平成26年度

河道内樹林化抑制対策モニタリング調査―奈井江試験地におけるモニタリング調査結果（中間報告）―
札幌開発建設部 河川計画課
札幌開発建設部 河川計画課
札幌開発建設部 河川計画課○土師 健吾渡邊 信明
桑村 貴志

河道内樹木は、多様な河川環境を形成する上で重要な要素である一方、洪水の安全な流下に支障とならないよう適切に管理する必要があり、今日特にヤナギ類の樹林化抑制対策の技術開発が求められているところである。
本研究は、平成23年にとりまとめられた「樹林化抑制を考慮した河岸形状設定のガイドライン(案)」１）の樹林化抑制対策手法の効果を検証することを目的として、同ガイドラインの考え方に基づき河道掘削を行った石狩川の奈井江試験地におけるモニタリング調査の結果について、中間報告を行うものである。
キーワード：樹林化抑制、河道計画手法、自然環境、基礎技術本研究でもこれらのヤナギ類を対象とする。
ヤナギ類の種子散布は、母樹から直接風によって運ばれる1次散布、水面に漂着してから水上を漂流する2次
河道内樹木は、河川環境上の重要な要素であるが、散布の2形態からなる。中州や河岸への定着は、主に後洪水疎通能力の確保のため、樹木群を適切に管理する必者の2次散布の定着タイプと考えられる。
要がある。 特に、河道掘削により河積を拡大した部分
ヤナギ類の種子散布時期は、図-1に示すように種によでは、掘削面にヤナギ類が過度に繁茂しないよう、樹林って多少のずれがあるが、多くの種が融雪出水ピークと化を抑制する技術の確立が求められているところである。 なる5月下旬から6月中旬にかけて集中する特徴がある。
ヤナギ類による樹林化を抑制し、低コストで効果的
また、ヤナギ各種の生育分布域は、図-2に示すように、な河川管理を実現することを目的に、平成23年3月、北河岸部や砂州など種子着床部の土壌・土性環境に大きく
海道開発局と寒地土木研究所によって「樹林化抑制を考依存しており、奈井江試験地が位置する中間帯では、オ慮した河岸形状設定のガイドライン（案）」１）がとりノエヤナギの優占度が高い特徴がある。
まとめられた。同ガイドラインでは、河道掘削後の掘削面において、ヤナギ類の種子散布時期（融雪期）にでき※）るだけ冠水させること、草本を繁茂させることで、ヤナギ類の樹林化を抑制する手法が提案されている。
本研究では、同ガイドラインの考え方に基づき河道掘削を行った石狩川の奈井江試験地におけるモニタリン※）ナガバヤナギはオノエヤナギの旧名
グ調査の結果について中間報告を行う。

1. はじめに図-1

ヤナギ類の種子散布時期２）

2. ガイドラインにおける樹林化抑制対策の考え方(1) 対象とするヤナギ類の特性
北海道、東北など寒冷地河川とされる河道内は、ヤナギ類が優占する河畔林が形成されている。寒冷地河川においてヤナギ類が発達する要因は、融雪出水に合わせた種子散布等、ヤナギ類の生育特性と密接な関係を持つ。
道内に生息する主なヤナギ類は図-1に示すとおりであり、
Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura

図-2 ヤナギ類の縦断分布模式図３）

(2) 冠水による抑制対策の考え方
図-3に示すように、ヤナギ類は、種子散布時期に掘削面が常に冠水していれは、種子の着床が困難であるという特性を持つ。冠水による抑制対策とは、この特性に着目し、種子散布時期に掘削面が冠水するような高さで掘削することで、ヤナギ類の着床を防ぎ、樹林化抑制を図るものである。
考え方

ヤナギ類の特性

奈井江大橋

水位観測地点方形区

奈井江試験地平成17年撮影

イメージ写真図-5 奈井江試験地の位置

冠水による抑制対策

中比高区

種子散布期に裸地面が冠水していればヤナギ類の種子は着床できない。
図-3

水面に落下したヤナギ類の種子(天塩川 5 月)

方形区

ライン1234

方形区
方形区

5

冠水による抑制対策の考え方１）(3) 草本による抑制対策の考え方
図-4に示すように、ヤナギ類は、種子散布時期に掘削面が他の植生群落によって既に優占されていれば、種子は着床しても十分な日照を得られないため生育せず、淘汰されるという特性を持つ。草本による抑制対策とは、この特性に着目し、河道掘削後の掘削面において早急にヨシ等の草本を優占させることで、ヤナギ類の樹林化抑制を図る対策である。
なお、ヤナギ類は樹木群となり河川の流下阻害や流木発生源となるのに対し、ヨシ等の草本群落は出水時には流れに沿って倒伏することから、流下阻害や流木発生源となる可能性は低い。
考え方

低比高区

ヤナギ類の特性

イメージ写真

H21掘削【中比高】（概ね平水位＋1.7m）

H22掘削【低比高】（平水位＋0.4～1.9m）

図-6 奈井江試験地の平面図

試験地造成にあたっては、冠水頻度の違いによるヤナギ類の樹林化傾向を調査することを目的とし、表-7に示す奈井江大橋水位観測所における10カ年平均の平水位から年最大水位の範囲で、図-8, 図-9に示すように、中比高区では概ね平水位+1.7mの高さになるよう平坦に掘削を行い、低比高区では平水位+0.4～+1.9mの高さになるよう斜面状に掘削を行った。
なお、奈井江大橋水位観測所と奈井江試験地における水位差は、表-10に示すように10cm未満と軽微なことから、奈井江大橋水位観測所における観測水位を試験地の水位として扱うこととした。

草本による抑制対策

表-7 奈井江大橋観測所における10カ年平均水位
ヨシ等、他の植生群落が既に優占している箇所では、ヤナギ類の種子は着床しにくく、着床しても淘汰されやすい。
図-4

河川敷に優占して繁茂したヨシ群落(石狩川 10 月)

草本による抑制対策の考え方１）
中比高区（平成21年造成）(m) 151-1

3. 奈井江試験地の概要

1-2

1-3

1-4

1-5

平水位 8.98m

10(1) 試験地設置概要
奈井江試験地は、石狩川中流部に位置し、図-5, 図-6に示すように、奈井江大橋水位観測所（KP76.8）の下流において、平成21年3月に中比高区を、平成22年3月に低比高区を造成した。

平均年最大水位 14.30m

ライン１ライン
1ライン1

低比高区（平成22年造成）(m) 15

平均年最大水位 14.30m

ライン４ 4ライン

平水位 8.98m

104-3

4-2

4-1

4-5

4-4

ライン4

斜面状に掘削5-180-160-140-120-100-80-60-40-200

図-8 奈井江試験地造成直後の各比高区における横断図

Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura20(m)約 820m

右岸

左岸

約 110m

約 600m

約 210m

奈井江大橋下流の中水敷にて、掘削面の高さが異なる二つの試験区を造成

なお、図-12, 図-13に示す地点①～④は、横断面における高水敷の端点からそれぞれ120m, 100m, 80m, 50mの地点をさす。これらの地点については、今後の報告および考察において活用する。

中比高区（H21 造成）
低比高区（H22 造成）

図-9 KP76.5地点の横断図と各比高区の横断面の重ね図
表-10 奈井江大橋観測所と奈井江試験地の水位差
奈井江大橋水位観測所との水位差（ｍ）

奈井江大橋水位観測所からの距離(ｍ)

100 ｍ あ たり水位低下（ｍ）

H23 出水時の堆積

0.091

3600.025

最大 1.2m 程度

0.079

3080.025

低比高区
中比高区

図-12 低比高区における横断面の経年変化図(2) モニタリング期間における流況
奈井江大橋水位観測所における、平成21年から平成26年までの4月から7月の水位変化を図-11に示す。いずれの年においても、4月から5月にかけて融雪出水が発生しており、頻度は違えど奈井江試験地は冠水している。
また、平成23年9月には、奈井江大橋水位観測所における最高水位が17.5mに達する出水が発生している。
16.0

ヤナギ類の種子散布時期

最大 1m 程度
低比高区の地盤高

15.0

中比高区の地盤高水位（EL.m)

14.0

H23 出水時の堆積13.0

図-13 中比高区における横断面の経年変化図

12.0

出水後

出水後

11.0

４.モニタリング調査結果の中間報告

出水前

10.0

出水前

9.0

平水位（8.98m）(1) 調査の概要
試験区における樹木や草本の地被状況の変化を把握
H21年
H22年
H23年
H24年
H25年
H26年するため、平成21年、22年、24年、26年の計4回、植生断面調査（中比高区、低比高区で各1ライン設定）、方
図-11 奈井江大橋水位観測所での水位変化
形区調査（群落組成調査。中比高区、低比高区で各1箇所設定）によるモニタリング調査を実施した。
(3) 試験地造成後の地形変化
方形区調査（群落組成調査）とは、ブラウン-ブラン
図-12, 図-13は、図-6における赤線上の各横断面の重ケ法を採用し、調査範囲内に存在する植物群落ごとに方ね図である。試験地造成後の平成23年9月に発生した出形区を設置して、方形区内で確認された植物種について、水により、図-12, 図-13に示すように、低比高区で最大図-14に示すような階層構造ごとの各植物種の被度・群1.2m程度、中比高区で最大1m程度の土砂堆積が発生した。
度等を記録する調査である。被度とは方形区内でそれぞ
特に低比高区では、試験区の約2/3の面積が標高11m程度れの種が地上を覆う割合をさし、群度とは方形区内でそまで埋まり、斜面状であった試験地が平坦化した。また、
れぞれの種がどのように配布されているかという集合の出水後も低比高区と中比高区の両方で、数10cm単位の土度合を示すもので、被度の大小とは関係なく個体の配分砂堆積が緩やかに進行している。
状態のみが対象となる。

8.0

4/1

4/16

5/1

5/16

5/31

6/15

6/30

7/15

7/30

Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura(a)た比高が高い箇所では、オノエヤナギを中心にヤナギ類の定着が確認された。
しかし、平成23年出水によって土砂堆積が生じたことにより、特に地点①、②などの水際部における水面からの比高が上昇した箇所において、翌年の平成24年以降ヤナギ類の新たな侵入・成長が確認された。一方で、地点④などの水際から離れた箇所では、依然としてヤナギ類が繁茂しており、一部では低木層から亜高木層への移行が確認された。

階層構造模式図(3) 中比高区における調査結果
中比高区では平成23年出水による植生状況の大きな変化は確認されなかったが、土砂堆積が進んだ水際部ではヤナギ類の定着が確認された。
図-17, 図-18に示すように、平成23年出水前の掘削後1年目の調査では、オオイヌタデやタイヌビエ等の一年性草本が侵入する未発達な箇所で、ヤナギ類の稚樹が確認されたが、掘削地のほぼ全面では多年生草本のクサヨ(b) 被度・群度の指標
シ等が優占していた。掘削後2年目の調査では、一年性
図-14 方形区調査（群落組成調査）における各調査項目
草本のオオイヌタデやタイヌビエ等は確認されず、依然(2) 低比高区における調査結果として多年生草本のクサヨシが優占しており、被度・群低比高区では平成23年出水の土砂堆積によって植生状度が5レベルの箇所も確認された。
況が大きく変化し、ヤナギ類の侵入・成長が進んたこと
平成23年出水による土砂堆積後も、散在するヤナギ類が確認された。の一部では低木層から亜高木層への移行がみられたが、
図-15, 図-16に示すように、平成23年出水前の掘削後引き続きクサヨシ等の草本が中比高区全体で密生してい1年目の調査では、傾斜状に掘削された試験区において、 る状況が確認された。一方で、地点①などの水際に近い
地点①、②などの水際に近い箇所ではヤナギ類の定着は箇所では、土砂堆積のあった箇所においてヤナギ類の新確認されなかった。一方で、地点④などの水際から離れたな定着が確認された。

図-15 低比高区における試験区の植生変化状況

低比高区

H23出水前、ヤナギ類の定着はみられなかった

H23出水後、土砂堆積しヤナギ類が定着

H23出水前から、オノエヤナギ等が定着

標高10m-140

H22横断-120

地点①-80-100

地点②地点③-60-40-20

地点④図-16 低比高区における植生断面図（平成26年調査）

Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura020

図-17 中比高区における試験区の植生変化状況
H23出水後、土砂堆積しヤナギ類が定着
中比高区
H23出水前から、クサヨシ等が定着

H22横断-140-120-100地点①地点②-80-60地点③-40-20020地点④

図-18 中比高区における植生断面図（平成26年調査）

５. 樹林化抑制対策の効果についての考察(1) 冠水による抑制対策（低比高区）
ヤナギ類の種子散布時期における冠水頻度と、樹林化の関係について考察を行う。表-19は、図-12, 図-13に示す地点①～④ごとに、ヤナギ類の種子散布時期（5,6月）における冠水日数を示したものである。また、各比高区における方形区調査でのヤナギの定着状況について、表-20に示す。
平成23年出水前の低比高区における方形区調査では、ヤナギ類の定着は確認されず、表-19に示すように、標高10m以下の箇所で40日～60日程度、標高10m以上の箇所で20日～30日程度の冠水日数となっていた。しかし、平成23年出水により特に低比高区の水際部において土砂堆積が生じると、図-16, 表-20に示すように、オノエヤナ
ギを中心にヤナギ類の個体数が大幅に増加している。
平成23年出水後は、地点①～④の全てで冠水日数が減少していることから、冠水頻度の減少がヤナギ類の個体数の増加をもたらした可能性が高い。標高10m以下の箇所においては、出水後も当初と同等の冠水日数が維持されれば、樹林化を抑制できた可能性がある。
また、図-21のように死水域となっている箇所においては、ヤナギ類が一度定着すると土砂堆積が進行しやすく、ヤナギ類の樹林化がさらに進行する傾向にある。このような箇所においては、冠水頻度を確保するだけではなく、比較的小さな出水等によっても水際部での撹乱が発生する状態を維持することも重要となる。
Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura

なお、オノエヤナギが多く定着した要因については、
図-22に示すように、オノエヤナギの種子散布時期が5月末から6月にかけてと融雪期のピークより遅く、種子が定着しやすい条件となっていたことが考えられる。
(2) 草本による抑制対策（中比高区）
一方で、中比高区における方形区調査では、表-19に示すように、掘削後から平成23年出水までの間10日～20日程度とあまり冠水しておらず、平成23年出水後も土砂堆積によって冠水日数が10日以下にまで減少しているのにもかかわらず、掘削直後からクサヨシ等の草本が密生しており、表-20に示すように、ヤナギ類の個体数の増加はほとんど確認されなかった。平成23年出水で土砂堆積した後も、図-23のようにクサヨシ等の草本が密生した状態が維持されている。
冠水頻度が少なかったにもかかわらず、ヤナギ類の個体数の増加が確認されなかった要因は、早期に草本による優占が図られ、ヤナギ類が育成せず淘汰されたためと考えられる。掘削直後からクサヨシ等の侵入がみられた要因は、現時点では明らかではなく今後調査が必要であるが、試験地造成直後の裸地土壌中に含まれたクサヨシ等の埋土種子がヤナギ種子より先に発芽し、表面を覆ったことが要因のひとつとして考えられる。
なお、散在するヤナギ類については、一部では低木層から亜高木層への移行が確認されており、今後高木林化が懸念されるため、適切な伐採時期および頻度を見極めていく必要がある。

表-19 冠水日数の変化
低比高区地点①地点②地点③地点④冠水 標高 冠水 標高 冠水 標高 冠水 標高日数(m)
日数(m)
日数(m)
日数(m)
H22599.0
409.5
2910.02510.5
冠水日数多い出水後、冠水日数減少
H23出水発生H24
209.51010.5
811.0
811.0
H25
3310.01811.01811.01811.0
中比高区地点①地点②地点③地点④冠水 標高 冠水 標高 冠水 標高 冠水 標高日数(m)
日数(m)
日数(m)
日数(m)
H222510.5
1511.01511.01511.0出水前後を通して、 H23出水発生
ほとんど冠水せず
H24711.5811.0811.0
711.5
H25611.5611.5611.5611.5※ヤナギの種子散布時期（5, 6月）における冠水日数は、奈井江大橋地点
での水位観測値から想定したおおよその値。

表-20 方形区（5m×5m）内のヤナギの定着状況の変化
低比高区
調査年
H21H22

個体数
平均値
－0

H24
H26513150

中比高区

樹高（cm）
平均値－0H23出水発生
48161

個体数
平均値
1025

樹高（cm）
平均値
1370

33330510＜中比高区＞
掘削当初から少ない個体数＜低比高区＞
出水直後に急激に増加

低比高箇所の冠水状況（H24.10.18）

低比高箇所は死水域となっている

図-21 低比高区における死水域（平成24年撮影）
オノエヤナギの種子散布時期（5月下旬から6月中旬）

14.0※標高10m以下の箇所で、ヤナギ類の定着抑制
13.0
効果がみられる

主にオノエヤナギの定着が多くみられた箇所

水位（EL.m)

12.0

冠水による抑制効果がみられた箇所

11.0
10.0
9.0

低比高区の敷高＊
8.0
4/1

4/16

5/1

5/16

5/31

6/15

6/30

7/157/30

H22年

図-22 低比高区掘削後敷高と融雪期水位（平成22年）

Kengo Hashi, Nobuaki Watanabe, Takashi Kuwamura

3年目以降ヤナギ樹林化が進行

図-23 中比高区の草本被覆状況（平成26年撮影）

６. 今後に向けて奈井江試験地におけるモニタリング調査によって、平成23年出水前の低比高区の水際部では、ヤナギ類の種子散布時期（5月, 6月）に冠水することで、樹林化を抑制する効果が確認された。中比高区では、掘削直後からクサヨシ等の草本が密生することで、樹林化を抑制する効果が確認された。
しかし、冠水による樹林化抑制を図った場合、掘削面の敷高を平水位程度まで下げることから、出水時に土砂堆積が生じやすく、土砂堆積後の冠水頻度の減少に伴い樹林化が進行することが危惧される。
また、草本による樹林化抑制の効果は良好であったが、平成23年出水時に土砂堆積が生じた水際部では、ヤナギ類の侵入が確認された。これらのヤナギ類が淘汰されぬまま成長した場合、水際部から草本が後退し、徐々にヤナギ類の樹木群が拡大することも考えられ、引き続きモニタリングを継続する必要がある。
なお、本試験地は低水路を局所的に拡幅したため、死水域が発生するなど特に土砂堆積が生じやすい形状であったが、実際の河川改修（河道掘削）においては極力河道内に土砂堆積が生じない形状とすることが、今後の課題となる。加えて、土砂堆積が生じやすい本試験地の規模では、高い冠水頻度を維持した条件での樹林化抑制
対策の検証には限界があることから、来年度以降新たに低水路掘削や土取用掘削が行われる機会を活用し、樹林化抑制対策の検証を行っていく必要がある。
参考文献
1) 国土交通省 北海道開発局、（独）土木研究所寒地土木研究所（2011）樹林化抑制を考慮した河岸形状設定のガイドライン（案）2) 長坂 有（2001）洪水からはじまる河畔林,ヤナギ類の生態から見た河畔の保全, 自然史研究ネットワーク 2000「みなみ北海道」
3) 新山 馨（1995）ヤナギ科植物の生活史特性と河川環境
日本生態学会誌 45：301-306