リバーフロント研究所報告第15号

2004年9月

信濃川自然再生に関する一考察〜信濃川の自然環境の変化について〜
A study on nature restoration of the Shinano River: changing natural environment
員

池田正長

前田諭

主任研究員

中村哲

㈱東京建設コンサルタント 横山博保

研究第四部

研研究第四部

部

研究第四部

究

近年、信濃川では、河床低下や高水敷の陸域化等が進行し、河川に生息・生育する動植物の種数の減少や、樹林化、外来種の侵入などの新たな問題が生じていると推察されている。本調査研究では、信濃川の自然再生を検討するに当たり、信濃川の過去と現在の自然環境の状況と変化等について、「エコロジカルマップ」を作成することによって把握し、保全・再生にむけての課題を抽出した。エコロジカルマップは、航空写真や植生図をもとに環境データを地図と図表で表現したものである。また、植生遷移の程度を定量的に表した「植生遷移度」分析を中心に、信濃川の環境の保全・再生にむけた課題と方向の分析・抽出について述べる。
これらの分析結果から、水際線の単一化やワンド、自然裸地河岸、不安定帯に成立する植物群落等が減少したこと等多くの環境の変化が把握された。また、河岸の固定化と急傾斜化や高水敷の陸域化の進行等の状況を把握することができ、洪水時の冠水の面積、頻度の減少や水際のエコトーン機能の低下等の要因が植生の変化をもたらした可能性が高いことが分かった。
今後、場の条件の変化と予測、それらと生物の変化との関係の詳細な把握、信濃川の環境を簡易に診断できる指標種の抽出、評価方法と基準の設定などが必要である。また、学識経験者から専門的な観点から助言を得る一方、地域とともに河川環境の将来像を討議し、河川環境の目標を設定することも重要な今後の課題である。
キーワード：撹乱、エコロジカルマップ、自然再生、河床低下、河岸直立化、信濃川、植生In recent years, environmental changes in the Shinano River including riverbed degradation and permanent
drying up of high water channels, has caused new types of problems such as a decrease in the number of animaland plant species, the development of dense areas of trees and the invasion of exotic species. In this study, the history of changes in the natural environment of the river was determined and the problems to be solved in order toachieve conservation and restoration goals were identified by compiling ecological maps. Maps, tables and figures
are based on environmental data extracted from aerial photographs and vegetation maps. This paper describes
the analysis and identification of challenges for the conservation and restoration of the river and the direction ofefforts to be made.
The analysis results indicate that many environmental changes have occurred in the Shinano River such as
simplification of shorelines, decreased plant communities in small inlets, and the development of natural bareriverbanks and unstable zones. The analytical results also indicate various ongoing processes caused by a numberof factors including decreased area and frequency of flooding and functional decline of ecotones. The things thatshould be done next include the prediction of changes in the condition of fields, detailed investigation of their relationship with biological changes, identification of indicator species by which to evaluate the soundness of theShinano River's environment and the determination of evaluation methods and criteria. It is also important to seek
advice from academic experts, discuss the future of the river environment with the local community and set
appropriate goals.

Key words : disturbance, ecological map, nature restoration, riverbed degradation, increase of upright banks,
Shinano River, vegetation−1−「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

1. はじめに

適切に自然再生を進めるためには、①過去の信濃川

かつての信濃川は、洪水のたびに流れが変わり、湿の環境状況、②現在の信濃川の環境状況、を把握する

地や砂礫河原、ワンド等の多様な水辺環境を有する河とともに、過去と現在の環境条件を比較・分析し、保川であったと航空写真等から推察される。湿地や砂礫全・再生にむけての要因と課題を抽出する必要があ

河原には、植物では、ヨシやツルヨシなど水辺特有のる。

ものが生育し、鳥類では、バン、ヒクイナ等の湿地をそこで本調査研究では、信濃川の自然の再生を行う利用するもの、シギ、チドリ類等の砂礫河原を繁殖にための判断資料として「エコロジカルマップ」を作成利用するもの、昆虫類ではトンボ類、ゲンゴロウ類等し、これをもとに信濃川の生物・物理環境の状況・変が生息していたと考えられる。また、ワンドには、タ化・要因を分析結果も含め定量的に地図情報として把ナゴ類やメダカなど緩い流れを好む魚類が生息してい握し、自然環境の保全・再生にむけての課題と方向性たと考えられる。

を抽出することを目的とする。

近年、信濃川では、河川改修や砂利採取等により、河床低下や高水敷の陸域化、河川流路の固定化等が進

2. 流域概要行していると考えられる。また、動植物の種数の減少

図−1に、信濃川流域の概要を示す。研究対象としや、樹林化、アレチウリやハリエンジュ等の外来種のたのは、信濃川中流部の大河津分水から宮中ダムまで侵入など生物相にも変化が生じていることが確認されの区間と支流の魚野川全川である。ている。こうした生物の変化は、洪水時の攪乱域の減

昭和14年以降、宮中ダム等の発電ダムの竣工ととも少や、高水敷の乾燥化、湿地・砂礫河原・ワンドの減にバイパス水路が整備され、十日町付近の河川の区間少等の環境変化と関連があると考えられ、信濃川でもは減水区間となっている。また、平成2年には妙見堰

生物の生育・生息環境の再生は重要な課題となると考 （写真−1、2）が竣工し、長岡市付近（14〜30km）でえられる。

は低水路固定事業が昭和46年から平成4年までおこな図−1 信濃川流域の概要−2−

リバーフロント研究所報告第15号

2004年9月

われた。また、砂利採取も行われており、平成元年以十日町ブロック（魚野川合流点〜宮中ダム、41.5〜前までは検討対象区間全体で1,000,000m ほど採取され74.5km）、魚野川ブロック（信濃川合流点〜直轄上流ていた。

端、0〜28km）。

3

ブロックごとにエコロジカルマップの作成と植生遷移度の算出を行い、植生を中心とした環境の変化について把握した。また、河道特性の変化を把握し、植生の変化と河道特性の変化との関係について考察した。

5. エコロジカルマップによる環境変化の整理
エコロジカルマップの例を図−2に示す。エコロジカルマップは、「水辺の国調」の植生図など生物調査、航空写真、縦横断測量、聴き取り結果等の情報を整理し、視覚的に捉えやすいよう、地図情報と図表等を一覧的に掲載したもので、生物・物理環境要素の状況や変遷を俯瞰的に捉えることが出来る。特に、信濃川の写真−1 妙見堰竣工前の状況（上流から）ように川幅が大きく流程が長い河川において過去と現在の環境の状況・変化を理解するには非常に有効な手法と考えられる。

写真−2

妙見堰竣工後の状況（上流から）3. 周辺土地利用環境の変化
流域の市街地の範囲の変化を明治44年、昭和41年、平成10年の地形図から整理した。図−1には変化の大きかった昭和41年と平成10年の市街地の範囲を示してある。昭和41年時点で長岡付近（約15km）の右岸側に見られた集落は、平成10年では範囲は大きく拡大しており、左岸側にも広がっている。小千谷付近や十日町付近、小出付近でも、昭和41年に比して、平成10年では大きな市街地となっている。また、平地のその他の土地利用はほとんどが水田である。

4. 研究方法
本研究では、信濃川を河道特性によって大きく5ブロックに区分した。区分されたブロックは次の通りである。与板ブロック（大河津分派点〜蔵王橋、0〜14km）、長岡ブロック（蔵王橋〜妙見堰、14〜30km）、小千谷ブロック（妙見堰〜魚野川合流点、30〜41.5km）、−3−

図−2 エコロジカルマップの例
長岡ブロックのエコロジカルマップ。上は、航空写真判読を基に、ワンド・クリークの数等を出したもの、下は、過去の植生図を基に、自然裸地河岸や抽水植物群落河岸等の延長、不安定帯や安定帯の面積等を算出したものである。

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

表−2 植生図の群落整合表

本研究では、過去の状況については、空中写真が撮影され、植生図が作成されている年で（信濃川生態調

1査報告書）、なお且つ妙見堰が竣工されてなく、低水路固定事業があまり進行していないため、河道が大きく変化する前と考えられた昭和49〜51年、現在の状況

植 生 図 凡 例
ヨシ群落

23ツルヨシ群落
ヨシ-オギ-ススキ群落

4河原植生

567

ケイヌビエ-オオイヌタデ群落 落ケイヌビエ-オオイヌタデ群落ケイヌビエ群落
裸地
自然裸地
湿生植物群落湿地性植物群落

89

ヒシ群落
ヤナギ群落

10

雑草群落

1112

ニセアカシア群落
オニグルミ群落

1314

コナラ群落
耕作地

15

その他

については、直近の河川水辺の国勢調査が行われた平成11年と、それに近接して空中写真が撮影されている平成13年とした。過去と現在の2時期について、空中写真と植生図それぞれを基にする2種類のエコロジカ
ルマップを作成し、状況を比較し、環境変化を把握した。

信濃川の自然環境（昭和49〜51年度） 平成11年度河川水辺の国勢調査
ヨシ群落
ヨシ群落
マコモ群落
ツルヨシ群落ツルヨシ群落オギ-ヨシ群落
オギ群落
オギ-ススキ群落
ススキ群落
ヨシ-オギ-ススキ群落
ススキ群落
ヨモギ-メドハギ-ヤハズソウ群落 カワラハハコ群落
カワラヨモギ群落
カワラホウコ-カワラヨモギ群落
メドハギ-ヤハズソウ-カワラケツメイ群落 アキグミ群落
コマツナギ群落
アキグミ-ススキ群落
ヨモギ-メドハギ群落
カワラホウコ-アレチマツヨイグサ群落

空中写真を基にしたエコロジカルマップでは、ワン

ヤナギ群落

ドやクリークや、瀬と淵を抽出し、その数を空中写真上に示し、水際部の生物生息環境の多様さの把握を試みた（図−2上）。植生図を基にしたエコロジカルマッ
プでは、主要な植物群落や自然裸地の面積以外に、植生図の凡例を、草本群落と木本群落や、植物群落の立

ニセアカシア群落
オニグルミ群落

畑
水田
スギ植林地

地特性に応じて安定帯、半安定帯、不安定帯に分類し、それぞれの面積を算出し、植生図上に示し、植生の変化の質の把握を試みた（図−2下）。これらの環境条件
開放水域の抽出方法や考え方については、表−1にまとめた。

ヤナギタデ・オオイヌタデ群落
ケイヌビエ群落
自然裸地
ミゾソバ群落クサヨシ群落
キシュウスズメノヒエ群落
ヒシ群落
ヤナギ低木群落
ヤナギ高木群落
造成地雑草群落
オオブタクサ群落
セイタカアワダチソウ群落
シナダレスズメガヤ群落
カナムグラ-クズ群落
イタチハギ群落
ハリエンジュ群落
オニグルミ群落
オオニワトコ-ヤマグワ群落
コナラ群落
畑地雑草群落（含放棄畑地雑草群落）
水田雑草群落（含放棄水田雑草群落）
スギ・ヒノキ群落
ケヤキ群落
チャンチン群落
ヒメヤシャブシ-タニウツギ群落
ミヤマカワラハンノキ群落
タヌキラン群落
人工草地（コウライシバ、シバ）
牧草地
造成地・人工裸地
人工構造物・コンクリート裸地
開放水域

なお、植生図は、昭和49〜51年のものと平成11年のものでは植生区分が異なる。そこで、優占種や一般に言われる群落の成立する立地特性等を参考に、表−2の6. エコロジカルマップによる環境変化の整理通り整合を図った。
表−1 環境条件の抽出方法や考え方エコロジカルマップによって把握された各ブロックの環境変化を表−3にまとめた。
空中写真を基にしたエコロジカルマップによって顕著な環境変化が確認された点は、長岡ブロックと小千谷ブロックでワンドが、小千谷ブロックで早瀬が減少した点である（表−3上）。
植生図を基にしたエコロジカルマップによって顕著な変化が確認された点は次の通りである。全ブロック
で不安定帯に成立する植物群落が減少し、安定帯に成立する植物群落が増加した点、全ブロックで草本群落が減少し、木本群落が増加した点、長岡、小千谷、十日町の各ブロックでハリエンジュ群落とヨシ群落が増加し、河原植生が減少した点、全ブロックで、特に寄州の自然裸地が減少した点である（表−3下）。
以上から、水際部については、ワンドが減少し生物の生息空間としては単調になっている部分もあることが把握された。植生については、不安定帯に成立する群落や草本群落の減少や安定帯に成立する群落や木本群落の増加から推察されるように、植生の遷移の進行が伺われる。また、外来種であるハリエンジュ群落の増加も大きな植生の変化といえる。

−4−

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表−3 エコロジカルマップによって把握された環境変化

上：空中写真を基にしたエコロジカルマップによって把握されたもの
下：植生図を基にしたエコロジカルマップによって把握されたもの
表−4 群落と生活形毎の定数

7. 植生遷移度による植生変化の把握
以下に、植生遷移度（式1）によって、昭和51年と平成11年の植生の遷移段階の違いを比較した。植生遷移度は、遷移初期段階の群落には低い定数、遷移の進行した段階の群落には高い定数を与え、植生図から求めた面積の比をかけることで、遷移の進行の程度を把握するものである。群落と定数については表−4に示した。今回の植生遷移度には、重み付けの方法など検討の余地も多いが、植生の遷移段階を数値化することで、遷移段階の違いの把握や、整備を行うにあたって

群 落 名
自然裸地
河原植生
ヨシ群落
ツルヨシ群落ケイヌビエ-オオイヌタデ群落
湿性植物群落
ヒシ群落
雑草群落
ヨシ-オギ-ススキ群落
ヤナギ群落
ハリエンジュ群落
オニグルミ群落
コナラ群落

立地・生活型特性
不安定
不安定・草本半安定・草本半安定・草本半安定・草本半安定・草本半安定・草本
半安定・草本半安定・草本半安定・低木〜高木
安定・高木
安定・高木
安定・高木

定数
1155555101050100100100の目標の設定が容易になるといった利点がある。
表−5に昭和51年と平成11年の植生遷移度の算出結
植生遷移度=Σ（a･b） ･････ 式1果を示した。信濃川本川のブロックでは、いずれも平a：各群落の各ブロックを占める面積の割合

成11年の値は昭和51年の値の2倍以上であり、遷移がb：立地・生活型特性の定数進行していることが分かる。魚野川では過去の植生図がないため比較はできないが、値は高めであり、遷移−5−

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

表−5 各ブロックの植生遷移度が進んでいる可能性が高い。高水敷の部分的切り下げなど遷移初期の段階の群落が成立する立地条件を再生ブロック名する必要があると考えられる。

与板ブロック（0〜14k）
長岡ブロック（14k〜30k）
小千谷ブロック（30〜41.5k）
十日町ブロック（41.5〜74.5k）
魚野川ブロック

図−3 （1）

河道特性の変化 （信濃川本川）

−6−

S51年

H11年

16.1
14.1
10.4
13.0

38.4
36.7
25.8
28.8
19.3

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河道特性の変化の顕著な特徴は、河床低下と河岸の直立化が生じている区間が多という点である。このことから洪水時に撹乱・冠水を受ける面積、頻度、流勢強度等が下がっていることが推測される。こういった条件は、洪水による植生の破壊を妨げるため、植生の遷移の進行と関連する。こういった河道特性の変化と、前章で把握された植生の変化とは傾向が極めてよく一致している。

9. 横断面と植生の変化
図−4に、長岡ブロックの蓮潟地区（15.25km）の横断面と植生の変化を示した。上の横断図は昭和45年の定期測量のものに昭和49年の植生図を重ねたもの、下は、平成10年定期測量のものに平成11年の河川水辺の国勢調査による植生図を重ねたものである。
河岸が急傾斜となり、洪水時の冠水域の減少や水際のエコトーンが減少したことが分かる。流量確率1/1の水位のときに冠水する場所は僅かとなり、流量確率1/2より低い確率の水位のときでは、冠水する場所は多いが、そのときの水深は過去よりも浅い部分が多い。
また、現在では水際にはヤナギ林、高水敷にはオニグルミとヤナギの高木林が発達し、過去には広く確認さ図−3 （2） 河道特性の変化（魚野川）

えたヨシ-オギ-ススキ群落は現在では少なくなった。
横断図と植生図の重ね合わせからも、洪水時の撹乱

8. 河道特性の変化の面積、頻度、強度が下がっていることが伺われ、成エコロジカルマップで把握された環境変化を生じさ立している植生は洪水による撹乱を強く受けることはせた要因を探るため、河道特性の変化について整理しなくなり、遷移の進行した植生が成立したと考えられた（図−3）。水理諸量は平均年最大流量で不等流計算た。

を行い求めたものである。与板ブロックでは、川幅水深比は0〜5kmの区間で低下、河床高は、0〜10kmの10. おわりに区間で平均河床高が約1.7m低下している。河積は増加

今回の検討で、①物理環境としての河道特性が目にしているが、川幅の変化は僅かで、水面幅の差（豊水見える形で大きく変化している、②河道特性の変化に流量時と渇水流量時の水面幅の差）は著しく減少して伴い、その場に依拠する植物群落が変化していることいる。長岡ブロックでは、河床高は、19〜30kmの区を明らかにすることが出来た。さらに、影響を与えた間で平均河床高が約1.3m低下している。低水路の河床場の条件の変化として、河岸の直立化、洪水撹乱頻度低下により河積は増加しているが、平均年最大流量に等の減少が要因として把握できた。また、植物以外の対応した低水路の川幅の経年的変化は僅かで、水面幅生物でも、様々な種が減少しているとのヒアリングおの差は経年的にみて、やや減少傾向である。小千谷ブ

よびアンケートの結果を得ており、植物以外の生物もロックでは、妙見堰の直上流で平均河床高の約1.6m低河川環境の変化の影響を受けていることが示唆され下と低水路の河床低下により河積の増加がみられる。 た。
水面幅の差は経年的にやや減少傾向である。十日町ブ

今後は、植物群落の成立条件からみた植生の変化やロックでは、平均河床高が約1m低下している。河積、 河道特性の変化によるハビタットの変化を予測するこ
水面幅はともに増加し、水面幅差はやや増加している。 となど、ハビタットの変化と生物の変化との関係を明
魚野川ブロックでは、川幅水深比、河床高ともに変化かにすること、信濃川の環境を診断できる指標種を抽は少ない。河道の位置はどのブロックも近年は動きが出することなどが必要になると考えられる。また、学少ない。

識経験者から専門的な観点から助言を得ていく一方、−7−

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

地域とともに河川環境の将来像について討議し、河川＜参考文献＞

環境の目標を設定することも重要な今後の課題であ

1） 信濃川自然再生計画検討業務報告書る。

2） 信濃川生態調査報告書．昭和49年．

平成15年．

また、今回分析に用いたエコロジカルマップは、多3） 信濃川（上流）生態調査報告書．昭和50年．

様なデータを掲載するため、過去と現在の環境の概要

4） 信濃川（上流）生態調査報告書．昭和51年．

やデータ同士の関係を理解するのに有効な手法と考え

5） 平成11年度

河川水辺の国勢調査

植物調査

られ、今後の改良と活用が望まれる。

図−4 横断面と植生の変化
上：昭和45年測量の横断面に昭和49年の植生図を重ねたもの
下：平成10年測量の横断面に平成11年の植生図を重ねたもの−8−