Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## （３）放射性核種の蓄積量と流域空間分布

国立大学法人東京大学

農学生命科学研究科 講師 浅野友子

<研究協力者>

東京農工大学 特任助教 境優

東京農工大学 連合農学研究科 NAM SOO YOUN（平成25年4月～平成27年3月）

平成24(開始年度)～26年度累計予算額：2,805千円

（うち、平成26年度予算額：94千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

各地域における第3次航空機調査による空間線量データ及びCs-134とCs-137合計値は、福島県二本松市で最も高く、群馬県サイトがこれに次ぐ値であった。各流域ともに、流域上部で標高が高い箇所で蓄積量が高くなる傾向が見られた。懸濁体の放射性セシウム濃度も流域降下量に対応していた。福島県における浮遊土砂流出に占める放射性セシウム濃度が最も高く、静岡県の東大樹芸研で最も低い値となった。ただし、空間分布では、東大秩演習林の流域が、栃木県のFM唐沢山と比較すると高いものの、流出懸濁体に含まれるセシウム濃度は、栃木県のFM唐沢山で高い値を示していた。これは、栃木県の流域で森林間伐を行う土壌攪乱によって流出Cs濃度が上昇したためと考えられた。各流域の降下量に対する流出率では、既往報告とほぼ同じ0.02～0.13％と試算された。しかし、FM唐沢山のように間伐施業を行った流域では、1.65％と高い傾向が見られた。間伐施業による作業道設置や斜面や林道面の攪乱などによる土砂移動が発生し、流出率が増加したと考えられた。また、丹沢大洞沢流域では、シカの食害による林床植生の衰退とともに、土壌侵食が河川周辺斜面において顕在化している。このような流域特性によって、流出率が変化することが考えられた。

[キーワード]

森林流域、放射性セシウム降下量、空間分布、流出特性

### 1. はじめに

福島第一原子力発電所の事故によって環境中に多量の放射性物質が放出され、福島県をはじめとする北関東地域などの関東辺縁の地域で高い放射能汚染が発生した。特に、これらの地域の70％以上は森林地域であり、森林から農地へ移行する中山間地域に汚染度の高い土地が多く存在することが明らかとなった（Kato et al., 2012） $ ^{4} $ 。とくにスギ、ヒノキ人工林では樹冠に付着した放射性セシウムが継続的に林床や渓流などへ供給されている（Teramage et al., 2014） $ ^{6} $ 。森林へ降下した放射性物質は、落葉層や土壌層に蓄積されるとともに、森林の物質循環系の中で滞留する（Hashimoto et al., 2013） $ ^{3} $ 。森林斜面から供給される汚染された土壌や落葉は、水系を通して下流域へ移動する（恩田, 2014） $ ^{5} $ 。とくに、森林流域は、下流域の水田や農地などの農
業地帯へ水系ネットワークを通してつながっており、物質循環として重要である（Gomi et al., 2002 $ ^{1} $ ）；五味，2007 $ ^{2} $ ）。すなわち、森林と渓流の有機物動態などの物質移動システムを中心として、原発事故によって降下した放射性物質は環境中を移動し、下流へ流出するとともに、その流下過程で生物種の体内に取り込まれることが予想されることから、水系網を通した放射性セシウム動態を評価する必要がある。そのため、広範囲で降下した放射性セシウムの挙動を評価するためには、降下量の異なる山地森林流域を対象とした網羅的な観測が重要である。とくに、これらの山地上流域は下流域への農地や水田への水源地としても重要である。

### 2. 研究開発目的

福島県から秩父や伊豆などを含む関東辺縁部の森林流域からの放射性物質の流出を網羅的に把握し、土壌や流出土砂に含まれる放射性核種量の評価を行った。福島県の観測流域周辺における砂防ダムなどの分布を把握し、土砂堆積状況を確認する。福島県、群馬県、栃木県、埼玉県、神奈川県、静岡県における森林流域の調査地において複数地点の土壌試料と、渓流の浮遊土砂試料を採取するとともに、ArcGISを用いて文部科学省航空機モニタリングのエリア内（福島県、群馬県、栃木県、埼玉県）における調査地の空間線量率と、放射性セシウムのインベントリーを評価した。浮遊物質の流出量に対応する流域蓄積量から放射性セシウムの流出率を評価した。各調査地の流域地形、放射性セシウム蓄積量、降雨量、渓流流量、森林管理の履歴と放射性セシウムの流出との関係性を考察した。

### 3. 研究開発方法

福島県から関東辺縁部の群馬、栃木、埼玉、神奈川、静岡における森林流域内の土壌中の放射性物質及び流域からの流出を評価するために、複数の観測流域における放射性物質の流出計測す

図(3)-1 調査地位置図と放射性セシウム降下量
る観測体制を整え、観測を行った（図3-1）。下記に調査地の概要を示す。

福島県の大沢川流域は、口太山を源流とした流域面積1.7 km²の流域であり、安達太田川流域、口太川水系（阿武隈川流域）の支流域上流である。流域の地質は花崗岩である。年降水量は1320 mmである。大沢川流域の地質は花崗閃緑岩である。流域の上流部は、広葉樹林でおおわれているが、約70％はスギやヒノキの人工林である。群馬県の大谷山流域は、東京農工大のFM大谷山・草木に属し、渡良瀬川上流右岸に位置する。約9割がスギ・ヒノキの人工林である。FM大谷山1林班の大谷山小流域試験地では、1978年から水文・水質観測を続けられている。年降水量は1425mm、年平均気温は9.4℃である。一部は亜高山地帯に属し、基岩は秩父古成層に属する。

積算浮遊土砂サンプラーにより、流下

懸濁体物質を採取

上流観測区間

砂防ダム上流部

砂防ダム下流部

流量の観測および濁度の観測を上流観測区間で行う。

図(3)-2 浮遊土砂流出、流量、濁度の観測

東京農工大学FM唐沢山は、標高が90～290mの範囲にあり、平均降水量は1245mmであり、平均気温は14℃である。流域には20年生から50年生のスギ・ヒノキが優占している。東大秩父演習林は、林地は、秩父市街から西方22kmにある大血川地区（932ha）と西方40kmにある栃本地区（4875ha）を有し、標高域は530～1980mを占めている。人工造林地の面積は全体の13%、767ha（ヒノキ39%、カラマツ27%、スギ22%、サワラその他12%）、天然林は全体の86%でその内訳は、落葉広葉樹主体の再生林（旧薪炭林含む）が63%、原生林が37%である。主に山地帯と亜高山帯の二つの森林帯が含まれており、山地帯域（標高600～1600m）では、尾根部の乾性な立地にツガの優占する針葉樹林が、山腹斜面の適潤な立地にイヌブナあるいはブナ、谷沿いあるいは凹地形の湿潤な立地にシオジ、サワグルミの優占する落葉広葉樹林が分布する。亜高山帯域（標高1600m以上）では、下部にカラマツ、ヒメコマツなどの混じるコメツガ優占林が、上部にトウヒ、ダケカンバなどを交えたシラビソ、オオシラビソの優占する亜高山帯針葉樹林が分布している。

丹沢大洞沢流域は神奈川県清川村煤ヶ谷の大洞沢支流の2流域（流域3：7.0 ha、流域4：4.6 ha）を対象とした。年平均気温は11°Cで、年平均降水量は2189 mmである。基岩は風化した堆積岩
で、流域内の平均傾斜は36°であるが、シカの食害により河道沿いには40°以上の斜面が分布している。土壌は火山灰（関東ローム）の影響を強く受けている。流域内には、スギやヒノキの人工林と落葉性の広葉樹林がモザイク状に分布している。林床被覆状態については、尾根部から斜面中腹にはシカの不嗜好性種であるマツカゼソウ（Boenninghausenia japonica）などが優占しているが、下層植生は乏しく、裸地化している林床にはリターがみられる。流域面積に対する裸地

図(3)-3 文部科学省モニタリング（第3次）に基づく各調査地周辺におけるCs-137と134の合計値（Bq/m²）

化している林床の割合は、流域3で18%，流域4で6%である。

東大樹芸研究所青野地区は、地質は新第三紀中新統の白浜層群からなり、基岩は石英安山岩、ひん岩が貫入岩類として認められる。土壌は、やや乾性の褐色森林土である。標高は青野作業所管内で約100～500m、地形は複雑急峻である。平均気温が15.0℃、年降水量は2270mmである。森林は暖温帯の照葉樹林帯に属し、シイ・カシの天然林が優占する地域である。全体の約50%が人工林で内外の有用樹種が植栽されている。45年生スギ・ヒノキが生育している。

各調査地において既に流量観測施設による流量モニタリングがなされており、これら施設に浮遊土砂サンプラーを設置した。浮遊土砂サンプラーが数ヶ月単位で回収し、採取された懸濁体物質の放射性核種濃度は、ゲルマニウム半導体検出器によって分析した（図(3)-2）。また、ArcGISを用いて文部科学省航空機モニタリングのエリア内に位置する調査地の空間線量率、放射性セシウム（Cs-134、Cs-137）（Bq/m²）を評価した。観測期間中の放射性セシウム流出量の総量については、流量観測結果から浮遊物質の流出量を算定し、期間の流出量に対して、浮遊物質の流出量（kg）×含有割合（Bq/kg）から総量を算出した。また、結果として得られたCs-137の総流出量を流域面積（m²）で割ることによって、1平方メートル当たりのCs-137の流出量を算出した。この計算結果と降下量（インベントリーによる推定値）から流出割合を算出した。

## 4 ．結果及び考察

## （１）放射性セシウムの蓄積量と空間分布

福島県における調査地周辺の空間線量率および放射性セシウム合計値を示した（図(3)-3）。航
図(3)-4 第3次航空機モニタリングとGIS解析による各流域の(a)空間線量と(b)Cs137とCs134の合計値

空機モニタリング時期の古いものから新しいものへ従って、徐々にいずれの値も低下する傾向が明らかとなった。また、標高が高い位置で、低い位置と比べていずれかの値が相対的に高くなっており、標高の高い地域に放射性物質が多く蓄積していたことが示唆された。

各地域における空間線量データ及びCs-137とCs-134の合計値について、第3次航空機調査によるものをまとめた結果、福島県二本松市のサイトにおいて最も高く、群馬県FM大谷山サイトがこれに準ずる値となっていた（図(3)-4）。また、埼玉県秩父の東大演習林周辺も値としては、栃木県FM唐沢山や丹沢山地のサイトと比較すると高い傾向がみられた。福島と群馬のサイトの両流域では、流域上部に蓄積量の高い箇所が分布する傾向がみられた。

## （２）水流出特性と放射性セシウム流出

各サイトにおける降雨流出特性では、各流域ともに、降雨に対して、すばやく流出応答が見ら

図(3)-5 各サイトにおける代表的な降雨イベントに対する流出応答
れた。ピーク流出の出現についても、降雨のピーク時とほぼ同じ時間で発生しており、流出水の2次ピークの出現などはみられなかった（図(3)-5）。流出ピークからの遅減については、両流域ともゆるやかであり、地下水の涵養による流出がゆっくりと発生していることが考えられた。このことから、地質条件は異なるものの、各流域における流出プロセスはおおむね同一であることが考えられた。すなわち、各流域ともに放射性セシウムの流出動態を検討する上では、大きな流出特性の違いは認められないと想定できた。だたし、東京農工大学FM唐沢山では列状間伐を実施しており、その後の作業道の設置などにより表面流出量が増加しており、これらがCs-137の流出量に影響を及ぼすことも予想できた。

図(3)-6 各流域における流出浮遊土砂に含まれる $ ^{137} $ Csと $ ^{134} $ Cs

これらの空間分布や流出特性に対応して、河川における放射性物質の流出を観測した結果、各サイトにおける回収サンプル数にばらつきがあるものの、空間分布に対応して、福島県における浮遊土砂流出に占めるセシウム濃度が最も高く、次いで群馬県のサイトが高く、静岡県の東大樹芸研におけるサンプルのセシウム濃度が最も低い値を示していた（図(3)-6）。とくに、オーダーとしては、①福島と群馬のサイト、②栃木と秩父と丹沢のサイト、③伊豆のサイトとグループに分けられる。福島県においては、Cs-137では10529、Cs-134では5849Bq/kgであり、続いて群馬県のFM大谷山流域が高い濃度を示していた。グループ②においては、空間分布では、東大秩演習林の流域が、栃木県のFM唐沢山や大沢川などと比較すると高い値になっているものの、流出している土砂に含まれるセシウム濃度では、栃木県のFM唐沢山で高い値を示していた。また、栃木のFM唐沢山流域における有機物含有割合が20%程度であり、他のサイトと比較して小さくなっていた。スギやヒノキの人工林流域である、大沢川、FM大谷山、丹沢山地、樹芸研では、有機物含有率が30%程度であった（図(3)-7）。また、広葉樹林に覆われている東大の秩父演習林では、有機物含有量は40%程度と最も大きくなっていた。流域の植生条件などにより浮遊土砂サンプラーに含まれる有機物含有量が異なることが示唆できた。

流出放射性セシウム濃度が高かった、栃木県のFM唐沢山流域における流域内での、基準値を含む地域の放射性セシウムの深度分布は、33～116Bq/m²とばらつきが大きかった。同様に過剰鉛210（210Pbex）についても分布傾向は、放射性セシウムと同様であった。丹沢山地大洞沢流域においても同様の深度分布特性が把握できた。すなわち、どの箇所においても、流出起源となる放射性セシウムは深度10センチまでに分布していることが明かとなった。そこで、FM唐沢山流域のポテ
図(3)-7 各流域の浮遊土砂サンプラーに含まれる有機物含有量

シャルな土砂生産源と浮遊土砂の放射性セシウム濃度を示した（図(3)-8）。林道の侵食土砂や落葉層における放射性セシウム濃度が高く、河岸侵食や新規の作業道による侵食土砂の濃度は低くなる傾向がみられた。浮遊土砂の濃度はそれぞれ、落葉層と河岸侵食土砂の中間に位置していることから、浮遊土砂については、林道や斜面の侵食土壌とともに、落葉層などの有機物も含まれることが考えられた。浮遊物質には、林道や斜面の侵食土壌とともに、落葉層などの有機物も含まれることが考えられ、このサイトで実施された50％列状間伐が唐沢山の放射性セシウム流出量へ影響していることが考えられた。

## （３）流域からの放射性セシウム流出率の推定

流域スケールでの流出量について、一年間の放射性セシウムの測定を行うことができた、福島県、群馬県、栃木県におけるデータから検討を行った（表(3)－1）。ここでは、懸濁体由来の放射性セシウム137を対象とする。懸濁体は、浮遊土砂サンプラーに捕捉された、有機及び無機成分を含むものとする。ここでは、流量観測結果から浮遊物質の流出量を算定し、特定期間における浮遊物質の総流出量を測定し、その結果に対して、Cs-137の総流出量について、浮遊物質の流出量(kg)×含有割合(Bq/kg)を算出する。結果として得られたCs-137の総流出量を流域面積(m²)で割ることによって、1平方メートル当たりのCs-137の流出量を算出した。この計算結果と降下量（インベントリーによる推定値）から流出割合を計算した。その結果、福島県や大谷山の流出
図(3)-8 FM唐沢山における列状間伐とそれに伴うセシウム流出

率については、既往の報告とほぼ同じ値を示している。たとえば、筑波山や福島県宇多川流域、川俣町における観測結果が報告されており、年間の流出率は、0.02～0.13％と試算されている。福島原発事故以降の降雨としては、2012年及び2013年では平均的な降雨パターンを示していることから、このような平均傾向が続く場合には、ほとんど、森林内にセシウムは蓄積し続けることが示唆できた。

一方、降下量が小さいものの、FM唐沢山のK2流域や丹沢山地大洞沢におけるCs-137流出量は、1.65%や0.65%と既往の報告よりも大きくなる傾向がみられた。FM唐沢山では、2011年に50%の強度間伐が行われており、その後、作業道の設置や林道面の攪乱などによる森林斜面からの土砂移動が発生していた。また、丹沢大洞沢流域では、シカの食害による林床植生の衰退とともに、土壤侵食が河川周辺斜面において顕在化している。このような流域特性によって、流出率が変化することが考えられた。
表(3)-1 各流域の年間流出量と既往研究との比較

流域面積(ha)	年間流出率(%)	引用
福島県	二本松大沢川	170	0.07	本研究
群馬県	FM大谷山	93	0.08	本研究
栃木県	FM唐沢山K2流域	17	1.65	本研究
神奈川県	丹沢大洞沢	7	0.65	本研究
茨城県	筑波山	0.30	国立環境研
福島県	宇多川	0.02～0.03	国立環境研
福島県	川俣森林プロット	0.13	IAEA報告書
福島県	石平川	0.07	IAEA報告書
福島県	高太石山	0.02	IAEA報告書
福島県	疣石山	0.13	IAEA報告書

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

本研究結果では、放射性セシウムの異なる森林流域を対象として、流域レベル流出量を評価することができた。森林状態や降雨の大小にかかわらず、降下量に対応した流出量を示していた。また、現在のところ降下した放射性物質のほとんどは流域内にあり、その一部が渓流から流出していた。ただし、森林間伐などを実施した流域においては、この傾向は異なり、相対的な放射性セシウム流出量が多くなっていた。このことは斜面における土壌侵食などの影響により放射性セシウムの流出量が変化することを示唆しており、今後の福島などで森林管理を行う際の示唆的な結果を得ることができた。同様に、シカの食害による侵食が多い丹沢でも相対的に大きくなる傾向があり、今後、継続的なセシウム流出量の評価が必要であると示唆できた。

## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

流域の森林管理状態や植生条件によって、降下量に対する流出放射性セシウムの割合が異なる可能性がある。とくに、森林間伐による土壌攪乱や、シカの食害による植生衰退と土壌侵食や侵食に伴う有機物流亡による放射性セシウムの流出率の増加が示唆された。流域内の植生管理などに伴う、土砂や有機物流亡を考慮したセシウムの起源の特定などを行うとともに、渓流へ直接流入する渓畔林域などにおける、土砂流亡を抑制する管理手法を策定する必要がある。セシウムは有機物と粘土鉱物に強く吸着し、流下する傾向があることが示されている。また、人工降雨実験では流出土砂のセシウム濃度は土壌よりも高くなる傾向があることが示された。しかし、一般的な森林斜面においては、斜面上部から斜面下部の渓流への流出が発生することは稀であり、有機物や土壌などの流亡は、渓畔林域の裸地面である河岸崩壊、斜面崩壊、林道や作業道などや、渓
畔域で洪水時に定期的に冠水する箇所から流出することが考えられる。とくに、森林間伐などの施業を行った場合の土壌攪乱（栃木県FM唐沢山）やシカの食害による植生衰退地（神奈川県丹沢）などで降下量に対して相対的な流出率が高くなっていた。Riparian Zone Managementなどの渓畔林域を中心とした保全対策を行うことによって、人為的な攪乱などによるセシウムの渓流への流出を防ぐことが可能である。また、森林斜面、林道作業道、渓流への土砂流出箇所を特定するとともに、土砂移動を抑制するための簡易な土砂補足場（Sediment Fence）を設定するなどの対策が重要である。

## 6 ．国際共同研究等の状況

本研究で実施した、2014年2月に開催した国際シンポジウム及び国際学会などで共同研究体制を整備することができた。とくに2014年6月に開催された米国オレゴン州での学会、2014年10月にはコロラド州立大学を訪問した際に研究打ち合わせを行うことができた。本研究成果を元にした生態系モデルの構築では、放射線生態学の世界最先端である米国ロスアラモス国立研究所のJeffery Whicker博士やコロラド州立大学のThe Department of Environmental and Radiological Health Sciences (ERHS)のElizabeth Ruedig博士などの協力を得ながら協同で行う。また、コロラド州立大学の大学院生については、本研究成果を用いた修士論文にも取り組んでおり、日本と米国双方から研究指導も行っている。環境中における放射性物質の移動に関する研究では、学際的視野での研究を推進できる若手研究者や技術者の育成が急務であり、これらの国際ネットワークを基にし、若手研究者や学部生や大学院生を育成できる環境を整えることができた。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

## <論文（査読あり）>

1) 浅野友子：水文·水资源学会誌 27, 19-28 (2014)

「日本の山地流域の降雨流出データ—収集データの概要と観測の課題—」

<査読付論文に準ずる成果発表>

特に記載すべき事項はない。

くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない。

## （2） 口頭発表（学会等）

1) S. Y. Nam, T. Gomi, Y. Onda, H. Kato and M. Hiraoka: 第124回日本森林学会大会（2013）“Suspended sediment transports after stripe thinning: Monitoring of runoff and Analysis of radiocesium concentration”

2) S. Y. Nam, T. Gomi, Y. Onda, M. Hiraoka, H. Kato and M. T. Teramage: Asia Oceania Geosciences Society 11th Annual Meeting, Sapporo, Japan (2014)

“Tracing suspended sediment sources using radionuclides in managed forest plantation catchments,
central Japan”

3) S. Y. Nam, T. Gomi, Y. Onda, M. Hiraoka, B. X. Dung and H. Kato: American Geophysical Union Fall Meeting 2014, San Francisco, USA (2014)

“Examining responses of suspended sediment transports after intense thinning ibn a forested headwater catchment using nested monitoring”

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

## （４）「国民との科学・技術対話」の実施

1) 地域での研究成果の講演

東京農工大による福島農業復興支援プロジェクトの1年目の活動報告発表・交流会（2013年7月27日、二本松市東和文化センター、観客60名）

2) 学会での一般公開での研究成果の講演

応用生態工学会第17回大会　自由集会「放射性物質動態と流域生態系」（2013年9月19日、大阪府立大学I-siteなんば、観客70名）

3) 一般市民を対象とした企画展示

東京農工大学科学技術展2013「農工大が誇る最先端サイエンス」（2013年11月8～10日、東京農工大学府中キャンパス、観客200名）

## 4 ) 大学での一般公開での研究成果の講演

国際シンポジウム：流域生態系における放射性物質動態と生物への移行～震災後の流域管理に向けて～(英タイトル:Radionuclide dynamics and biological transfers in watershed ecosystems: Toward watershed management in the post nuclear accident period)（2014年2月28日、東京農工大学府中キャンパス、観客100名）

## 5 ) 学会での一般公開での研究成果の講演

第61回日本生態学会大会　自由集会「東日本大震災の生態系影響評価と復興の展望：東北3県の取り組み」（2014年3月14日、広島国際会議場、観客50名）

6) 一般市民を対象とした博物館での研究成果の展示

東京農工大学科学博物館における放射性セシウム関連研究の企画展の実施（2014年8月5日～9月15日）

7) 一般市民を対象としたシンポジウムの講演・説明

日本土壌肥料学会2014年度東京大会 市民公開シンポジウム「福島県二本松市NPO法人「ゆうきの里東和ふるさとづくり協議会」の放射性Cs汚染からの農業復興に関しての取り組みと農工大の支援活動報告」（2014年9月11日、東京農工大学小金井キャンパス、観客100名）

## 8 ) 学会での一般公開での研究成果の講演

応用生態工学会第18回大会　自由集会「震災復興に応用生態工学はどのように貢献できるのか2：復興の現状と課題」（2014年9月19日、首都大学東京、観客30名）

## 9 ) 一般市民を対象とした企画展示

東京農工大学科学技術展2014「未来をひらく農工大の科学技術」（2014年11月7～9日、東京
## 農工大学府中キャンパス、観客200名）

10) インターネットでの研究成果公開

下記のサイトにおいて、研究成果を継続的に公開している。

http://www.tuat.ac.jp/~gomit/fukushima/index2.html

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) Gomi T, Sidle RC, Richardson JS. (2002) Understanding processes and downstream linkages of headwater systems. BioScience 52 (10): 905-916.

2) 五味高志. (2007) 「流域の物質循環における水文環境の重要性」, ベーシックマスター生態学（南佳典・沖津進編）. オーム社. 83-108.

3) Hashimoto S, Ugawa S, Nanko K, Shichi K (2012) The total amounts of radioactively contaminated materials in forests in Fukushima, Japan. Scientific Reports 2: 416.

4) Kato H, Onda Y, Gomi T. (2012) Interception of the Fukushima reactor accident-derived $ {}^{137}Cs $ , $ {}^{134}Cs $ and $ {}^{131}I $ by coniferous forest canopies. Geophysical Research Letters 39 (20).

5) 恩田裕一（2014）河川のモニタリング，中島映至・大原利真・植松光夫・恩田裕一(編)「原発事故環境汚染 福島第一原発事故の地球科学的側面」，東京大学出版会,312 pp.

6) Teramage MT, Onda Y, Kato H, Gomi T (2014) The role of litterfall in transferring Fukushima-derived radiocesium to a coniferous forest floor. Science of the Total Environment 490:435-439.
## （４）生息環境及び生物体内における放射性物質量の把握

国立大学法人北海道大学

大学院農学研究院 学術研究員 布川雅典

<研究協力者>

東京農工大学 特任助教 境優

東京農工大学 国際環境農学専攻 岡田健吾（平成25年4月～平成27年3月）

東京農工大学 地域生態システム学科 戸塚邦洋（平成26年4月～平成27年3月）

平成24(開始年度)～26年度累計予算額：3,534千円

（うち、平成26年度予算額：122千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

森林・渓流生態系を構成する動物種は様々な放射性セシウム濃度の動物種が存在することが明らかとなり、種ごとの放射性セシウムの蓄積様式が異なった。渓流内の粒状有機物のCs-137濃度は、森林よりも渓流よりも低いことが明らかになった。森林と渓流の生物は、森林よりも渓流でCs-137濃度が有意に低くなっていた。渓流における有機物からの放射性セシウムの溶脱が、渓流生物の放射性セシウム濃度を下げる要因であることがわかった。森林と渓流で得られた動物を食性ごとに分けて放射性セシウム濃度を見たところ、Cs-137濃度の有意な違いは認められなかった。栄養段階に応じたCs-137蓄積量の変化は生じにくいことが推察された。また、渓流内の瀬と淵どちらでも粒径が小さい土砂ほどCs-137濃度が高く、瀬と渓それぞれに選好して生息する底生動物の放射性セシウム濃度を比較してみたところ、淵を好む底生動物で有意にCs-137濃度が高くなっていた。生息地における放射性セシウム蓄積量は餌資源の汚染とともに、生物へのCs-137蓄積量を決定する重要な要因となると考えられた。イワナのCs-137濃度は、体長が大きくなるにしたがって、大きくなることが判明した。体長と固有代謝率との関係に注目すると、体長が大きくなるにしたがって、固有代謝率は小さくなることから、大きい個体になるにしたがって、イワナの固有代謝率が低下し、放射性セシウムの排出率が下がるために、大きな個体ほど放射性セシウム濃度が高くなることが考えられた。一方、季節ごとにイワナの固有代謝率に注目すると、水温の高い8月でも最も高く、水温が低い2月で最も低かった。イワナのCs-137濃度を決定する要因は、固有代謝率だけでなく、餌資源の汚染度重要であることが解った。

## [キーワード]

陸生生物、水生生物、放射性セシウム蓄積量、摂取-代謝関係

### 1. はじめに

福島第一原子力発電所の事故によって環境中に多量の放射性物質が放出され、福島県をはじめとする北関東地域などの関東辺縁の地域で高い放射能汚染が発生した。特に、これらの地域の7
0％以上は森林地域であり、森林から農地へ移行する中山間地域に汚染度の高い土地が多く存在することが明らかとなった。森林へ降下した放射性物質は、落葉層や土壌層に蓄積されるとともに、森林の物質循環系の中で、さまざまな生物にも取り込まれていくことが予想される（Murakami et al., 2014） $ ^{7} $ 。また、現在も継続的に、樹冠に付着したセシウムは、林床や渓流へ移動していると考えられた（Teramage et al., 2014） $ ^{12} $ 。

森林流域における渓流では、その一次生産の多くを落葉に依存しており、陸域と水域が密接に関わることによって森林—渓流生態系が成り立っている（阿部・布川，2005 $ ^{1} $ ）；Baxter et al.，2005 $ ^{3} $ ）。森林斜面から供給される汚染された土壌や落葉は、水系を通して下流域へ移動するとともに、その移動中に起こる食物連鎖との相互作用によって、生物相にも影響を及ぼすことが予想される（Davis et al.，1958 $ ^{6} $ ）；Rowan et al.，1994 $ ^{9} $ ）；Sakai et al.，2014 $ ^{11} $ ）。すなわち、森林と渓流の物質移動システムを中心として、原発事故によって降下した放射性物質は環境中を移動し、生物種の体内に取り込まれることが予想される。とくに、これらの渓流には内水面漁業の重要な資源である、イワナなどのサケ科魚類が生息している。イワナは、その餌資源を陸域と水域に依存していることや、上流域の低水温な状況に適応しているなど、その生態が特殊である（Baxter et al.，2005 $ ^{3} $ ）。そのため、放射性物質移動を解明することは、森林—渓流生態系保全だけでなく、森林管理や内水面漁業の管理、これらに関連する除染などの放射性物質管理を行う上では重要な情報となる。

## 2 ．研究開発目的

上流域水系ネットワークにおける森林-渓流生態系内の放射性物質移動を、水文プロセス、土壌や有機物の動態、生態系食物網内のエネルギーフローに注目して解明することを目的とした。今後の生態系保全や対策に必要となる生物相への影響を評価するとともに、将来予測に必要となる森林流域放射性物質移動モデルや、生物濃縮評価モデルの開発のためのパラメータを提供する。陸域及び水域生態系を構成する生物種の採取を行ために、福島県二本松市、群馬県みどり市の渓流において、採集された有機物・動物試料の同定を行うとともに、放射性セシウム濃度測定用試料を作成し、分析した。森林・渓流域それぞれにおける生物量を定量的に把握するための試料について、種組成、バイオマスの把握を行った。
### 3. 研究開発方法

## （１）生物サンプル採取

調査地はサブテーマ①の森林域調査地と同様、群馬県みどり市に位置するFM大谷山、福島県二本松市に位置する大沢川流域である。それぞれの調査地おいて河川域50 mとその両岸の河畔域（幅20 m）を調査区として設定し、流量を観測するとともに、調査区内の森林内、渓流内においてリターなどの有機物サンプルと生物サンプルを採集した。以上のサンプルを用いて、（1）森林・渓流生態系における放射性セシウムの分布パターン、（2）森林・渓流生態系における放射性セシウム動態について研究をおこなった。

森林域における動物類の現存量及びそれらの群集構造を把握するために、ピットフォールトラップを設置した。ピットフォールトラップ法では、3%ホルマリンを底面に満たしたバケツ（直径29 cm）を林床の5地点に埋設し、一週間放置することで地上徘徊性動物を得た（図(4)-1）。得られたサンプルは100%エタノールに漬けて保存した。尚、冬期は、ピットフォールトラップに不凍液（エチレングリコール）を添加して凍結を防いだ。本調査は、2012年8月、11月、2013年2月、5月の計4回実施した。放射性セシウム濃度及び炭素・窒素安定同位体比分析を行うためのサンプルを得るために、ベイトトラップ、ビーティング法によって動物サンプルを採集した（図(4)-1）。ベイトトラップ法では、プラスチックコップを14か所林床に埋設し、誘引剤としてビールと乳酸菌飲料の1:1混合物を浸したスポンジを入れて一晩放置することで動物サンプルを得た。尚、炭素・窒素安定同位体比分析のための生物サンプル採集では、炭素・窒素安定同位体比の変化を避けるために、誘引剤を金網で覆い、落下した生物に誘引剤が摂取されない構造のトラップも5～7箇所設置した。ビーティング法では、調査区内の河畔植生の枝を叩き、落下する動物を採集した。また、カエル類、サワガニ（Geothelphus dehaani）や造網性クモ類は、調査中に目撃したものを適宜捕獲した。また、動物サンプル以外にも、林床のスギリター、A0層下部の土壌も採集した。これらの調査はピットフォールトラップと同様に、2012年8月、11月、2013年2月、5月の計4回実施した。尚、炭素・窒素安定同位体比に結果については、サブテーマ⑤で取り扱うため、本サブテーマでは取り上げていない。

図(4)-1 調査地における調査項目の概略図
渓流域における底生動物群集構造を把握するために、サーバーネット（25×25cm；目合い250μm）を用いて瀬・淵それぞれ5か所から底生動物の採集を行った（図(4)-1）。その際、流速、水深、水温、DO、pH、EC、河床構造も記録した。サーバーネットで得られたサンプルはなるべく土砂を取り除いたのち100%エタノールに漬けて研究室に持ち帰った。放射性セシウム濃度及び炭素・窒素安定同位体比分析サンプルを得るために、渓流内の有機物、動物類を採集した。底生動物は、D

図(4)-2 森林から渓流域への物質移動の模式図。

フレームネットを用いて、魚類（イワナ；Salvelinus leucomaenis）を採集した。底生動物は、現地にて分類群ごとに分けてバイアル瓶に入れて研究室に持ち帰った。イワナについては、体長が異なる個体4～8匹程度を分析サンプルとして研究室に持ち帰った。さらに、2013年8月に調査区間上下末端を刺し網で閉鎖し、区間内に生息するイワナのバイオマス（g/m²）を算定した。また、CPOM（Coarse Particulate Organic Matter；リター・破砕されたリター＞1 mm）、FPOM（Fine POM＜1 mm）の2種類の粒状有機物も河床から採集し、ジップロックに入れて研究室に持ち帰った。さらに、河床材の粒径分布と、河床に蓄積した放射性セシウムを見積もるために、瀬と淵でそれぞれ3か所ずつ河床材を採集した。これらの調査は、2012年8月、11月、2013年2月、5月の計4回実施した。

林床への落下昆虫などの動物類のインプット量を把握するために、パントラップ（トロ舟：69 × 113 cm）を林床に5か所設置し、底面に水を満たして数滴の界面活性剤入れ一週間放置した。本調査は、2012年8月、11月、2013年2月、5月に実施し、2月の調査ではパントラップ内の水の凍結を防ぐために、不凍液（エチレングリコール）を添加した。パントラップによって得られた動物サンプルは100%エタノールとともにジップロックに入れて研究室に持ち帰った。研究室では、実体顕微鏡（オリンパス社製、SZ2-ILST）を用いて動物サンプルが水生昆虫の羽化個体であるか、陸生動物であるかを判別したのち、それぞれの乾燥重量を測定することで、渓流・森林から林床への動物インプットの割合を把握した。
渓流内を流下する有機物や動物類に森林・渓流由来のものがそれぞれどの程度含まれているかを把握するために、ドリフトネット（25×25cm；目合い250μm）を設置した（図(4)-2）。ドリフトネット調査は、パントラップ調査と同時期の早朝と夕方に1回ずつ、渓流調査区内の5か所に約1時間ドリフトネットを設置して行った。その際、ドリフトネットへ流れ込む水流の流速と水深を記録し、ドリフトネットを通過した水量も分かるようにした。ドリフトネットに捕捉された有機物や動物類は100%エタノールとともにジップロックに入れて研究室に持ち帰った。得られたサンプルはパントラップと同様に水生・陸生動物に分類し、乾燥後重量を測定した。尚、水生動物には、渓流の底生動物だけでなく、水生昆虫の亜成虫・成虫も含めた。測定した乾燥重量をもとに、渓流を流下する動物に水生・陸生動物が占める割合を算定した。

## （２）イワナの放射性セシウム蓄積量とその要因評価

福島県二本松市、群馬県FM大谷山それぞれにおいてイワナを採集した。調査時期は、ドリフトネット調査と同様に、4シーズン、それぞれ早朝・夕方に行った。採取されたすべてのイワナからストマックポンプを用いた胃内容の吐き出しを行うとともに、体長・全長の記録を行った。胃内容物は100%エタノールに漬けて保存し研究室に持ち帰った。研究室では、湿重量を測定した後に、筋肉組織を解剖によって取り出して乾燥させ、放射性セシウム分析用サンプルとした。また、解剖の過程で耳石も摘出し、齢級の確認を行った。胃内容物や解剖時に得た胃内容物の同定は実体顕微鏡下で少なくとも目レベル以下まで同定し、得られたそれぞれの分類群の個体数と乾燥重量を測定し、陸生・水生胃内容物量をそれぞれ記録した。

イワナの放射性セシウムの摂取一排出を示す指標として固有代謝率（Specific metabolic rate; Brown et al. 2004 $ ^{5)} $ ）と肥満度（Condition factor; Barnham and Baxter 1998 $ ^{2)} $ ）を算出した。固有代謝率（W/kg）は式 $$ 1 $$ によって与えられる。 $ b_{0} $ は規格化定数、Mは湿重量（kg）、Eは活性化工ネルギー（J）、kはボルツマン定数、tは水温（K）である。水温は、現地観測データに基づいて、調査日間の平均水温を算出し代入した。

$$ 式 \left[1\right]\qquad Specific metabolic rate=b_{0}M^{-0.25}e^{\frac{-E}{kt}} $$

イワナの放射性セシウム濃度を決定する要因として、固有代謝率、胃内容重量、餌資源の推定放射性セシウム濃度がどの程度寄与しているのかを検証するために、GLMを構築した。応答変数は、イワナの放射性セシウム濃度、説明変数は固有代謝率、胃内容重量、餌資源の推定放射性セシウム濃度である。応答変数は負の二項分布に従うと仮定した。なお、GLMの構築はR3.0.2を用いて実行した。

## （３）研究室における分析手法

森林域・渓流域においてピットフォールトラップ、サーバーネットによって採集された動物サンプルは実体顕微鏡下でできるだけ下位の分類群まで同定し、個体数と乾燥重量を測定した。また、ドリフトネットに捕捉された粒状有機物については、予め実体顕微鏡（オリンパス社製、SZ2-ILST）下で流下生物を取り除いたのち、乾燥後重量を測定した。これらのデータとドリフトネットを通過した水量をもとに、粒状有機物の流出量（g/m³）を算定した。放射性セシウム濃度分析及び炭素・窒素安定同位体比分析に供するスギリター、A0層下部土壌、CPOM、FPOM、動物類サ
ンプルは、60℃で4日以上乾燥させ、メノ一乳鉢・乳棒または電動粉砕機（大阪ケミカル社製、FM-1）を用いて均一な粉末状に粉砕した。得られた動物サンプルのうち、サンプルの量が少なくとも放射能測定用100mlプラスチック容器の底面を満たせる程度採取できたものについては、放射性セシウム濃度分析用サンプルとした。

瀬・淵で得られた河床材は、篩分けし（>63 mm、63-32 mm、32-16 mm、16-8 mm、8-4 mm、4-2 mm、2-1 mm、1 mm-500 μm、500-250 μm、250-125 μm、125-63 μm、<63 μm）、粒度分布を求めるとともに、2 mm未満の各画分の放射性セシウム濃度分析を実施した。すべての放射性セシウム濃度分析用サンプルは、100mlプラスチック容器に入れ、リター実験における放射性セシウム濃度分析と同様の手法で、放射性セシウム濃度を測定した。

動物試料の放射性セシウム濃度を決定する要因として、生態系の種類（森林・渓流）、食性、季節がどの程度寄与しているのかを検証するために、GLMを構築した。応答変数は、動物の放射性セシウム濃度、説明変数は生態系の種類（森林・渓流）、食性、季節である。応答変数は負の二項分布に従うと仮定した。

### 4. 結果及び考察

## （１）森林—渓流生態系の物質移動と放射性セシウム

林床と河床に堆積した分解の程度が類似したスギリターの放射性セシウム濃度に注目すると、大沢川とFM大谷山の両方のサイトで、河床の放射性セシウム濃度が林床と比べて低いことが明らか

図(4)-3 有機物・動物の放射性セシウム（ $ ^{137} $ Cs）濃度（Bq/kg 乾燥重量）。(a)、(b)はそれぞれFM大谷山の森林域・渓流域の有機物・動物の放射性セシウム濃度。(c)、(d)はそれぞれ大沢川の森林域・渓流域の有機物・動物の放射性セシウム濃度。
かとなった（図(4)-3）。大沢川では、河床のリターのセシウム濃度が林床の25%程度、FM大谷山では68%程度であった。このことから大沢川では、リターが渓流に浸ることでより多くの放射性セシウムが溶脱している可能性が示唆された。詳細については、サブグループ①で結果を述べている。

森林・渓流生態系を構成する動物種の放射性セシウム濃度では、各採取日において様々な放射性セシウム濃度の動物種が存在することが明らかとなり、種ごとの放射性セシウムの蓄積様式が異なることが示唆された（図4）-3）。また、季節間で生物種の放射性セシウム濃度を比較しても、明瞭な増減を示すような経時変化は見られなかった。このことは、放射性セシウムの崩壊や流亡などといった放射性セシウムの減少要因だけでなく、環境中から動物体内へ放射性セシウムが供給される増加要因の存在を示しているのかもしれない。ただし、環境中の放射性セシウムの供給パターンだけでなく、同種であっても体サイズの違いなどによる固有代謝率の変化もまた、動物の放射性セシウム濃度を決める要因となり得る点に留意すべきである。

森林と渓流におけるリター、土壌有機物、粒状有機物を含めた有機物の放射性セシウム濃度に注目すると、FM大谷山と大沢川両方の調査地で、森林よりも渓流よりも低いことが明らかになった（図(4)-3）。これらは、上述の溶脱プロセスによってもたらされていると考えられた。さらに、森林と渓流における動物の放射性セシウム濃度に注目すると、森林よりも渓流で有意に低いことが明らかとなった（図(4)-3；表(4)-1,2,3）。以上のように、有機物と動物で同様に放射性セシウム濃度が森林で高く、渓流で低い傾向は、有機物からの放射性セシウムの溶脱が、動物への放射性セシウム濃度を下げる要因となることを示唆している。したがって、陸域から水域に有機物が供給された際に生じる溶脱率を把握することが、水域生態系を構成する動物への放射性セシウムの移行を評価する際にも重要である。

一方、森林と渓流で得られた動物を食性ごとに分けて放射性セシウム濃度を見たところ、FM大谷山の植食者（ヤマナメクジ；Incilaria fruhstorferi）を除く食性間で、放射性セシウム濃度の有意な違いは認められなかった（図(4)-3；表(4)-1,2,3）。すなわち、栄養段階に応じた放射性セシウムの蓄積量の変化は生じにくいことが推察された。また、林床に堆積するリターとAO層下部土壌で放射性セシウム（137Cs）濃度は、FM大谷山で2600～8800Bq/kg、大沢川で10000～

表(4)-1 一般化線形モデルによる森林と渓流、食性、季節の違いと動物の放射性セシウム（ $ ^{137} $ Cs）濃度（Bq/g 乾燥重量）との関係。太字は統計的に有意であることを示す。

Estimate	z value	P
FM大谷山
森林 vs 溪流	0.753	2.614	<0.01
デトリタス 食者 vs 肉食者	-0.659	-1.898	0.058
デトリタス 食者 vs 雑食者	-0.857	-1.769	0.077
季節	0.008	0.081	0.935

大沢川
森林 vs 溪流	1.142	5.845	<0.01
デトリタス 食者 vs 肉食者	-0.005	-0.021	0.983
デトリタス 食者 vs 雑食者	-0.193	-0.439	0.661
季節	0.082	1.033	0.302
36000Bq/kg、森林域で採取された動物の放射性セシウム濃度は、FM大谷山で160～4800Bq/kg、大沢川で960～13000Bq/kgであった（表(4)-1と2）。渓流域においてリター、CPOM、FPOMで放射性セシウム濃度は、FM大谷山で730～7300Bq/kg、大沢川で3700～8500Bq/kg、動物では、FM大谷山でND～850Bq/kg、大沢川で61～6100Bq/kgであった。このことから、森林と渓流の両方において食物網の基盤と思われるリターなどの有機物の方が、動物の放射性セシウム濃度よりも高くなっていることが明らかとなった。一般に、森林域における森林生態系や渓流生態系では、腐食連鎖を通した栄養移動が全体の栄養循環を特徴づける最も主要な経路であるため、腐食連鎖によって形成される食物網構造に焦点を当てて放射性セシウム濃度との関係性を考察する必要もある。また、サ

図(4)-4 大沢川における水生動物の放射性セシウム( $ ^{137} $ Cs)濃度(Bq/g 乾燥重量)。

ブグループ①で示されたように、瀬と淵における放射性セシウムの蓄積量の違いは、淵と瀬それぞれに選好して生息する底生動物の生息地の汚染度が異なることを示している。

そこで、瀬と淵それぞれに選好して生息する底生動物の放射性セシウム濃度を比較してみたところ、淵を好む底生動物で有意に放射性セシウム濃度が高くなることが判明した（図(4)-4）。また、このような瀬と淵における動物の放射性セシウム濃度の違いは、他の山地渓流からも報告されている（Yoshimura and Akama 2014 $ ^{14} $ ）。したがって、生息地における放射性セシウム蓄積量は生物汚染を決定する重要な要因になり得ることが考えられる。今後は、汚染地域における放射性セシウム蓄積量の空間的な分布パターンと関連して、様々な分類群における放射セシウム濃度を把握していくことが、広域的な生態系汚染の実態把握につながると考えられた。ただし、動物への放射性セシウムの取り込みを招く主要な要因は経口摂食であると考えられるため（Beresford et al. 2000 $ ^{4} $ ）、究極的には、餌資源内容とその放射性セシウム濃度の情報が不可欠になると思われる。
## （２）生態系プロセスでの放射性セシウム動態

これらのデータから、福島県大沢川の渓流生態系における各プロセスによってどのように放射性セシウムが移動しているのかを見積もった。リターフォールの結果から、一年間で渓流へ落下するリターは、 $ 393g/m^{2}/yr $ であった。リターフォールトラップによって二年間で得られたリターの放射性セシウム濃度の平均値は、15.4Bq/gであった。これらの結果から、リターフォールに伴う渓流への放射性セシウムの供給量は、 $ 6052Bq/m^{2}/yr $ となることが算定された。サブグループ①のリターバッグ実験によるリターからの放射性セシウムの溶脱量に注目すると、240日経過した場合、90%の放射性セシウムがリターから溶脱していること分かる。これにより、リターから溶脱する放射性セシウム量を90%とすると、 $ 5447Bq/m^{2}/yr $ が溶脱量となる。溶脱した溶存態の放射性セシウムは一般に不安定であることから（Ueda et al. 2013 $ ^{13} $ ）、これらの放射性セシウムのほとんどは粘土鉱物などへ吸着し、ごくわずかが溶存態のまま流下していることが予想される。しかし、吸着と流下のプロセスについて本研究は十分なデータを得ていないので、今後の調査については、これらのプロセス解明へ向けた計画が必要である。また、渓流へ落下したリターは、溶脱プロセスと同時に分解プロセスにも移行しており、これらのプロセスによって粒状有機物の生産、及び生物への放射性セシウムの移行が生じている。粒状有機物については、ドリフトネットに捕捉された粒状有機物の乾燥重量とドリフトネットを通過した水量から、流出量が $ 0.24g/m^{3} $ となることが算定された。さらに、調査中に12サンプルずつ得たCPOMとFPOMの放射性セシウム濃度の平均値は、5.86Bq/gであった。平水時における大沢川の日流量は、流量観測の結果から $ 1607m^{3}/day $ であることから、平水時が1年のうち200日間とすると、流域面積当たり0.27Bq/m²/yrの放射性セシウムが平水時に粒状有機物として流下している結果となった。生物の移行については、サーバーネット調査

図(4)-5 大沢川におけるリターフォールと、それに続く溶脱、粒状有機物の流下、生物への移行が放射性セシウム動態に関与する量の推定図。
によって底生動物のバイオマスを求めたところ、 $ 0.21~g/m^{2} $ であった。イワナのバイオマスについては、2013年8月の調査から、 $ 0.57~g/m^{2} $ であった。底生動物とイワナの平均放射性セシウム濃度は、それぞれ1.11Bq/g、2.01Bq/gであることから、それぞれに蓄積している放射性セシウムは、

0.23Bq/m²、1.14Bq/m²と算定された。これらは手法的に、リターフォール、リターからの溶脱、粒状有機物の流下と異なり、年間当たりの移行を表現することが不可能であるが、リターフォールとして供給される放射性セシウム量が6052Bq/m²/yrであることを考えると、水生生物への放射性セシウムの移行はごくわずかであることが推察された。したがって、リターから渓流に供給された放射性セシウムの大部分は、溶脱やその後に続く粘土鉱物などへの吸着のプロセスや、流下によって移動しており、そのごく一部が生物体内へと蓄積していることが考えられた（図(4)-5）。
## （３）イワナの放射性セシウム濃度の生体エネルギー学的評価

群馬県FM大谷山、福島県大沢川流域において各調査日に得られたイワナのCs-137濃度は、いずれの採取期間でも、体長が大きくなるほどイワナのCs-137濃度は大きくなっていた（図(4)-6）。次に体長と固有代謝率との関係に注目すると、体長が大きくなるにしたがって、固有代謝率は小さくなっていた（図(4)-7）。このことから、大きい個体ほど、イワナの固有代謝率が低下し、放射性セシウムの排出率が下がることから、大きな個体で放射性セシウム濃度が高くなることと考えられた。一方、季節ごとにイワナの固有代謝率に注目すると、水温の高い8月でも最も高く、水温が低い2月で最も低かった（図(4)-7）。このように、イワナの固有代謝率は明瞭な季節変化をもっているにもかかわらず、固有代謝率とイワナの放射性セシウム濃度の負の相関は、FM大谷山のみで検出され、大沢川では検出されなかった。このことから、イワナの放射性セシウム濃度を決定する要因は、固有代謝率だけでなく、他の要因が含まれていることが推察された。

イワナが放射性セシウムを体内に取り込む過程として最も重要なのは、採餌に伴う放射性セシウムの取り込みであると考えられる。そこでまず、イワナの胃内容物に注目すると、FM大谷山、

図(4)-6 FM大谷山、大沢川で捕獲されたイワナの放射性セシウム（ $ ^{137} $ Cs）濃度と体長
大沢川の両調查地において、陸域と水域由来の餌資源が異なった季節パターンで摂食されていることが明らかとなった（図(4)-8）。これらは、既往研究などと一致した（Nakano and Murakami, 2001 $ ^{8} $ ）；Baxter et al., 2005 $ ^{3} $ ）。さらに、両調査地において食物網の基盤となるスギリターと、陸生・水生の動物の放射性セシウム濃度に注目すると、大沢川ではいずれの場合も、陸域で放射性セシウム濃度が水域よりも顕著に高いことが判明した（図(4)-9）。一方で、FM大谷山の場合では、中央値の比較では若干スギリターと動物の放射性セシウム濃度が陸域で高かったが、水域との差は大沢川ほど顕著ではなかった。

図(4)-7 FM大谷山、大沢川で捕獲されたイワナの固有代謝率（W/g）と体長、
図(4)-8 FM大谷山、大沢川におけるイワナの胃内容物に占める水生生物と陸生生物の重量の季節変化（mg 乾燥重量/個体）。エラーバーは標準誤差を示す。

図(4)-9 FM大谷山、大沢川において推定されたイワナの餌資源の放射性セシウム（ $ ^{137} $ Cs）濃度（Bq/g 乾燥重量）。