茨城県自然博物館研究報告茨城県菅生沼における豪雨による冠水攪乱が植物の生育に与える影響
Bull. Ibaraki Nat. Mus.,（20）: 1-6（2017）1

茨城県菅生沼における豪雨による冠水攪乱が植物の生育に与える影響
西平貴一＊・澤田みつ子＊＊，＊＊＊・鈴木康平＊＊＊＊・
小幡和男＊＊＊＊＊・上條隆志＊＊＊＊＊＊（2017 年 7 月 26 日受理）

The Influence of Flooding Disturbance Caused by Heavy Rainfall on
Some Plant Species Growing at Sugao-Marsh, Ibaraki Prefecture, Japan
Takahiro Nishihira＊, Mitsuko Sawada＊＊,＊＊＊, Kohei Suzuki＊＊＊＊,
Kazuo Obata＊＊＊＊＊ and Takashi Kamijo＊＊＊＊＊＊（Accepted July 26, 2017）

AbstractFlooding disturbance is important to maintain plant diversity in wetland ecosystems. Extensive flooding
occurred due to heavy rain in September 2015 in the Kanto and Tohoku regions when we were conducting
surveys of seasonal changes of the plant community in the wetland on the floodplain of Sugao-Marsh. In thisarticle, we clarify the impact of the flood on plant species and compare the frequencies of dominant, invasive
alien and endangered species before and after the flood. As a result, the frequencies of dominant species suchas Phragmites australis and endangered species such as Viola raddeana after the flood were not different
from those before the flood. On the other hand, the frequency of Solidago altissima decreased after the flood.
These results suggest that endangered species such as Viola raddeana include tolerance for submergencedisturbance.
Key words: endangered species, flooding disturbance, floodplain, invasive alien species, wetland.

* 株式会社長大 〒 103-0014 東京都中央区日本橋蛎殻町 1-20-4（CHODAI CO., LTD, 1-20-4 Nihonbashi-Kakigaracho,Chuo-ku, Tokyo 103-0014, Japan）．
** 筑 波 大 学 大 学 院 生 命 環 境 科 学 研 究 科 〒 305-8572 茨 城 県 つ く ば 市 天 王 台 1-1-1（Graduate School of Life andEnvironmental Sciences, University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8572, Japan）．
*** 現所属 : 公益財団法人リバーフロント研究所 〒 104-0033 東京都中央区新川 1 丁目 27-7 新川中央ビル 7F（Presentaddress: Japan Riverfront Research Center, SHINKAWA CHUO BLDG. 7th Flr., 1-27-7 Shinkawa, Chuo-ku, Tokyo 103-0033,Japan）．
**** 名 古 屋 大 学 大 学 院 環 境 学 研 究 科 〒 464-8601 愛 知 県 名 古 屋 市 千 種 区 不 老 町 D2-2（510）（Nagoya University
Graduate School of Environmental Studies, D2-2 (510), Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya, Aichi 464-8601, Japan）．
***** ミ ュ ー ジ ア ム パ ー ク 茨 城 自 然 博 物 館 〒 306-0622 茨 城 県 坂 東 市 大 崎 700（Ibaraki Nature Museum, 700 Osaki,Bando, Ibaraki 306-0622, Japan）．
****** 筑 波 大 学 生 命 環 境 系 〒 305-8572 茨 城 県 つ く ば 市 天 王 台 1-1-1（Faculty of Life and Environmental Sciences,
University of Tsukuba, 1-1-1 Tennodai, Tsukuba, Ibaraki 305-8572, Japan）．

西平貴一・澤田みつ子・鈴木康平・小幡和男・上條隆志

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はじめに調査地および調査方法

氾濫原上に成立する湿地では，多くの種が絶滅の危調査地は，茨城県常総市の菅生沼（N35°59′45″，機に瀕しており，保全の必要性が唱えられている（鷲E139°55′20″：平面直角座標系 第 9 系（JGD2000））に谷，2007）．その主な減少原因は，湿地生態系そのも位置する（図 1）．ここには，ヨシ（Phragmites australisのの乾燥化，増水に伴う冠水や洪水などの自然攪乱

(Cav.) Trin. ex Steud.）やオギ（Miscanthus sacchariﬂorusの減少，人間による自然資源の利用や火入れなどの(Maxim.) Benth.）などの湿性植物群落が広がり，一部伝統的な管理の減少と考えられており（小幡，2007;にマルバヤナギの優占する河畔林がある．地表面にわ鷲谷，2007），生物多様性保全の観点から数多くの研ずかな起伏があるものの標高は 5 〜 6 m とほぼ平坦究がなされてきた（米村ほか，2000; Nishihiro et al.,な地形である．国土交通省国土数値情報の平年値メッ2006，2009; 小幡，2007; 比嘉ほか，2008; 小山内ほか，シュデータ（3 次メッシュ）によると，1980 年から2010; 澤田ほか，2011）．

2010 年の過去 30 年間の月平均気温は 14.0℃，最高が菅生沼は，絶滅危惧種が同所的に数多く生育する湿19.5℃，最低が 9.3℃であった．年間降水量の平均値は，地生態系であり，2003 年以降，絶滅危惧種の保全を1274.6 mm で，月間降水量の平均値は，最多が 9 月の目的とした火入れ管理が施されている（小幡，2007）．

178.9 mm，最少が 1 月の 410.0 mm であった．

火入れ管理開始時より，絶滅危惧種の個体密度の変2015 年 1 月 25 日に行われた火入れ管理箇所を含む化の報告（小幡，2007）や管理方法の違い（火入れように，2015 年 2 月に約 0.85 ha の調査区を設置した管理，火入れ管理の中断）によるタチスミレ（Viola（図 2）．調査区内で 10 m 等間隔になるように基準点raddeana Regel）の応答の違いが報告されてきた（澤を計 85 カ所設置した．また，基準点の四方向に植物田ほか，2011）．しかし，湿地生態系を維持するうえで，調査用の 1 m × 1 m の方形区を基準点から 50 cm 離し人為的な管理と同様に重要とされる冠水などの自然攪
乱が菅生沼の植物に与える影響についての実証的なデータはなかった．

N江川

菅生沼の位置する常総市を中心とした地域では，

W140°

飯沼川
茨城県

2015 年 9 月関東・東北豪雨により，大規模な洪水に見舞われた．著者らは，2015 年に菅生沼の植物群落

N36°の季節的な変化を把握するための調査を行っていた．
菅生沼では，流入河川である飯沼川，江川，東仁連川からの流水，および利根川の逆流を防ぐために設置さ東仁連川

れている法師戸水門の閉鎖により沼内の水位が増加して浸水域が拡大し，沼内の植物群落全体が冠水した．
冠水による植生の倒伏も見られたが，著者らの調査地内では部分的であった．また，マルバヤナギ（Salix菅生沼
矢作川

chaenomeloides Kimura）などの樹木の倒伏は見られなかった．

利根川

本報では，湿地生態系の保全に関わる外来種と絶滅危惧種，ならびに在来の優占種に着目してその冠水前鬼怒川後の生育状況の変化を報告する．また，豪雨による冠水攪乱がそれらの植物に与える影響について考察する．

1:50,0000

図 1．調査地の位置．
Fig. 1. Location of study area.

12 km茨城県菅生沼における豪雨による冠水攪乱が植物の生育に与える影響3て 4 個設置した（図 3）．
植物調査では，前述した方形区を，さらに 0.5 m ×0.5 m の 4 つに分割し，各副方形区内に出現した植物の有無（在・不在）と草丈（cm）を記録した（枯死個体は計測を行わなかった）．調査は，4 月から 7 月の間は 1 カ月に 1 回，7 月以降は 9 月に 1 回行った．
2015 年 9 月の関東・東北豪雨によって，国土交通省水文水質データベース・テレメータ雨量（坂東）では，
2015 年 9 月 8 日から 10 日までの 3 日間にて累計雨量265 mm を観測し，調査地である菅生沼は，9 月 12 日には河川水位が水防団帯域水位を上回る最大 3.90 mに達した（国土交通省水文水質データベース・テレメータ雨量（坂東），2015/09/12 参照）．9 月 10 日から 14 日の計 5 日間，調査区全体で冠水攪乱が生じた．
その後，調査区の中央部を除く南部と北部の一部箇所
では，約 10 日間冠水攪乱が生じた．
大雨前（7 月）と大雨後（9 月）の植物種の出現頻度を比較した．その際，雨による効果を判別するた

凡例
基準点 Control point
2015年の火入れ範囲 Area of burning on 2015
マルバヤナギ林冠 Canopy of Salix chaenomeloides
土木工事用の鉄橋 Site road
開放水面（菅生沼）Open water in Sugao-Marsh

02550 m

図 2．調査地の基準点．
Fig. 2. Point of reference in study area.

めに，種のフェノロジーを確認し（佐竹ほか，1981，1982a, b），比較する種を選択した．7 月と 9 月が生育期間内であり，冠水の影響の検討が可能な種を選択した．環境省指定の絶滅危惧種のタチスミレとホソバイヌタデ（Persicaria trigonocarpa (Makino) Nakai），在来の優占種のオギ，クサヨシ（Phalaris arundinacea L.），カサスゲ（Carex dispalata Boott），ヨシ，環境省指定の要注意外来生物（環境省ホームページ）のセイタカ
アワダチソウ（Solidago altissima L.）とオオブタクサ（Ambrosia triﬁda L.）を解析対象とした．解析にあたっては，Wilcoxon の符号和順位検定を行った．

結果

環境省指定の絶滅危惧種であるタチスミレとホソバ
イヌタデでは，冠水攪乱の前後で出現頻度に差が見られなかった（図 4a，b）．タチスミレは，冠水攪乱後の9 月下旬には泥が付着している茎葉とそうでない茎葉が確認された（図 5）．
在来の優占種であるオギとカサスゲに関しては，冠図 3．基準点と方形区の関係．
Fig. 3. Positional relation of quadrats and point of reference instudy area.

水攪乱の前後で出現頻度に差は見られなかった（図4c，d）．一方，同じく在来の優占種であるクサヨシとヨシは，冠水攪乱の後に出現頻度がわずかに減少した（図 4e，f）．
環境省指定の要注意外来生物であるセイタカアワダ

西平貴一・澤田みつ子・鈴木康平・小幡和男・上條隆志

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チソウとオオブタクサは，冠水攪乱後に出現頻度が大ミレとホソバイヌタデは，冠水攪乱に対して耐性を備きく減少した（図 4g，h）．また，セイタカアワダチソえている可能性が推察された．

ウ（図 6）とオオブタクサは多くの枯死個体が観察さ一方，外来種のセイタカアワダチソウとオオブタクれた．

サの出現頻度は，冠水攪乱後に大きく減少した．両種の開花結実時期は 9 月以降の秋であり（行永ほか，
考1975; 石川ほか，2003，佐竹ほか，1981），通常 7 月

察から 9 月に出現頻度が大きく変化することはないと考

絶滅危惧種であるタチスミレとホソバイヌタデは，えられる．したがって，両種の出現頻度の減少は，冠冠水前後で出現頻度の変化が見られなかった．また，

水攪乱による影響が大きいと考えられる．調査地でタチスミレにおいては，冠水攪乱後の 9 月下旬に泥がは，先端まで枯死しているセイタカアワダチソウとオ付着していない茎葉が確認され，これは，冠水攪乱後オブタクサの個体が多く見られたが，同所的に生育しに成長した部分と考えられる．このことから，タチスているオギは，それらより草丈が低い場合でも枯死し

n.s.

July

Septembern.s.

Julyn.s.

July

September

September

n.s.

July

***

July

***

September***

September

July

September***(a) タチスミレ Viola raddeana(b) ホソバイヌタデ Persicaria erectominor(c) オギ Miscanthus sacchariflorus(d) カサスゲ Carex dispalata(e) クサヨシ Phalaris arundinacea(f) ヨシ Phragmites australis(g) オオブタクサ Ambrosia trifida(h) セイタカアワダチソウ Solidago altissima

July

September

July

September

図 4．冠水前後における各種の出現頻度の変化（左 ７月，右 9 月）．有意水準は，＊は冠水前後で出現頻度に有意差があったことを示し，n.s. は有意差がなかったことを示す．
（Wilcoxon 符号順位検定 ＊: p＊＊＊＊＊< 0.01, : p < 0.05,: p < 0.001, n.s.: no signiﬁcant difference）．
Fig. 4. Changes of frequencies of each species before and after flooding. ＊: signiﬁcant difference in frequency before
and after flooding, n.s.: no signiﬁcant difference (Wilcoxon signed rank test *: p < 0.01, ＊＊: p < 0.05, ＊＊＊: p < 0.001,
n.s.: no signiﬁcant difference).

茨城県菅生沼における豪雨による冠水攪乱が植物の生育に与える影響謝5辞筑波大学生命環境系の田村憲司教授，川田清和助教には，研究全般に関して御指導頂いた．筑波大学森林環境生態学研究室の小松茉莉奈氏，森英樹氏，筑波大学陸域生態学研究室の西村貴皓氏にはデータ解析の助言を頂いた．ここに厚く感謝の意を表する．

引用文献

図 5．豪雨による冠水攪乱後のタチスミレ．
Fig. 5. Viola raddeana after flooding caused by heavy rain.

図 6．豪雨による冠水攪乱後のセイタカアワダチソウとオギ．
Fig. 6. Solidago canadensis and Miscanthus sacchariﬂorus after
flooding caused by heavy rain.ている個体が比較的少なかった（図 6）．このことより，セイタカアワダチソウとオオブタクサは，冠水攪乱に対する耐性が比較的低いと考えられる．これらの冠水撹乱に対する耐性の差は，草丈の差ではなく，植物種がもつ性質の違いが大きく起因すると思われる．また，冠水がオオブタクサとセイタカアワダチソウを減少させたことは，絶滅危惧種とこれらの種と競合を減少させるうえで，一定以上の強度をもった冠水撹乱を受ける立地条件を維持することの重要性を示唆する．
しかし，オオブタクサは永続的シードバンクを形成すること（宮脇・鷲谷，1996），セイタカアワダチソ
ウは地下茎からの栄養繁殖や急速な生長があること（榎本・中川，1977）から，今回の冠水攪乱は，一時的な個体数の減少という可能性も考えられ，今後も生育状況モニタリングが必要性である．

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西平貴一・澤田みつ子・鈴木康平・小幡和男・上條隆志

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旨）
西平貴一・澤田みつ子・鈴木康平・小幡和男・上條隆志．茨城県菅生沼における豪雨による冠水が植物種の生育に与える影響．茨城県自然博物館研究報告第 20 号（2017）pp. 1-6.

冠水や洪水は湿地生態系において植物群落の多様性を維持するうえで重要であると考えられている．著者らは，2015 年に，しばしば冠水する菅生沼の湿地において植物群落の季節的な変化を把握するための研究を行っていたが，その期間内の 9 月に豪雨による冠水が発生した．そこで，湿地生態系の保全に関わる外来種と絶滅危惧種，ならびに在来の優占種との関係にも着目し，その冠水攪乱前後の生育状況の変化を見た．環境省指定の絶滅危惧種タチスミレとホソバイヌタデは，冠水攪乱の前後で出現頻度に変化はなかった．一方，外来種のセイタカアワダ
チソウとオオブタクサは，冠水攪乱の後に出現頻度が大きく減少した．この結果から，絶滅危惧種のタチスミレは，冠水攪乱に対して耐性を備えている可能性が示された．
（キーワード）: 絶滅危惧種，冠水攪乱，氾濫原，外来種，湿地 .