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223号目次Researches in River System Supporting the Ecology of the Sea with Full Resources4

ゆたかな海の生態系を支える河川システムの研究
流域環境をとらえた河川管理の実現に向けて

飯島眞治

鈴木繁美

島田久子

IIJIMA
ShinjiSUZUKI
SigemiSIMADA
Hisako三洋テクノマリン株式会社/大阪支社/取締役支社長

三洋テクノマリン株式会社/
環境コンサルタント部/課長三洋テクノマリン株式会社/
環境コンサルタント部/係長■図 3 −植物プランクトン細胞数の年変動（模式図） A：噴火湾終了する。

B：仙台湾

C：東京湾

やミネラルが必須となるワカメや、植ークがみられ、特に春季には、日変

また、河川水の流入量が多い仙物プランクトン等を摂食するカキなど動が小さく比較的安定したピークが確認された（図 4）。

海の生態系を支える基礎生産者、視点に立った河川管理および流域

ル a（葉緑素の一種）の分布状況を示

台湾（B）や東京湾（C）では、栄養塩の養殖漁業が盛んに行われている。

特に沿岸域における普遍的な構成から海域に至る一貫した環境保全したものである。の供給が河川より継続的に行われるこれらの生物は食物連鎖の比較的月間物質供給量は、概ね月間総流種である珪藻類と呼ばれる植物プ施策を進める上で重要である。

このように、多くの河川が流入しため、植物プランクトンの繁茂期が低次に区分されるため、海水中に含量の変動と同期し秋季にピークがみランクトンの増殖に、珪素をはじめとこうした背景の下、学識経験者とている仙台湾では沿岸域に近いほ長く、仙台湾では春季から夏季にかまれる栄養塩類等の濃度や組成のられたが、鳴瀬川の珪酸は春季にする陸域起源の栄養塩類が重要な河川管理者により発足した「海の生どクロロフィル a 濃度が高くなっておけて、東京湾ではほぼ周年にわたり影響を受けやすい。

高い値を示した。年毎の変動幅を役割を果たしていることが広く言わ態系を支える河川システム研究会」り、植物プランクトン量が多いことを続いている。

●1

みると、冬季から春季はばらつきがれている（図 1）。その現れとして、

では、平成 11 年から 4ヵ年にわたり示唆している。

海を育む森の土壌や河川の役割に鳴瀬川水系河川と仙台湾を対象とし注目が集まり、漁業者等による植林

物質供給量の年変動傾向

一方、植物プランクトンの構成比

平成 5 年〜 11 年の 7ヵ年を対象と

ここで、河川の流入形態等が異なに着目すると、流入河川の多い湾でし、流量年表（日本河川協会）と流域た調査・検討を行った。本報は、同る 3 湾を比較すると（図 3）、噴火湾あっても都市河川流入の影響が大き

面 積 比より河 口 部 の 流 量 を 求 め 、珪素は主に地下水に由来するた活動や河川の清掃活動などが全国研究会に係る調査・検討を通して得（A）のように、河川流入の影響の小い東京湾のような海域では、その他

LQ 式（負荷量-流量関係式）
より海域

め、河川流量の増加に伴い濃度が各地で展開されているが、一方で、られた成果の概要を紹介する。

さな湾では、栄養塩の補給は年に1、の海域と比べて渦鞭毛藻類の比率に対する SS（浮遊物質量）、溶存性希釈される。このため、台風など秋2 度見られるような栄養塩に富んだが高く、珪藻類が少なくなる傾向が総窒素、溶存性総リン、珪酸の日間季の大規模な出水時には、濃度希外洋水の流入や深層水の浮上に限みられる。これは、家庭排水や農業、物質供給量を算定した。

釈が流量の増加を上回り、単位流量定され、珪藻を主体としたブルーミ

工場排水等をはじめとする人為的要いずれの年、物質も、鳴瀬川ではあたりの物質供給量が減少する可能

ング（増殖）期は珪素の枯渇とともに因により、海域に流入する窒素やリ春季と秋季に、吉田川では秋季にピ性がある。一方、春季は、融雪に伴機構の解明や定量的な評価はなされていない。この機構や河川水と海域生態系との関係を明らかにしていくことは、「海を育てる河川」という

1 ――沿岸海域の基礎生産と河川との関係
図 2 は、仙台湾におけるクロロフィ小さく、夏季から秋季にかけては非常に大きい（図5）。

ンの量が増大し、主に岩石など自然的要因に由来する珪素の量が相対的に不足するため、増殖に珪素を必要としない鞭毛藻類の比率が他の海域に比べて高くなるものと考えられる。
2 ――河川から沿岸域に対する物質供給量の推定
鳴瀬川は、宮城・山形県境の船形山に源を発し、奥羽山脈の渓流水を集めて東へと下り大崎平野を貫流する幹川流路延長 89km、流域面積 1,130km2 の一級河川である。
鳴瀬川が流入する仙台湾沿岸で■図 1 −河川供給物質のながれ

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■図 2 −仙台湾におけるクロロフィルａ分布（模式図） 〔水産庁研究課、全振協報告書資料より作成〕

は、成育過程で窒素などの栄養塩類■図 4 −日間物質供給量の経時変化

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る栄養塩類等を吸収し、光合成により増殖するため、栄養塩類等の分布状況が増殖を決定するひとつの要因となる。特に、珪藻類では珪素の供給が不可欠であり、その欠乏により増殖が制限されることも知られている。
鳴瀬川河口約 3km 沖に位置する地点（北緯 38゜21 24 、東経 141 ゜1138 ）の水質鉛直分布をみると（図8）、塩分は春季（融雪期）と夏季の表層で低く、同時期の珪素（珪酸を指標として測定）は表層ほど高い傾向がみられる。このことは、鳴瀬沖地点付近に分布する珪素が、主に鳴瀬川■図 5 −月間物質供給量の経時変化（鳴瀬川）■図 8 −水質鉛直分布図（鳴瀬沖）などの河川水により供給されている
う緩やかで安定した出水により、安水時に多い（図 6）。年間物資供給量可能性を示している。一方、秋季は、の細胞数が多く、珪藻類の比率も高定した物質供給が行われていると考に占める増水時、融雪期、平水時の①台風等など一過性の増水によるたい。この時期に河川から安定的なえられ、その傾向は特に鳴瀬川で顕供給割合は物質や河川毎に異り（図

めピークが継続しない、②海水の上物質供給が行われることは、沿岸海質比率と環境水中の物質比率が著であった。

7）、各時期の流量、さらには流量や下混合が生じる等の理由から、河川域の生態系を維持する上で重要でほぼ同じで、生産と分解に係る● 2 平水時、融雪期、増水時の物質供水質を決定する流域環境（地形・地水が表層付近に止まりにくいと考えあると考えられる。

物質のバランスに過不足がない質など）の影響を強く受けているこられる。

給量比較

鳴瀬川水系河川の河口部における 1日あたりの物質供給量をみると、鳴瀬川、吉田川とも流量が豊富な増とが示唆された。
●3

河川水と海域生態系

植物プランクトンは海中に溶存す

鳴瀬川をはじめ仙台湾の主要河状態を示すレッドフィールド比の鳴瀬沖における同時期の植物プ

川から 1 年間に供給される窒素量の概念（図 10）を踏まえ、望ましいランクトン分布状況をみると（図 9）、合計は約 3 万トン（現地調査結果等栄養塩類比率を検討した。

春季および夏季は植物プランクトンより推算）である。これより生まれ得<窒素：リン：珪素＝ 16：1：84>

る潜在的な生物生産量を物質の転

次に、赤潮多発海域における送効率を用いて試算すると、イワシ過去の実績を基に望ましい栄養等のプランクトン食性魚類で 6 万トン塩類濃度を整理し、赤潮が発生しなデータの精度向上を図る必要があ（鮮魚換算）、サバ等の魚食性魚類にい範囲で最大の窒素，リン濃度を求る。一例として、望ましい沿岸環境

換算すると 6.8 千トン（同）となり、年め、上記の望ましい栄養塩類比率にを維持するために必要な河川水質間漁獲量相当の漁業資源の生産に整合させ、望ましい海域の栄養塩類や、維持・改善手法の確立、さらに必要な栄養塩類が河川より供給され状態として、以下の値を得た。

増水時河川水中の栄養塩類組成のていることが推察された。

<窒素:5 μg-at/L(0.07mg/L)>

変化や海域生態系における利用能<リン:0.3μ g-at/L(0.01mg/L)>

力との関係を明らかにすることなど

3 ――海 域 の 望 ましい 物 質 比 率 と■図 6 −１日あたりの物質供給量（平成 5 〜 11 年平均値：鳴瀬川河口部）■図 7 −年間物質供給量の比較

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■図 9 −水質鉛直分布図（鳴瀬沖）濃度■図 10 −レッドフィールド比の概念

本件は、海域生態系と河川の関が重要な課題となる。

係を事象面と調査・解析結果より推望ましい海の定義を明確に示す

定するとともに、新たな評価基準のことは困難だが、一般に、①生産力礎となる望ましい栄養塩類比率およは高いが異常増殖（赤潮等）が起きび濃度に関する知見を整理・解析しない程度の栄養塩類濃度が維持さた貴重な事例である。

れていること、②有害生物の発生が河川管理や環境保全対策の実務少ないことが、生態的、水産的に豊において本件に類する知見の適用かな海に期待される条件のひとつとを検討する際には、更なる情報収集考えられる。そこで、生物体中の物や調査・検討を重ね、必要とされる＜参考文献＞
1）関 陽児：土壌・風化帯の形成と水質変化，地質調査所月報，第 49 巻/第 12 号，pp. 639-667，1998.
2）小倉紀雄：水・物質環境と河川の流域環境，日本水文科学会誌，第 27 巻/第 4 号，pp. 179-184，1997.
3）松本順一郎編：水環境工学，朝倉書店，1994.

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