窒素循環構造の変化*石橋 孝晃 (京大・情報), 大手 信人 (京大・情報),尾坂 兼一 (滋賀県大・環境)
木庭 啓介 (京大・生態研), 中村 高志 (山梨大・ICRE), 西田 継 (山梨大・ICRE)
主に 6 月と 11 月頃に大きく増加し、また減少する

１．はじめに
水域生物にとって窒素は必須の元素である。

傾向を見せた

しかし水域に多量の窒素源が供給されると富栄養

４．考察化が起き、それによる水質悪化が誘発され水域生DN が増減する要因として、内部循環の他に外部態系、人類の活動に悪影響を及ぼす。このことか

流入、内部負荷が考えられる。外部流入として河川から生態系を適切に保つためにも水域の窒素化合物

らの流入、内部負荷として湖底からの溶出が考えられ量を適切に保つことが重要である。近年、地球温る。
河川水の DON, NO3--N 濃度は琵琶湖水の DON, NO3-

暖化の影響で世界の様々な湖沼で成層構造が変化-N 濃度より高く流入水は湖水の DON 量, NO3--N 量をしており、成層構造の変化は栄養塩動態にも影響増加させる。また湖底からは NH4+-N が供給されるたを及ぼすとの報告がある(North et al., 2014)。本研め(Osaka et al., submitted)、NH4+-N 量が増加し、硝化に究の調査地である琵琶湖は日本最大の湖沼であよって NO3--N 量が増加する可能死がある。しかし湖底り、その窒素動態は主に内部循環によって制御さからの溶出量は少なく、
NO3--N 変動量を説明できない。

れている(Tsunogai et al., 2018)。近年、琵琶湖にお以上から秋~冬の NO3-量増加、DON 量減少は内部循環

いても全循環が確認されない年があるなど水循環による変動であると考えられる。DON が NH4+に無機過程が大きく変わりつつあり、湖水の循環が窒素化、さらに NO3-に硝化される事で DON が減少し NO3-

循環に与える影響を明らかにする必要がある。そが生成する。この時生成した NO3-は15NNO3 が低いことのためには長期的、全層での経年変動を分析し、が知られており、NO3--N が増加する時期に15NNO3 が低循環の強弱を含めた窒素動態を解析する必要があ下していることから内部循環、特に無機化、硝化によるが、数年間、全層の窒素動態について解析したって DON 量が減少、NO3--N 量が増加したと考えられ研究は非常に少ない。そこで本研究は 6 年間の調る。

査データを用いて琵琶湖水における窒素動態を解

この NO3-増加量が変動する原因として全層で水温、析し、気象条件や循環状態にどのように影響されPN 変化量と NO3- 変化量について一般化加法モデル

るかを考察することを目的とした。

(GAM)を用いて解析を行った所、PN 変化量、水温とも

２．材料と方法に負の関係性が見られた。これは冬の水温が高い時は本研究では琵琶湖北湖第一湖盆(水深約 90m)の植物プランクトンが増加し、DON の取り込み量が増加、

14 深度において、2015-2021 年の間、湖水を 1-2 ヶそのため無機化、硝化量が減少、また生成した NO3-の月に一回採取、同時に CTD で水温, DO, chl.flu を測

取り込み量も増加し、結果として NO3-増加量が少なく定した。採取した試料からは各種窒素化合物濃なったと推察した。以上より水温の高い年は循環が弱1515度、 NDN、 NNO3 を測定した。また測定した濃い、起きない事から、今後植物プランクトンの取込み

15

度、 N と琵琶湖の各深度別面積より湖水全体にが活発化し、DN 量が減少する可能性が示唆された。

15

含まれる各種窒素化合物量、 N を計算した。

9000

琵琶湖水中の窒素化合物量(MgN)

３．結果
図に結果を示す。図より DN 量は長期的に減少していることを示した。DN は NO3-と DON が大半を占めていることから DN 量の季節的、長期的な変動傾向を明らかにするには NO3-量、DON 量の季節変動を明らかにすることが重要である。NO3-量は秋

DN
6000

NO3--N
3000

DON~冬に増加し、春~秋にかけて減少する傾向を示し、DON はその反対の季節変動傾向を示した。PN 量はPN

015/01 16/01 17/01 18/01 19/01 20/01 21/01

図 : 各種窒素化合物量の経年変動

88

都市の浅層地下水の水質・同位体組成の季節変化－東京都品川区を例に－

O-B12*伊東優希 （立正大・院）・安原正也・李盛源（立正大・地球）

稲村明彦（産総研）・中村高志（山梨大・国際流域環境）
N8，N9）は東西約 100 m，南北約 60 m という極１． はじめに
日本有数の人口集中地域である東京都品川区北めて狭い範囲内にあるにもかかわらず，水質の違い

品川・南品川（図 1）の浅層地下水を研究対象に，が顕著である。さらに，地点 N6 や S11 を除き，地

都市の地下水形成に果たす 1）降水浸透水，2）水道

下水の主要溶存成分濃度は季節によって大きく変漏水，3）下水漏水の役割の定量化とその季節変化，化する。例えば NO3－は，地点 N5 では 6 月，地点

また都市の地下水の水質形成プロセスを解明する

N8 では 8 月，また地点 S10 では 4 月に濃度が急上目的で研究を実施中である。本発表では，2019 年 1昇しており，それぞれの濃度も 8.8～19.3 mg/L，

月～2020 年 2 月の同地域の浅層地下水の水質・同位11.1～32.8 mg/L，4.8～24.6 mg/L と著しい季節変体組成の季節変化について報告する。

化を呈する（図 2）。同様に，水や NO3－の同位体組

２． 研究方法

成も，極めて幅広いレンジの値を示した（例えば，北品川の 7 本，南品川の 3 本の井戸（図 1；深さ

δ 15N-NO3 －；4.8～25.1‰，δ 18O-NO3－ ；－3.5～

約 10 m 以浅）の浅層地下水を対象に，現地調査・

32.6‰）。このように，年間を通じて水質や同位体組

採水を 2019 年 1 月，2 月，4 月，6 月，7 月，8 月，

成が大幅に変化しているのは，地下水涵養に果たす

9 月，10 月，12 月，2020 年 2 月に行った。水温，

降水浸透水，水道漏水，下水漏水の役割（相対的重EC，pH，DO，ORP，地下水位を現地で，また主要要性）が季節によって大きく変わることに一義的な溶存成分，重金属類，水の酸素（δ O）
・水素（δD）

原因があるものと推定される。一方，ほぼ全地点の18

安 定 同 位 体 ， NO3 の 窒 素 （ δ N-NO3 ）・ 酸 素

δ15N-NO3－とδ18O-NO3－は，夏期・冬期を問わず（δ18O-NO3－）安定同位体，陰イオン界面活性剤，

年間を通じて脱窒の進向を示すδ15N：δ18O＝2：1

大腸菌・大腸菌群を実験室で測定した。

の直線（Kendall and Aravena，1999）に沿ってプ

３．結果・考察

ロットされる。このような脱窒の発生と進行の，季

－

15

－

地下水水質には地点間で明瞭な違いが認められ節ならびに地点間での違いが，研究対象地域の浅層る（図 1）。特に，北品川の 7 地点（地点 N2～N6，

地下水の水質形成に副次的影響を及ぼしているものと考えられる。地点 N2 では 2019 年 2 月，10 月
を除いて NO3－は検出されなかったが，これは脱窒の著しい進行の結果と見なしうる。DO や ORP の測定値とも整合的である。

図 2：NO3－濃度の季節変化（2019 年 1 月～2020 年

図 1：研究対象地域および地下水水質のヘキサダイア

2 月）。地点番号は図 1 のそれに対応。

グラム（2019 年 2 月）
。基図は国土地理院地図。

89

O-B13

Mussel-distribution Estimation Using High-resolution
Sonar Images with Deep Learning*趙 帆, 水野 勝紀, 多部田 茂（東大・新領域）
麻山 賢人, 速水 裕樹, 藤本 泰文, 嶋田哲郎（伊豆沼財団）

１．Introduction

reaches 94.45%, which ensures the reliability of the

The mussel (Cristaria plicata.) is an aquatic bivalve

mussel’s investigation. Figure 3 shows the predicting

mollusk that inhabits the sediment of freshwater lakes or

results of field survey data.

wetlands. In Japan, the mussel is widely used to remove
impurities and improve water quality, performing
essential ecosystem functions and services to humans [1].
For unknown reasons, the population of endangered
species mussel C. plicata in Lake Izunuma has sharply
decreased in recent decades. Conventional survey
methods (e.g., surface surveys using optical video
cameras and divers) are affected by the transparency andFig.1 The field survey routes and underwater maps

depth of the water. The previous quadrat survey formussel distribution was limited by time-consuming andrequired many labor resources. A new observation
method of mussel distribution was proposed in thisstudy; the acoustic video camera was applied to map
underwater topography. The well-trained YOLO (You
Only Look Once) model can detect the mussel and

Fig.2 The acoustic images of sample mussels

classify their status (dead or living) with high accuracy.
２．Materials and Methods

A series of field surveys were conducted in Lake
Izunuma. Our field observation system equipped with
ARIS (Adaptive Resolution Imaging Sonar, Sound
Metrics, Bellevue, WA, USA) can scan the underwater
topography with an efficiency of 1,400 m2/h. As Figure 1
shown, the collected acoustic data were constructed into

Fig.3 The predicting results of field survey data; the blueboxes mean living mussel, red mean dead mussel.

a map after image mosaic operation. Before the fieldsurvey, some mussel samples were set with different
postures to simulate their status in the sample

４．Discussion

experiments. Figure 2 shows the acoustic images of

The acoustic survey makes it possible toefficiently investigate the distribution of mussel inhigh turbid water, contributing to the conservationof C. plicata. In the future, we are planning to
explore the factors affecting mussel’s distribution.

living (right) and dead (left) mussels; the living mussel
was partially buried in the sediment and has a strong
acoustic reflection from the outer shell [2]. The deadmussel always exposed its whole body on the lake bed
and with a larger acoustic reflection area.

References:[1] Aldridge DC, et.al, (2007) Aquatic Conservation:
Marine and Freshwater Ecosystems 17: 554–564.
[2] Pacific Northwest Freshwater Mussel Workgroup.
https://pnwmussels.org/about-freshwater-mussels/[3] Redmon, J., et al. (2016) CVPR. IEEE.

３．Results

The YOLO model was applied to mussel detection andclassification [3]. The training data set including 910
labelled images from sample experiments and fieldsurveys. After the training and verification, the mAP90

9 月 22 日（水）
，A 会場
一般講演
O-A17〜O-A38

91

O-A17

Multi-Shot Pyrolizer GC/MS を用いた琵琶湖底質中有機成分の特性解析*井上和樹 (京工繊大院・工芸)，布施泰朗(京工繊大・環境科学セ)
早川和秀，山口保彦(滋賀県琵環研)１．はじめに質粉末試料中化学成分は、固体 TOC 分析及び蛍光 X

近年、琵琶湖北湖では地球温暖化の影響により成線分析法を用いて評価した。

層期が長期化し、湖底の低酸素化の発生頻度が増加

３．結果と考察している。2019-2021 年は観測史上初全層循環不全

Fig. 1 に EGA-MS 法による底質試料の堆積層深度に陥り、2021 年冬に回復した。今後、琵琶湖の湖底

別サーモグラムを示す。355 ℃と 470 ℃に極大値が環境が大きく変化する過程において物質循環を解確認され、150-390 ℃の熱脱着成分と、390-600 ℃の析するために重要となる底質中化学成分の短期的

熱分解成分で底質が主に構成されていることが示

な動態を捉える手法が必要となる。

唆された。また 355 ℃のピークで脂肪族炭化水素にMulti-Shot Pyrolizer は熱脱着、熱分解、発生ガス由来する m/z 69 などが高く検出された。470 ℃のピ分析（Evolved Gas Analysis：EGA）法など様々な手ークでは、特に芳香族炭化水素に由来する m/z 91 が法で有機成分を解析することが可能である。

高く検出された。DS/Py-GC/MS 法では、Fig.2 の TD

EGA-MS 法は、熱分解炉の昇温加熱により試料からと PY の合計ピーク強度の面積比が約 1：1.2 であり、発生するガス成分を、分離カラムを介さずに質量分

EGA-MS 法の 150-390 ℃領域と 390-600 ℃領域の面析計に導入することでサーモグラムを得る熱分解積比と良い一致を示した。また、採取時期毎の底質分析の手法の一つであり、試料の熱脱着・分解特性

試料を EGA-MS 法で分析し、その変化から琵琶湖環

解析の基本となる分析法である。

境の変化を考察した。

本研究では、EGA-MS 法で底質の情報を得るとともに、熱脱着(TD)成分と熱分解(PY)成分を分離測定できるダブルショット(DS)Py-GC/MS 法及び元素分析法を組み合われた解析を実施することにより、EGA-MS 法で捕らえられる試料間の相違の要因を明らかにすることを目的とした。
２．材料と方法2018 年 10 月，2019 年 1 月, 3 月, 7 月に琵琶湖北
湖今津沖中央（St. 17B、水深 89 m）において、不攪Fig. 1 EGA-MS 法による堆積層深度別底質粉末試料の TIC サーモグラム（2019 年 1 月採取）

乱採泥器及び浮泥捕集システムを用いて底質コアを堆積層深度別（Layer 1: 0-1 cm, Layer 2: 1-2 cm,
Layer 3: 2-4 cm, Layer 4: 4-10 cm, Layer 5: 10-20 cm）に採取した。得られた試料は遠心分離器（3000 rpm、
20 min）により間隙水と底質試料を分離した。底質
試料は送風乾燥し、その後テフロン乳鉢を用いて粉砕 し 、底 質粉 末試 料と した 。 この 試料 を用 いて
EGA-MS 法 に よ る 分 析 を 行 っ た 。 15 ℃ /min で
150 ℃から 600 ℃まで昇温させ、発生する熱脱着ガ
スと熱分解ガスを直接質量分析計に導入し、得られたサーモグラムを解析した。DS/Py-GC/MS 法による試 料 の 分 析 を 行 い 、 TD ： 150-390 ℃ 及 び PY ：Fig. 2 DS/Py-GC/MS 法による底質粉末試料の TIC パ

390-600 ℃の各温度領域画分について評価した。底イログラム（2019 年 1 月採取）92

O-A18冬季全循環停止がおきた琵琶湖における貧酸素水塊の広域観測*石川俊之 （滋賀大・教育），合田幸子（京都大・生態研セ），
赤塚徹志（京都大・生態研セ），後藤直成（滋賀県大・環境科学）

なして水柱のデータとした。

１．はじめに地点ごとのデータは OeanDataView5.4.0 (ODV:

琵琶湖は、従来１回循環湖とされてきたが、2007
年に冬期循環が３月まで遅れるなど循環様式の変Schlitzer, R) を用いて集計し図示した。格子補間の化が危惧されていた。すでに報道されているように

アルゴリズムは ODV 内蔵の DIVA を用いた。

観測史上初めて 2019 年・2020 年と琵琶湖では冬期循環がおこらなかった。

３．結果と考察

冬期循環の停止は溶存酸素濃度の顕著な低下をもたらすと考えられるが、その影響を議論するには、
まず貧酸素水塊の継続期間や広がりを把握する必要がある。県行政が比較的深い定点で高頻度な観測を行い時間変化について把握しているが、広がりは十分把握できていない。
そこで、2019 年・2020 年の 9 月・11 月の計４回の多地点調査を実施し、溶存酸素濃度の低下した貧酸素水塊の広がりを明らかにするとともに、水温など他の観測値との関連を検討することとした。
計 4 回の観測から、貧酸素水塊の広がりを確認することができた。下の平面図は 2020 年 11 月の湖

２．材料と方法

底近傍の溶存酸素濃度から作図したもので、今津・2019 年、2020 年のそれぞれ 9 月・11 月に琵琶湖北湖に設けた 88 の定点において、鉛直プロファイ

長浜間に無酸素に近い観測値がみられている。

ラーを用いた調査を行った。調査は、滋賀大学、滋2020 年 11 月の今津・長浜間の断面図データ（下図：

賀県立大学、京都大学の調査艇３艇が実施し、全地単一のプロファイラー使用の断面）からは、貧酸素点を数日内で観測をするようスケジュールした。

水塊が、水深にそって平行になるとは限らず、やや浅い水域まで広がることが示された。

調査では３艇で異なる型式の鉛直プロファイラ

貧酸素水塊の広がりは、水温の広がりと似たパターを用いた。このうち、隔膜式の溶存酸素センサー
は、応答速度と安定性にやや劣るため、プロファイ
ルはリアルタイムデータを確認し、変化が大きい層
では投下速度をきわめて遅くして取得した。また、安定性を確保するため、飽和水を用いて 100%値を毎回確認して投入した。さらに、器差の影響をみる
ための同一地点の観測を適宜おこなったところ、湖ーンを示していた。湖底での大きな酸素消費を反映

底のデータで最大 1mg/L 程度の誤差であった。

しただけでなく、湖底付近の流動の影響を受けて貧得られた鉛直プロファイルデータから、濁度と電酸素水塊の広がりが形成されたものと考えられた。

気伝導度の外れ値が出る水深を着底したものとみ93

O-A19琵琶湖深湖底の貧酸素に伴う底生生物への影響*石川可奈子・井上栄壮・焦春萌 （滋賀県・琵環科研セ）

各地点 30 枚程度を時間間隔で抽出し、その中に映１．はじめに近年、気候変動および温暖化の影響により、琵琶り込む生物を目視で計数した。

湖では全層循環の遅れや未完了が生じるようになった。そして、深湖底では貧酸素の長期化や貧酸素水域の拡大が深刻化している。琵琶湖は日本で最も大きな湖であるとともに古代湖でもあり、深湖底に

N4

HY90

は、ここにしか生息しない固有種も存在するため、それらの生物の生息環境の縮小および消滅が懸念

N6 (100m)

されている（石川ら，2019）。
滋賀県琵琶湖環境科学研究センターでは、貧酸素化に伴う生物への影響を調査している。貧酸素水塊

WANI50 (50 m)

図 1 ROV による調査地点の形成により生物の死亡個体はしばしば発見されてきたが、生物の個体群としての影響は、生物調査

３．結果・考察のデータ数が少なく、これまで十分に評価できなか

アナンデールヨコエビは、3～5 地点の平均生息密った。そこで、2012 年度より ROV（有索型水中ロボ

度の年最大値が、2012 年度から 2020 年度の期間にット；写真 1）を導入し、底生生物を定量的に把握

おいて、2017 年度に最大で 1621 個体 m-2 であり、するためのモニタリングを実施してきた。

2020 年度に最小で 50 個体 m-2 であった。9 年間の平均値は、687±206 個体 m-2 であった。

ここでは、ROV でのモニタリング結果を中心としビワオオウズムシは、3～5 地点の平均生息密度のて、近年の琵琶湖深湖底の貧酸素化が底魚を含む底年最大値が、2012 年度から 2020 年度の期間におい生生物に及ぼす影響について発表する。

て、2013 年度に最大で 34 個体 m-2 であり、2020 年度に最小で 6 個体 m-2 であった。
9 年間の平均値は、
23±3 個体 m-2 であった。
スジエビは、3～5 地点の平均生息密度の年最大値
が、2012 年度から 2020 年度の期間において、2013
年度に最大で 52 個体 m-2 であり、2015 年度に最小で 11 個体 m-2 であった。9 年間の平均値は、23±4
写真１

個体 m-2 であった。

底生生物モニタリング用に下方カメラを搭載した ROV

イサザは、5 地点の平均生息密度の年最大値が、2012 年度から 2020 年度の期間において、2013 年度に最大で 16 個体 m-2 であり、2012 年度に最小で 1 個

２．方法

体 m-2 であった。9 年間の平均値は、8±2 個体 m-2 で

琵琶湖北湖水深 50m 以深の 3～5 定点（図 1）において、2012 年より 2 ヶ月に１回（2012 年度と 2013

あった。

年度は月１回）の頻度で ROV による映像を各定点

2018 年度、2019 年度の琵琶湖全層循環が 2 年に30 分程度撮影した。ROV は、QI 社製 DELTA150Z のわたり未完了であったため、2020 年 8 月～12 月に標準装備で有する前方カメラの他に底生生物モニは 3 ヶ月にわたり湖底直上 DO が 2mg L-1 未満の水

タリング用に下方カメラ（SONY CX-180）を搭載し域が拡大した。2020 年度のアナンデールヨコエビ、た。下方カメラの画像には 2 点のレーザーポインタ

ビワオオウズムシの生息密度の減少は、このことがでスケールを表示できる。得られたビデオ画像は、影響した可能性が高いと考えられる。

94

O-A20

宍道湖湖岸における白濁現象について*管原庄吾・⽚桐知咲・朴紫暎・江川美千⼦（島根⼤）・
清家泰（島根大 EsReC）

化水素と 0.2 mgS/L の単体硫黄を検出した。同地点

１．はじめに汽水・海水域の表層水が白濁する要因の一つとしを継続して観察したところ，水草類が打ち上がってて，青潮の発生が挙げられる。青潮とは，硫化水素

いないときや冬季には白濁はみられず，硫化水素とを含む底層の無酸素水塊が浅場に一気に湧昇し，単単体硫黄の濃度は，それぞれ定量下限以下であった。

体硫黄の形成により水面が乳白色を呈す現象であまた，宍道湖で採取した水草と宍道湖湖水をビーカる。青潮は，東京湾や三河湾等で頻発しているもの

ーに入れて，屋外に放置した結果，溶存酸素は開始の，宍道湖で青潮発生の記録が残っているのは，直後からゼロとなり，2 日後には約 1 mgS L-1 の硫化2012 年の 1 度だけである。

水素を検出した。

2018 年の夏頃から，宍道湖の湖岸やシジミ漁師の４．考察

船着き場内の湖水が一時的に白濁するとの情報が白濁した湖水を採水し，単体硫黄を定量した結果，入るようになった。また，表層水の DO がほぼゼロ

0.2 mg L-1 の単体硫黄を検出した。このことから，湖だったことから，青潮が発生した可能性が考えられ面の白濁は単体硫黄によるものと考えられる。さらる。そこで本研究では，宍道湖の湖岸が白濁した要に，同じ試料中から硫化水素も検出した。よってこ因を確かめるため，宍道湖の湖岸の観察，および白の単体硫黄は，同地点で発生した硫化水素が酸化さ濁した水を分析することによって，その原因を確かれて生成したと考えられる。湖岸は，水の交換が起めることを目的とした。

こり易いことや，大気から酸素が供給されるため，

２．材料と方法

一般的に嫌気化し難い場所だと言える。しかし，今宍道湖の湖岸が白濁する時期や場所を把握する

回白濁していた場所は，水草の腐敗が進行し，一時ため，2019 年の 6 月から月 1~5 回の頻度で宍道湖湖

的に嫌気的な環境を呈していたと考えられる。汽水岸の観察を行った。その観察結果から，白濁が何度

湖は，淡水湖よりも高濃度の硫酸イオンが存在するもみられた場所を中心に，25 地点の水質調査を行う

ため，水質悪化が進行すると硫化水素が生成する。

こととした。

室内実験の結果をみると，わずか 2 日で硫化水素が

硫化水素は，試料を直接ガラスシリンジに採水し，検出されたことから，水草が腐敗すると水質悪化がシリンジからシリンジに直接濾過した。そのろ液に急速に進行することが分かった。硫化水素は生物に酢酸亜鉛溶液を添加して実験室に持ち帰り，塩酸と対して強毒性を示すことから，硫化水素を浅場で発発色試薬を順に添加して，667 nm における吸光度を生させてはならない。したがって，打ち上がった水測定した。単体硫黄は，湖水をろ過して単体硫黄を草を回収するなど，早急な水草の対策が必要である。

ろ紙上に濃縮し，実験室に持ち帰った。その後，有機溶媒を用いてろ紙から単体硫黄を抽出し，J. K.
Bartlett and D.A.Skoog(1954)の方法を用いて単体硫黄を定量した。
３．結果

ロードバイクを使って宍道湖の湖岸を観察していたところ，湖岸から強烈な悪臭を感じた。その湖
岸には，水草類が打ち上がって腐敗し，また，小規模ではあるが湖面が白濁しているのを確認した（Fig.
1）
。白濁した湖水を分析した結果，0.8 mgS/L の硫

Fig. 1 水草が打ち上がった様子

95

O-A21

栄養塩添加・水位低下による底層酸素環境の変化：
大型実験プールを用いた操作実験*松崎慎一郎（国環研・生物多様性領域）、高津文人（国環研・地域領域）、土屋健司（国環研・地域領域）、
篠原隆一郎（国環研・地域領域）、中川恵（国環研・生物多様性領域）、福森香代子（国環研・生物多様性領域）、山口晴代（国環研・生物多様性領域）、今藤夏子（国環研・生物多様性領域）、角谷拓（国環研・生物多様性領域）

分間隔で溶存酸素濃度と水温を観測した。また、平日の１．はじめに浅い湖沼では、リン等の栄養塩負荷が大きくなると、「水草が卓越する透明度の高い系」から「藻類が優占す

朝と夕方、水温や溶存酸素濃度の鉛直プロファイルも多項目水質センサー（YSI 社 Pro-DSS）測定した。

る透明度の低い系」に突然シフトする（レジームシフト）

6 月 8 日に実験を開始し、
6 月 23 日から 8 月 11 日の間、ことが知られている。富栄養化した湖沼では、藍藻類の平日毎日、少量の窒素とリンを添加し、富栄養化させる

大増殖（アオコ）や底層の貧酸素化が見られる。

操作を行った。その後、8 月 11 日から 9 月 2 日まで、毎浅い湖沼を健全な状態へ戻すためには、栄養塩負荷の週 40~50cm ずつ水位を段階的に低下させた。

削減が必要であるが、レジームシフトが起きた負荷量よりもさらに低くする必要がある。しかし、これまで以上

３．結果と考察に流域からの負荷量を飛躍的に減らすことは難しい場

栄養塩添加により、水中の TP・TN 濃度は徐々に上昇

合が多く、対策に非常に長い時間がかかる。別の方法とした。栄養塩添加をはじめてから約 1 ヶ月後の 7 月 20して、水位低下が考えられる。水位を低下させることで、 日前後から、表層水温の上昇が顕著となり、表層と底層水草が再生する、付着藻類が増加する、大型動物プラン

で水温差が見られるようになった。それに伴い、表層でクトンが出現することが報告されていることから、生物

植物プランクトンの光合成により溶存酸素濃度の増加を介したプロセスによって水質が改善する可能性があが見られた。一方、底層では、成層と有機物分解により、る。また、水深が浅くなることで、水温や光の鉛直構造

溶存酸素濃度が低下した。その結果、2mgl/L を下回る貧が変わることで底層の貧酸素環境が改善される可能性

酸素水塊が高頻度で出現するようになった。

もある。ため池や公園池において、かいぼり後に水質の

その後、表層から排水する形で水位低下の操作を行っ改善が見られた例が報告されているが、どのようなプロた。最初の 50cm の水位低下後、1 週間で底層の貧酸素水

セスやメカニズムが働いたか不明である。どの程度（時塊は解消され、表層の溶存酸素濃度と同程度となった。

間的も規模的にも）の水位低下によって水質が改善され水位低下直後から、底層の水温が急激に上昇し、表層とるのか、水位の低下によって系の変化が起こるのか、生の水温差が縮まっていった。その後、夜間に冷やされた

態系管理に結びつく知見は乏しい。

表層水（酸素を豊富に含む）が朝方に底層へ移動し、底本研究では、水位低下による底層の貧酸素環境の改善

層水と混合する様子が見られた。以上のことから、水位に注目し、大型実験プールに貧酸素水塊を発生させ、水低下によって、水温の変化を介して表層と底層の混合が位を低下させる野外実験を行った。栄養塩添加、水位低

起こり、底層の貧酸素水塊が消失したと考えられた。

下に対する底層の溶存酸素濃度の変化を詳細に明らか

わずかな水位低下によっても、物理環境の変化よって、にするため、ロガーを用いて高頻度で観測を行った。

底層の貧酸素が比較的速やかに改善される可能性が示唆された。現状の湖沼管理では、水質改善の目的で水位を著しく下げることは難しいが、わずかな水位低下によ

２．材料と方法2020 年、国立環境研究所霞ヶ浦臨湖実験施設にある大って水質改善につながる可能性が期待される。今後、さ型実験プール（10m×30m×水深約 2.6m）1 面を用いてらなる実験と野外での高頻度観測データとの検証を行

操作実験を行った。表層から 50cm、底層から 50cm に溶う予定である。

存酸素濃度ロガー（Onset 社 HOBO U26）を設置して、596富士五湖、仁科三湖、裏磐梯三湖を対象とした
深水層無機化速度と深水層厚に関する経験式の評価*板井啓明, 石水浩喜 (東京大・院理)

1. はじめに湖沼の低酸素化は、富栄養化や、気候変動に伴う湖水循環の変化により顕在化し、世界各地で問題となっている。一旦富栄養化が進行すると、栄養塩流入を制限しても、溶存酸素濃度が元の状態に回復しない事例も多く、その機構解明は環境保
全学的に重要である。本現象を定量的に解析する
上で、深水層無機化速度（AHM: aerial hypolimnetic
mineralization rate）は重要なパラメータである。
AHM は、(1) 底質由来の易酸化性無機物質の酸化(Fred)、(2) 沈降有機物の分解 (FOM)、の両者を含み、観測に基づく寄与率の推定は不確かさが大きい。
Fred の正確な推定は低酸素化の非可逆現象を議論する上で重要である。
一方で、AHM の規制要因を比較湖沼学的に導出する経験モデルの構築も進んでいる。例えば、
ETH-EAWAG のチームによるスイス国内の 11 湖沼の調査結果、AHM の変動は深水層の平均的厚み(ZH) でほとんどが説明可能とされている（Muller
et al. 2012）。このモデルは単純で応用性が高く、酸素消費機構を評価する上でも示唆的でもある。しかし、気候や形成機構が異なる温帯湖沼への応用性は検証されていない。日本の複数の湖沼について包括的調査を実施すれば、当モデルの応用性評価に貢献できる。本研究では、東日本における複数の中規模湖沼を対象に調査を実施し、EAWAG モ
デルの応用性を評価することを目的とした。
2. 材料と方法
2020 年 8 月に長野県の野尻湖および仁科三湖(青木湖、中綱湖、木崎湖)、福島県の猪苗代湖および裏磐梯湖沼群 (桧原湖、小野川湖、秋元湖) で底泥および深度別の湖水試料を採取した。また、2021
年 3 月、6 月、8 月には富士五湖を観測点に加え、
仁科三湖と裏磐梯湖沼群で採水調査を継続した。
採水は、各湖沼の最深部またはそれに近い深度を目的地として設定し、GPS で近傍点に到達したのち、深度計測用ロープを用いて深度を決定した。
各深度の水はバンドーン採水器により採取した。
底泥は、エクマンバージ採泥器で採取後、2 日以内に遠心分離により間隙水を採取した。水中の溶存酸素はウィンクラー滴定法、微量元素濃度は ICP
質量分析計 (Agilent7700cx, Agilent Technology,
Japan) で分析した。溶存 P 濃度は、reaction cell を

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用いた ICP-MS/MS 法により分析した。装置はAgilent8800 (Agilent Technology, Japan) を用い、酸素反応モードにより m/z = 47 (31P16O+) を検出した。
本手法での定量限界は、0.5 μg/L であった。
3. 結果と考察
先行研究における酸素消費モデルに倣い、湖沼の水温データから ZH を算出した。また、面積あたり深水層酸素消費速度 (aerial hypolimnetic oxygen
demand : (AHOD)) を、酸素濃度の季節変化データを基に算出した。その結果、顕著な貧栄養湖 (TP <2 μg/L) を除外すれば、ZH と AHOD の間に二次式で近似可能な相関関係が認められた。この関係は、スイスの研究グループが現地の湖沼で導出した関係と類似していた。一方で、ZH-AHOD から推定される易酸化性無機物質による酸素消費 (Fred) の寄与は、0.1 gO2/m-2day-1 程度であり、スイスでの研究
例 (0.35 gO2/m-2day-1) と比較して低値であった。間隙水分析から推定した Mn と Fe の酸化による潜在的な無機化量は、湖沼間で変動はあるものの、Fredに対する寄与は限定的であった。本研究では、Fredに対するメタンやアンモニアの寄与を考慮していないが、スイスでの研究例ではこれらの影響が大きいことが指摘されている。
今回得られた経験式を用いて、成層開始日からの深水層平均酸素濃度変化を推定すると、経時的に単調減少し、減少速度は ZH が大きいほど小さくなる。ZH 以外で減少速度に大きく影響するパラメ
ータは湖底拡散境界層の厚み (δ) であり、浅層湖
沼では風の影響等でこの値が変化すると予想される。パラメータを最適化した結果、仁科三湖は裏磐梯三湖に対して δ 値が小さいと推定されたが、これは各地の平均的な風速分布からの予測と整合的であった。
本研究により、東日本湖沼の深水層酸素消費速度やその化学機構について、(1) 深水厚に基づく深水層の酸素消費速度の概算が有効であること、(2)このモデルの適用範囲が湖沼の栄養状態 (P > 2μg/L) に規制されること、(3) Fred の寄与や湖底拡散境界層の厚みには地域差があり要因解明が将来的な課題であること、が示された。今後、観測する
湖沼のバリエーションを増やすとともに、底質からの還元性物質の計測項目を増やすことで、国内湖沼の物質循環研究の基礎知見を提供したい。

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田植え時期・輪作体系が水田の水生動物群集に及ぼす影響*安野 翔 （埼玉県環境科学国際センター）を用いた。

１．はじめに水田は、人為的に管理された湿地生態系であるが、水生動物群集の主要な構成種である肉食性水生元来自然湿地に生息していた水生生物にとって重昆虫の個体数と分類群数に着目し、水田内の環境

要な代替生息地、繁殖地として機能している。気候（水温、pH、電気伝導度）、餌生物（ユスリカ科幼が温暖な関東地方以西では、様々なタイプの水田が虫と貧毛類の個体数（常用対数））、田植えからの経見られる。埼玉県では、田植え時期が 5 月の早植え

過日数を説明変数とした一般化線形混合モデルに栽培や 6 月の普通期栽培の他、裏作として秋から翌より解析した。

年の田植え前まで麦を栽培する二毛作水田も見られる。田面水中の生物群集は、生活史が水田の湛水３．結果と考察時期とある程度一致する種が中心になると考えら

調査期間を通じて、合計 55 分類群の水生動物がれる。しかし、田植え時期や単作、二毛作といった採集された。PERMANOVA による解析の結果、水田輪作体系が、田面水中の水生動物群集に対してどののタイプ間（p<0.001）および地域間（p<0.01）で有ような影響を及ぼすかについては不明な点が多い。

意な差が認められた。ニホンアマガエルとヌマガエ

本研究では、埼玉県内の同一地域において、早植え

ルの幼生はいずれの水田においても確認された。一栽培（4 月末～5 月植え）、普通期栽培（6 月植え）、方、トウキョウダルマガエル幼生は、早植え栽培の

米麦二毛作（6 月後半植え）の水田にて、田面水中

水田でのみ採集された。本種の繁殖時期は潜在的にの水生動物群集を比較した。

は 4～7 月とされているが、調査地域では 5 月に田植えを行う早植え栽培の水田を繁殖場所として利用していたと考えられる。

２．材料と方法埼玉県加須市内の 2 地域（志多見、種足）におい

早植えおよび普通期栽培の水田では、1 回の調査て、田植え時期および輪作体系の異なる合計 20 枚で採集されたユスリカ幼虫の個体数は、最大で 642の水田において調査を行った。水生動物の採集には個体だったが、10～200 個体程度の場合が多かった。

1mm メッシュのたも網を用い、50cm 区間の底引き

二毛作水田で得られたユスリカ幼虫は、509～2756

を 20 回行った。比較的大型の生物（カエル幼生や個体と田植え後の経過日数によって大きく変動しドジョウ等）については、現地で種同定と計数を行たものの、単作水田に比べて高い水準での変動であい、再び水田に放した。それ以外の小型の生物につった。肉食性昆虫の個体数および分類群数の決定要

いては実験室に持ち帰り、種同定と計数を行った。

因を明らかにするため、一般化線形混合モデルによ貧毛類については個体数のみ計数し、ユスリカ科幼る解析を行ったところ、いずれも餌生物（ユスリカ

虫については亜科レベルまで、それ以外の生物につ科幼虫と貧毛類）の個体数が多いほど、肉食性昆虫

いては可能な限り種または属レベルまで同定した。

の個体数、分類群数がともに多くなる傾向が認めら

水田内の環境要因として、水温、pH、電気伝導度、れた（いずれも p<0.001）。二毛作水田では、麦の収水深を測定した。調査は、2020 年および 2021 年の

穫後に麦藁を土中にすき込むため、麦藁が土壌中で5 月から 7 月にかけて、各水田の田植えから起算し分解されることで、ユスリカ幼虫等が利用可能な餌て 2 週間後、4 週間後、中干し直前の 5～6 週間後の資源が増加したと考えられる。その有機物がユスリ

計 3 回ずつ実施した。

カ幼虫の餌となることで、食物連鎖を通じてより上

水田間で水生動物の群集構造を比較するため、

位の栄養段階に位置する肉食性昆虫までも支えてBray-Curtis 指数を用いて PERMANOVA による重心いると推察される。

の検定を行った。なお、群集構造解析のためのデー
タは、各水田 3 回分の調査データをプールしたもの

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