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## SUMMARY

• Research Topic

Recovery of phosphorus from incineration ash of night soil treatment sludge

• Research representative(Affiliation)

Yousuke Nakamura (Ehime Prefectural Institute of Public Health and Environmental Science)

• Those who allot research(Affiliation)

Koji Hyodo, Masanari Otsuka, Takatoshi Tsunoda (Ehime Prefectural Institute of Public Health and Environmental Science)

Shinsuke Haruta (Faculty of Agriculture, Ehime University)

Naoki Kadoya, Daisuke Omori, Rui Yoshimi, Akiko Terasaka (Daiki Axis Co., Ltd.)

## • Abstract

As the phosphorus resource is expected to be exhaustible globally, lacking of it will affect the many industries in the near future. In Japan, there is no domestic production and almost all phosphorus is imported from abroad. Nevertheless, night soil treatment sludge incineration ash which contains significant amount of phosphorus have been discarded.

In this study, our objective is establishment of technology for recovering a phosphoric fertilizer, combine method of elute phosphorus from incineration ash by using bacterial leaching and selectively adsorb recovering phosphorus by using the adsorbent.

In plant test, we verified that elution process and adsorption-recovering process can be run in series. Phosphorus elute high concentration (7,000mg-P/L, leaching rate: 90-100%) in elution process, high adsorption recovery (70-80%) in adsorption-recovering process is confirmed respectively, was achieved phosphorus recovery of up to 80% in total.

In this technology, we proposed practicality and economic efficiency is high method. Hazardous substance of plant effluent is less than environmental standards values and the final product meets the reference value of the fertilizer, safety can be secured.

By taking advantage of the knowledge that was obtained in this study, it is believed that the realization of phosphorus resource recycling system.

• Key word

phosphorus, night soil sludge, sulfur-oxidizing bacteria, adsorption-recovering, fertilizer
## 地震保険制度について

1.制度の趣旨	保険会社等が負う地震保険責任を政府が再保険することにより、地震保険の普及を図り、もって地震等による被災者の生活の安定に寄与すること(1966(昭和41)年創設)
2.対象危険	地震・噴火またはこれらによる津波を直接または間接の原因とする火災、損壊、埋没または流出による損害(通常の火災保険では免責)
3.保険の目的	居住の用に供する建物(専用住宅・併用住宅)及び生活用動産(家財)
4.加入方法	火災保険契約に原則自動付帯(契約者の意思により加入しないことも可)
5.保険金額	火災保険金額の30%～50%の範囲(限度額:建物5,000万円、家財1,000万円)
6.保険金の支払基準	平成29年1月より、「半損」を「大半損」と「小半損」に分割し、損害区分を3区分から4区分に細分化
現行	改定後(平成29年1月以降)
損害の程度	一部損	半損	全損	一部損	小半損	大半損	全損
保険金額に対する支払割合	5%	50%	100%	5%	30%	60%	100%
7.保険料	地震保険の保険料率は、現状の地震保険加入件数及び保有保険金額を前提とした1年間における予想支払保険金額を、保険数理に基づいて算出することにより設定。また、都道府県を単位とした料率区分を設け、地震危険度の格差を反映。【現行及び改定後(平成29年1月以降)の年間保険料(地震保険の保険金額1,000万円あたり)】
等地区分	都道府県	耐火	非耐火
現行	改定後	現行	改定後	現行	改定後
1等地	1等地	岩手、秋田、山形、栃木、群馬、富山、石川、福井、長野、滋賀、鳥取、島根、岡山、広島、山口、福岡、佐賀、長崎、熊本、鹿児島	6,500円	6,800円	10,600円	11,400円
2等地	北海道、青森、新潟、岐阜、京都、兵庫、奈良	8,400円	8,100円	16,500円	15,300円
2等地	2等地	福島	6,500円	7,400円	13,000円	14,900円
宮城、山梨、香川、大分、宮崎、沖縄	8,400円	9,500円	16,500円	18,400円
3等地	愛媛	11,800円	12,000円	24,400円	23,800円
大阪	13,600円	13,200円
愛知、三重、和歌山	20,200円	17,100円	32,600円	28,900円
3等地	3等地	茨城	11,800円	13,500円	24,400円	27,900円
埼玉	13,600円	15,600円
徳島、高知	11,800円	13,500円	27,900円	31,900円
千葉、東京、神奈川、静岡	20,200円	22,500円	32,600円	36,300円
兴建物の耐震性能に応じて、「免震建築物割引」、「耐震等級割引」、「耐震診断割引」、「建築年割引」の4種類の割引制度があり、10～50%の割引率が適用。
## 政府による再保険について

1. 政府再保険の内容	一定規模以上の保険金支払が生じた場合、政府がその一部を支払うよう、再保険を引受け。具体的には、損害保険会社が引受けた地震保険の全部につき、日本地震再保険(株)が再保険を引受け、さらにその一部につき政府が再保険の引受けを行っている。
2. 政府再保険の意義	独立採算制のもと、政府の信用により、一時的な資金(準備金)不足に対しても、民間よりも長期での収支相償を図ることにより、低廉な保険料で巨大地震にも対応しうる保険を提供。
3. 官民保険責任額の構造(再保険スキーム図)	関東大震災クラスの地震と同等規模の巨大地震が発生した場合においても保険金の全額払いが可能となるよう、総支払限度額を設定している。
◎総支払限度額 一回の地震等につき11.3兆円
884億円 2,244億円
政府:11兆1,268億円
民間:1,732億円
1,564億円
168億円
4. 準備金残高(平成28年3月末)	地震再保険特別会計 1兆3,250億円
民間保険会社 5,311億円
政府・民間準備金残高合計 1兆8,561億円
※政府再保険金の支払が歳出予算及び準備金を超える場合は、借入(特会法36条)または一般会計からの繰入(同法32条)により資金調達を行い、将来の再保険料収入により返済を行う。
## 世帯加入率・火災保険付帯率・総支払限度額・準備金の推移

（注1）官民保険責任額は1回の地震等あたりのもの。政府準備金残高と同残高を超える政府責任額の合計が1回の地震等あたりの政府責任額、民間準備金残高と同残高を超える民間責任額の合計が1回の地震等あたりの民間責任額となる。そして、1回の地震等あたりの政府責任額と民間責任額の合計が1回の地震等当たりの総支払限度額となる。

（注2）1986（昭和61）年度から1994（平成6）年度の間及び2013（平成25）年度から2015（平成27）年度の間は、民間準備金残高が1回の地震等あたりの民間責任額を上回っており、上記グラフにおいて、この間の1回の地震等あたりの総支払限度額と民間準備金・政府準備金残高合計額の乖離（白抜き部分）は、政府準備金残高を超える1回の地震等あたりの政府責任額から1回の地震等あたりの民間責任額を超える民間準備金残高を控除した額となる。

（注3）「火災保険付帯率」は、当該年度中に契約された火災保険契約（住宅物件）に地震保険契約が付帯されている割合となる。また、「世帯加入率」は、全世帯数のうち地震保険契約に加入している件数の割合となる。
## 地震再保険特別会計の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

## (单位: 億円)
## 国債整理基金特別会計の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

歲入総額 1,966,416

(单位: 億円)

歲出総額 1,966,416

(注)1. 各々の計数において億円未満を四捨五入

2. 公債金収入には、特別会計に関する法律第47条第1項の規定に基づき平成28年度中に発行される借換国債(＝前倒債)56兆円が含まれている。
## 外国為替資金特別会計の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

（注）各々の計数において億円未満を四捨五入
## 財政投融資について

○ 財政投融資とは、財投債(国債ではあるが長期債務残高からは除外)の発行等によって調達した資金を財源とする国の投融資活動

○ 民間では困難な長期・固定・低利の融資等を行う政策金融機関等へのファイナンス(貸付金利＝国債金利)によって政策実現を支援

自己調達

(財投機関債)

財政投融資計画

29年度計画

15.1 兆円

〔10.9兆円〕

(注)計数は、それぞれ四捨五入によっているので、端数において合計とは合致しないものがある。

## (財投機関)

## 政策金融機関等

·(株)日本政策金融公庫

·(株)国際協力銀行

·(株)日本政策投資銀行

·(独)国際協力機構 等

## その他の機関

·(独)日本学生支援機構

·(独)福祉医療機構

·(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構等

## 地方公共团体

➢ 財政投融資は、渡し切りの一般会計とは異なり、移転させた原資を後に回収することを前提とした政策スキームであり、長期にわたって受益者に対するチェック機能(ガバナンス機能)を働かせることが可能

一般に、当該事業等が政策的必要性が高く、かつ、ある程度の採算性を有する場合には金融的手法(財政投融資)による支援が適切
## 財政投融資特別会計財政融資資金勘定の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

(单位: 億円)

（注）各々の計数において億円未満を四捨五入
## 財政投融資特別会計投資勘定の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

歲入総額 8,348

歲出総額 8,348

産業投資支出の内訳

(单位: 億円)

機関名	平成29年度当初計画
1.リニア中央新幹線の全線開業前倒し等	12
(独)鉄道建設・運輸施設整備支援機構	12
2.国際展開戦略推進	2,419
(株)国際協力銀行	850
(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構	520
(株)海外需要開拓支援機構	210
(株)海外交通・都市開発事業支援機構	649
(株)海外通信・放送・郵便事業支援機構	190
3.地域活性化支援	1,361
(株)日本政策金融公庫	440
国民一般向け業務	40
中小企業者向け業務	400
(うち貸付)	(30)
沖縄振興開発金融公庫	21
(株)農林漁業成長産業化支援機構	130
(うち貸付)	(10)
(株)日本政策投資銀行	500
(株)民間資金等活用事業推進機構	30
(株)商工組合中央金庫	240
(うち貸付)	(240)
合計	3,792

（注2）各々の計数において億円未満を四捨五入。

（注1）地方の財源不足の補填に充てるため、地方公共団体金融機構からの納付金(4,000億円)を交付税及び譲与税配付金特別会計へ繰り入れることとしている。
財政投融資特別会計特定国有財産整備勘定の資金の流れ(平成29年度予算(概算))

歲入総額 432

(单位: 億円)

歲出総額 288

（注）各々の計数において億円未満を四捨五入
## （３）ため池の生物多様性損失の評価とプロジェクト総括

国立研究開発法人国立環境研究所

生物・生態系環境研究センター

高村　典子・小熊　宏之・松崎　慎一郎

<研究協力者>

理学研究科

角野 康郎

広島大学大学院

工学研究院

作野 裕司

社会環境学部 下田 路子

東京農工大学大学院

農学研究院

赤坂 宗光・岩井 紀子

国立研究開発法人国立環境研究所

生物・生態系環境研究センター 角谷 拓・今井 葉子・石田 真也（平成23～24年度）

福森 香代子（平成24～27年度）・木寺 法子（平成25～27年度）

地方独立行政法人北海道立総合研究機構

環境・地質研究本部環境科学研究センター 木塚 俊和

平成23～27年度累計予算額：90,949千円（うち平成27年度：17,164千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

兵庫県南部や東広島市のため池の多い地域をモデルとして、水生植物の長期消長データ、GISデータ、および水生生物分布と環境データを整備した。整備したデータを活用し、生物種の絶滅リスクの推定ならびに絶滅リスクを最小にする保護区選択を行った。また、外来魚の侵入指標として、ため池の道路からの視認性が有効であることを示し、これを活用した地域全体での効果的な外来魚対策を提案した。兵庫県南部のデータを活用して、様々な分類群の生物多様性の状態を一括して推定する統合指標を提案すると同時に、クロロフィルa量の増加が生物多様性を低下させる重要な駆動因であることを示した。全国スケールでの水生植物の絶滅危惧種数の空間分布に対して、湖や河川を含む各種水域の中で小規模止水域の分布が強く関係することを示し、ため池等の小規模水域の重要性を明らかにした。

## [キーワード]

ため池、データベース、相補性解析、駆動因解析、広域評価

### 1. はじめに

ため池や水田等の農業に関わる淡水の生態系は、河川・湖沼等の氾濫原湿地が損失・劣化しているなか、今や、多くの絶滅危惧種の貴重な避難場所となっている。しかし、近年では都市化に
よる埋め立て、コンクリート護岸による築堤、富栄養化、外来種の侵入などの影響を受け、ため池の生物多様性も危機的な状況になっている $ ^{1} $ 。このため、生物多様性の現状を把握し、損失の程度と原因を評価する手法を開発することが急務である。本研究では、ため池が多く存在するモデル地域を対象に、優先的に保全するため池の選定ならびに駆動因解析を行い、リモートセンシングやGISなどのツールを用いて広域で多数のため池の生物多様性評価を行うための技術開発を実施した。

## 2 ．研究開発目的

本研究では、(1)兵庫県南部や東広島市のため池の多い地域をモデルとして、生物と環境の調査データを整備すること、(2)モデル地域のため池を対象にして優先的に保全する場所を選定すること、(3)生物多様性の低下を引き起こす駆動因を解明すること、(4)全国スケールにおける生物分布情報と各種水域との関係性を調べ、ため池等の小規模水域の重要性を明らかにすることを目的とした。

### 3. 研究開発方法

## （１）生物と環境情報の収集とデータベース化

兵庫県南部を対象に国立環境研究所で2000年、2001～2002年、2006～2008年に調査されたのべ128箇所のため池の生物・環境調査データを整備し、データベース化を行った。さらに、東広島市で1974～2011年（全415池）、兵庫県南部で1980～1999年（全109池）に研究者により実施された水生植物相の現地調査の結果（紙媒体）を整備した。

ため池の広域での生物多様性評価に向けた基盤情報として、野生生物の生育・生息場所として期待できる、ため池などの小規模止水域の分布を推定し、GISデータを整備した $ ^{2)} $ 。本研究では面積が1 ha未満の天然の止水域もしくは堤高が15 m未満の人工的な貯水池を小規模止水域と定義した。ArcGISデータコレクションスタンダードパックVer.12R1（2012年刊行、ESRIジャパン株式会社）のWATER_SUIBU_ALL（フィーチャ数：187,598）を元データとして使用し、水面ポリゴンから天然湖、ダム湖、河川・入り江を除外した。さらに、下水処理場、工業用地、ゴルフ場などに含まれる、野生生物の生育・生息があまり期待できない水域を除外した。抽出した小規模止水域の空間分布を把握するために、国土の標準地域メッシュの二次メッシュ（約10 km四方の区画）毎に集計し地図化した。

## （２）保護区の選定

## 1 ）モデル地域における水生植物の長期観測記録に基づいた絶滅リスク評価

東広島市（全415池）で1974～2011年にかけて記録された62種の水生植物（維管束植物及び車軸藻類）について、種ごとに時系列消長推移行列を作成した（図(3)-1）。それをもとに、各種の池ごとの消失確率（前年「在」の状態から翌年「不在」になる確率）と再生確率（前年「不在」の状態から翌年「在」になる確率）を算出し、各種の池ごとの絶滅確率を500年先までシミュレーション推定した（個体群存続可能性分析）。シミュレーション中では、62種の埋土種子の寿命を一律で40年と設定した $ ^{3)} $ 。シミュレーションは種ごと、池ごとに1000回ずつ繰り返した。こうして推定された各種の池ごとの絶滅確率をもとに、S-9-1統合班が開発した「地域内の全ての種の絶滅
確率の総和を最も効果的に最小化するように保全地を選択するツール（SPERS: Spatial Prioritizer based on Extinction Risks）」 $ ^{4)} $ を用いて、当該地の各ため池の保全優先順位を決定し、結果を地図化した。

例：ジュンサイ

図(3)-1 時系列消長推移行列の例

また、兵庫県南部のデータベース（全104池）を用いて、1980年、1990年、1999年にかけて記録された58種の水生植物（維管束植物及び車軸藻類）について、種ごとに時系列被度推移行列を作成し、これを広島県のデータのように「在」「不在」データに変換した。広島県と同様の方法で、絶滅リスクに基づくため池の保全優先順位付けを行った。

## 2 ）外来魚の侵入指標活用の検討

兵庫県南部の64箇所のため池を対象に、外来魚の侵入指標として、ため池の道路からの視認性（人為的な外来魚の放流の指標）と、ダム水のため池への供給の有無（ダムからの分散の指標）の有効性を検証した $ ^{5)} $ 。道路からの視認性は空中写真から作成した水平空間解像度1 mの数値地形モデルに基づき、GISソフトウェア（ArcGIS 10.0）の可視領域計算によって評価した。その際、観測点は道路上に100 m間隔で発生させたポイントとし、オフセット（人の目線の高さとして観測点の標高値に加算する垂直距離）を1.5 m、最長視認距離を500 mに設定した。1 m²の各区画に与えられた視認地点数をため池の開放水面内で合計した。ダム水の供給形態をダム水源の受益地図、水路系統図、水利施設台帳を用いて調べた。視認地点数とダム水の供給形態を用いてブルーギルの在・不在を説明する二値の分類木モデルを作成した。クロスバリデーションを50回試行し、最も頻度の高かったひとつの最適化モデルを選択した。すべてのデータセットに対する最適化モデルの総誤判別率、感度（ブルーギルが在の地点を正しく在と予測する割合）、および特異度（ブルーギルが不在の地点を正しく不在と予測する割合）を計算した。

## （3） 駆動因解析

## 1 ）生物多様性を評価する統合指標の作成と駆動因の解明

生物多様性の広域評価のために、様々な分類群の生物の状態指標を、駆動因から一括して推定することができる統合指標を作成した $ ^{6} $ 。まず、兵庫県の64箇所のため池における調査結果から、水生植物・トンボ成虫・底生生物の各種数、水生植物・トンボの絶滅危惧種数、水生植物・トンボ幼虫・底生生物の機能的多様性を算出し、各ため池の生物多様性の8つの個別指標とした。個別指標に影響を与える駆動因として、富栄養化、生息地劣化、外来生物の3つのカテゴリーの最適指標を求めた。ベイズ統計の枠組みを用いて、これら生物多様性の個別指標と複数の駆動因との相
互の関係を定量化することにより8つの個別指標の値を一括して推定可能な統合指標を算出した。また、兵庫県南部の別の35箇所のため池でも本手法の有効性を検証した $ ^{7)} $ 。

## 2 ）気候と土地利用の変数を用いた評価

将来変化が予想される気候と土地利用に対するため池の生物多様性の応答を明らかにするために、水生植物とトンボ類の種類と、気候および土地利用を含む環境要因との関係を一般化線形モデル（GLM）で解析した。兵庫県の64箇所のため池の調査データを用い、生物多様性の指標として、在来の水生植物の種類（全種、生育形ごと）とトンボ成虫と幼虫の種数（全種、トンボ亜目、イトトンボ亜目）を目的変数とした。気候変数としては気温と降水量を用いた。ただし、本解析範囲では、気温と降水量が強い負の相関を示したため、降水量はGLMの説明変数から除外した。土地利用変数は、ため池の集水域面積に対する農地と市街地の面積率を用いた。水生植物の解析においては、気候と土地利用に加えて、護岸率とアメリカザリガニ個体数を局所要因として説明変数に含めた。また、トンボの解析においては、ため池周囲の森林率（250 mバッファ内）、ブルーギル個体数、抽水植物被覆率、浮菓植物被覆率を説明変数に加えた。GLM解析にあたり、すべての説明変数は標準化し、説明変数のすべての組み合わせのモデルのうち、ΔAIC < 2を満たすモデルの平均化を行った。

## 3 ）水田棲両生類の個体群衰退をもたらす駆動因の解明

日本の水田は農業の機械化に伴い圃場整備が進み、また1980年代以降は耕作放棄地が増え続けている。本研究では、非耕作期水田に形成される一時的水域を主要な繁殖地とするニホンアカガエルを対象種とし、その個体群衰退をもたらす農地の土地利用変化に関する要因を検討した。千葉県の谷津田（27箇所）で長期モニタリングされた卵塊数変動データを目的変数に、冬季水田の湛水面積率、耕作放棄率、圃場整備の有無、また、水田周辺の森林面積率及び市街地面積率の5つの環境変数を説明変数として一般化線形混合モデル（GLMM）で解析した。冬季水田における湛水面積を定量評価するため、衛星画像（Landsat）を利用し一時的水域の面積推定に関する手法開発をおこなった。

## （４）全国スケールにおける生物分布情報と各種水域との関係性解析

（１）で整備した淡水域の分布データを用いて、水生植物の絶滅危惧種数と各種水域との関係性を統計的に調べた。日本植物分類学会絶滅危惧植物専門第一委員会の許可を得て、環境省2012年度版維管束植物レッドリストにおける全国の分布メッシュ情報を活用し、水生植物の絶滅危惧種数（CR「絶滅危惧ＩＡ類」、ＥＮ「絶滅危惧ＩＢ類」、ＶＵ「絶滅危惧Ⅱ類」の合計値）を2次メッシュ単位で集計した。また、全国の小規模止水域、天然湖、ダム湖、河川・入り江のGISデータを用いて、水域数、面積、周囲長を2次メッシュ単位で集計した。水生植物に対する各種水域の相対的な関係の強さを評価するために、固定効果として4種類すべての水域を含む、空間自己相関を考慮した条件付き自己回帰モデルを作成した。解析は全国レベルとエコリージョンレベルの2つの空間スケールで実施した。エコリージョンとして、環境省の「生物多様性保全のための国土区分」（http://www.env.go.jp/press/press.php?serial=2908）の10区分を用いた。ただし、瀬戸内地域と薩南・琉球諸島には天然湖を含むメッシュが1つしか存在しなかったため、これらのエコリージョンでは
固定効果から天然湖を除外した。また、小笠原諸島には天然湖を含むメッシュが存在せず、また、ダム湖および河川・入り江を含むメッシュもそれぞれ1つおよび2つしか存在しなかったため、このエコリージョンは解析から除外した。

## 4 ．結果及び考察

## （１）生物と環境情報の収集とデータベース化

兵庫県南部と埼玉県比企郡について、ため池の生物と環境のデータを整備しメタデータ集としてまとめた。野生生物の生育・生息場所として期待できる小規模止水域はいくつかの地域にまとまって分布する傾向を示し、瀬戸内海沿岸では、1メッシュ（10 km×10 km）あたり442～903箇所と高密度に分布していた $ ^{2)} $ 。

## （２）保護区の選定

## 1 ）モデル地域における水生植物の長期観測記録に基づいた絶滅リスク評価

東広島市のため池に生育する水生植物を用いた個体群存続可能性分析の結果、今後100年以内に期待絶滅確率が80%を超えると推定された種が20種に達した。また、絶滅確率が高いと推定された種群には、現行では普通種とされている種も多く含まれた。これらの結果は、1970年代以降の本モデル地域でのため池群における水生植物の減少の程度が大きかったことを反映していると共に、その保全の緊急性が高いことを示唆している。水生植物62種の池ごとの絶滅確率をもとに、SPERSを用いて当該地のため池の保全優先順位付けを行った。保全成功率が50%以下の場合には、保全対象とする池を増やしても目標に対する効果は向上しないと推定された。一方、保全成功率が100%の場合には、13箇所の池を保全しただけですべての種の保全を達成するとされた。

兵庫県についても同様に解析したところ、今後100年以内に期待絶滅確率が80%を超えると推定された種が42種にも達した。これらの種の絶滅確率を元に、ため池の保全優先順位付けを行った。保全優先度の高いため池は、水生植物各種の生育場所の違いを反映し、山間部から市街地にまで広くみられた。

## 2 ）外来魚の侵入指標活用の検討

生物調査を行った64箇所のため池の道路からの視認地点数は0～472,752地点（中央値26,239地点）となり、池間で大きく異なっていた $ ^{5)} $ 。ため池の水源タイプを調べた結果、ダム水が供給されない池は31箇所、ダム水が直接・間接的に供給される池は33箇所と、調査した池のおよそ半数でダム水が流入していた。ブルーギルの在・不在を説明する分類木モデルを作成した結果、ダム水の補給形態がブルーギルの在・不在に最も強く影響しており、ダム水が直接的または間接的に補給されるため池の82%（27箇所）の池でブルーギルが生息していた。ダム水が補給されていない池（31箇所）では、道路からの視認性が高い（42,669地点以上）池でブルーギルが生息する傾向が見られた。モデルの誤分類率、感度、特異度はそれぞれ17%、0.93、0.67となり、ダム水の供給の有無と道路からの視認性の2つの変数でブルーギルの在・不在を概ね正しく推定することができた。作成した分類木モデルを兵庫県南部の全ため池に適用した結果、6003箇所中2057箇所（34%）のため池でブルーギルが侵入していると推定された（図(3)-2；表(3)-1）。推定結果は外来魚の侵入に対する予防や、分布拡大の抑制に活用することができる。ブルーギルが不在と推定された池では、外
来魚の侵入を重点的に予防する施策が有効である。

図(3)-2 兵庫県南部のため池における分類木モデルで推定したブルーギルの在・不在

表(3)-1 視認地点数とダム水の供給の各組合せにおけるため池数の集計値括弧内は評価した全ため池数（6003箇所）に対する割合（%）を示す。

ダム水の供給
有	無
視認地点数	$ \geq $ 42,669	448 (7.5)	216 (3.6)
<42,669	1,393 (23.2)	3,946 (65.7)

## （3） 駆動因解析

## 1 ）生物多様性を評価する統合指標の作成と駆動因の解明

富栄養化、生息地劣化、外来種の駆動因を説明する最適変数として、おのおのクロロフィルa量、コンクリート護岸率、ブルーギルの個体数が選ばれた。さらに、すべての変数の中ではクロロフィルa量の影響が最も大きかった（図(3)-3） $ ^{6)} $ 。

図(3)-3 統合指標の枠組み

加重値（w）は各駆動因の統合指標への影響度を示す。Kadoya et al. (2011) $ ^{6)} $ をもとに作成。
この3つの駆動因から算出した統合指標は、生物多様性の個別指標の挙動を良く説明した（図(3)-4）。また、兵庫県南部の別の35箇所のため池でも本手法の有効性が確認された $ ^{7)} $ 。

生物多樣性個別指標

生物多樣性統合指標

図(3)-4 統合指標モデルから算出された生物多様性統合指標と各ため池で観察された生物多様性個別指標との関係 Kadoya et al. (2011) )⁶ を改変

## 2 ）気候と土地利用の変数を用いた評価

気温は在来水生植物の全種数および沈水・浮薬・抽水植物種数に対して、また、集水域の農地・市街地率は沈水植物種数に対して負に影響していた（表(3)-2）。また、局所要因では、アメリカザリガニ個体数が浮遊植物以外の各種数に、護岸率は抽水植物種数にそれぞれ負に影響していた。回帰係数によれば、局所要因に比べて気候・土地利用要因の影響度は小さかった。次に、トンボについては、イトトンボ亜目の幼虫を除く各種数に対してため池周囲のバッファ森林率が正に影響していた（表(3)-3）。気温はトンボ亜目の種数に対して負に影響していたが、回帰係数によれば、その影響度はバッファ森林率に比べて小さかった。以上の結果から、ため池の生物多様性の維持においては、気候変動への対応よりも、土地利用の変化や外来生物および生息地の劣化など
の局所要因による影響の対策が重要と考えられた。なお、本解析範囲では年平均気温が14.7～15.1℃の範囲でしか解析できていないため、温暖化の影響については更なる検討が必要と考えられる。

表(3)-2 水生植物種数を応答変数としたGLMによる、モデル平均化後の回帰係数有意な説明変数のみ表示している。

応答変数	気候要因	土地利用要因	局所要因
気温	集水域農地率	集水域市街地率	護岸率	アメリカサリカ二個体数
全種	-0.26***	-0.44***
沈水	-0.39*	-0.32*	-0.67*	-2.47*
浮葉	-0.35*	-2.17*
浮遊
抽水	-0.20*	-0.27**	-0.27*

$$ ***p<0.001,**p<0.01,*p<0.05 $$

表(3)-3 トンボ種数を応答変数としたGLMによる、モデル平均化後の回帰係数有意な説明変数のみ表示している。

応答変数	気候要因	土地利用要因	局所要因
気温	集水域
農地率	集水域
市街地率	バッファ
森林率	ブルーキル
個体数	抽水植物
被覆率	浮葉植物
被覆率
全種(成)	-0.12**	+0.10*	+0.27***
全種(幼)	+0.24**	-0.33***
トボ'亜目(成)	-0.12**	+0.26***
トボ'亜目(幼)	-0.18*	+0.34***	-0.21*
仆トボ'亜目(成)	+0.30**
仆トボ'亜目(幼)	-0.32*	-0.60**	+0.21*

## 3 ）水田棲両生類の個体群衰退をもたらす駆動因の解明

衛星画像解析により、冬季水田に形成される浅い水域抽出に必要な閾値（中間赤外領域）を特定した。その閾値を用いて湛水面積率を算出し、耕作放棄率及び圃場整備との関連性について解析した結果、まず、耕作放棄率の増加及び圃場整備の施行は湛水面積率を減少させることが確認された。GLMM解析の結果、卵塊数に対し冬季水田の湛水面積率と水田周辺の森林面積率が正に、圃場整備の施行は負に影響することが明らかとなった（図(3)-5）。最近の20年で調査地周辺の森林面積率にほぼ変化がないことも確認された事から、圃場整備の施行及び耕作放棄の増加によって繁殖に適した水域が減少したこと、また圃場整備の施行による水域減少以外の環境変化（例えば餌場となるあぜ道の減少やコンクリート側溝の設置）がニホンアカガエルの個体群衰退に強く寄与していることが明らかとなった。
図(3)-5 二ホンアカガエルの卵塊数に対して5つの環境要因が及ぼす影響度の比較

## （４）全国スケールにおける生物分布情報と各種水域との関係性解析

全国スケールの条件付き自己回帰モデルでは、すべての水域の回帰係数が有意な正の値を示し、その絶対値は小規模止水域（周囲長）で最も大きかった。また、本州、四国、九州を含む多くののエコリージョンで、小規模止水域の回帰係数が他の水域より大きかった。このことは、水生植物の絶滅危惧種の維持において、小規模止水域の重要性を示唆している。周囲長を用いたモデルの記述力が最も大きかったことから、水生植物の生育場所として沿岸帯の重要性が示唆された。小規模止水域以外では、天然湖（数）は北海道から北陸・山陰地方にかけて、河川・入り江（周囲長）は北陸・山陰地方を除く本州、四国、九州および薩南・琉球諸島で、それぞれ有意な正の回帰係数を示した。以上のように、水生植物の絶滅危惧種の分布に対する各水域の関係性の強さは地域によって異なることから、絶滅危惧種の保全においてはこれらの地域性を考慮することが重要と考えられた。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

ため池に生育する水生植物の長期消長データ、水生生物の分布と環境データ、ため池を含む小規模止水域のGISデータを整備した。小規模止水域の分布データは、ため池の生物多様性を広域評価するための基盤情報として意義は大きい。生育状況の時間的変化が比較的大きいという水生植物の特性を考慮し、長期消長データに基づいた絶滅確率の推定と、保護区選択手法を構築した。兵庫県南部のデータを活用して、様々な分類群の生物の状態指標を一括して推定する統合指標を提案し、ため池の生物多様性をより簡易に評価することが可能となった。また、環境変動の大きい一時的水域の時空間分布を広域で評価する手法を構築した。また、湿地性生物の個体群維持における冬季濃水水田の重要性が定量的に評価された。さらに、国内の陸水生物多様性に対するため池などの小規模止水域の重要性について、全国やエコリージョンなどの広域スケールで初めて検証された。
## （２）環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

兵庫県加西市の生物多様性地域戦略策定に向けて、国立環境研究所が調査したため池の生物データを提供するとともに、本研究成果である統合指標による生物多様性の評価と視認性によるブルーギルの分布推定の結果を提示し、市内ため池の生物多様性の保全戦略について、市関係部局、自然保護団体役員と協議した（2013年1月23日、加西市役所、担当：木塚俊和、福森香代子）。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

特に記載すべき事項はない

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

<論文（査読あり）>

1) N. IWAI, T. KAGAYA and R. A. ALFORD: Oikos, 121, 313-320 (2012) "Feeding by omnivores increases food available to consumers"

2) M. AKASAKA and N. TAKAMURA: Ecology, 93, 967-973 (2012)

“Hydrologic connection between ponds positively affects macrophyte $ \alpha $ and $ \gamma $ diversity but negatively affects $ \beta $ diversity”

3) M. TAO, Y. SAKUNO, H. OGUMA, M. AKASAKA and N. TAKAMURA: Proceedings of The 33rd Asian Conference on Remote Sensing (2012)

“Feasibility study on automatic extraction of water quality in storage reservoir using ALOS AVNIR-2 data”

4) N. TAKAMURA: Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region: Toward Further Development of Monitoring (eds. S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA), Springer Japan, 133-148 (2012)

“Status of biodiversity loss in lakes and ponds in Japan”

5) S. ISHIDA, T. KADOYA and N. TAKAMURA: Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region: Integrative Observations and Assessments (eds. S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA), Springer Japan, 295-310 (2013)

“An integrated indicator of biodiversity in agricultural ponds: definition and validation”

6) 今井菓子、角谷拓、上市秀雄、高村典子：保全生態学研究, 19, 15-26 (2014)

「市民の生態系サービスへの認知が保全行動意図に及ぼす影響：全国アンケートを用いた社会心理学的分析」

7) T. KIZUKA, M. AKASAKA, T. KADOYA and N. TAKAMURA: PLoS ONE, 9, e99709 (2014) "Visibility from roads predict the distribution of invasive fishes in agricultural ponds"

8）石田真也、高野瀬洋一郎、紙谷智彦：保全生態学研究，19,119-138(2014)
「新潟県越後平野の水田地帯に出現する水湿生植物：土地利用タイプ間における種数と種組成の相違」

10）秋山吉寛、木塚俊和、池澤広美：茨城県自然博物館研究報告，18,11-18(2015)

「今村泰ニコレクションに収蔵されたウチダカイダニとカイダニ（ダニ目，カイダニ科）の形態比較」

11) K. FUKUMORI, E. YOSHIZAKI, N. TAKAMURA and T. KADOYA: Ecosphere, 7, e01211 (2016) "Detritivore diversity promotes a relative contribution rate of detritus to the diet of predators in ponds"

12) 木塚俊和、中村雅子、牛山克巳、山田浩之：湿地研究（印刷中）

「収支の計算残差を用いた渡り性水鳥による過栄養湖への栄養塩負荷量の推定」

13）今井菓子、野波寛、高村典子：保全生態学研究,21,1-14 (2016)

「ため池保全の環境行動意図を規定する要因の分析：農家と非農家の間でのコモンズ評価の差異に着目した検討」

## <査読付論文に準ずる成果発表>

1）木塚俊和、石田真也、角谷拓、赤坂宗光、高村典子：保全生態学研究（印刷中）

「地理空間情報から推定した野生生物の生育・生息場所としての小規模止水域の空間分布」

<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) N. TAKAMURA: The 5th EAFES International Congress, Otsu, Japan, 2012 "Assessment of biodiversity in the freshwaters of Eastern Asia"

2) N. IWAI, T. KADOYA, M. AKASAKA, S. ISHIDA and N. TAKAMURA: The 5th EAFES International Congress, Otsu, Japan, 2012

“Biomass or Diversity? - How aquatic plants affect Odonata”

3) T. AKASAKA, Y. YAMAURA, F. NAKAMURA: The 5th EAFES International Congress, Otsu, Japan, 2012

“Graph-theoretic approaches for the forest network management in agro-ecosystems at multi-resolution: the significance of riparian forest patch”

4) 田尾真、作野裕司、小熊宏之、赤坂宗光、高村典子：第52回日本リモートセンシング学会学術講演論文集（2012）

「ALOSデータを使った東広島市周辺ため池のクロロフィルa分布特性」

5) N. TAKAMURA, T. KIZUKA, Y. SAKUNO, S. ISHIDA, T. KADOYA, and M. AKASAKA: International Workshop on Freshwater Biodiversity Conservation in Asia, Fukuoka, Japan, 2012 "Assessment of biodiversity in irrigation ponds as refugia for aquatic life"

6) 木塚俊和、赤坂宗光、角谷拓、高村典子：ため池の自然研究会第22回研究発表会 (2012)
「ため池の視認しやすさと外来魚の分布との関係～兵庫県南部の事例～」

7) 石田真也、角谷拓、竹中明夫、赤坂宗光、下田路子、角野康郎、石井禎基、高村典子：第60回日本生態学会全国大会（2013）

「長期消長データに基づく水生植物の絶滅リスク評価とため池の保全優先順位付け」

8) 木塚俊和、深澤圭太、石田真也、高村典子：第60回日本生態学会全国大会 (2013)「ため池の栄養塩推定モデルの開発」

9) 秋山吉寛、木塚俊和、高村典子：日本貝類学会平成25年度大会 (2013)「ドブガイ類の質から評価したカイダニの宿主依存性」

10) 高村健二、上野隆平、大林夏湖、今藤夏子、玉置雅紀、木塚俊和：第24回ユスリカ研究集会(2013)

「兵庫県南部ため池群におけるユスリカ群集調査－DNAバーコーディングの活用－

11) T. KIZUKA, M. AKASAKA, T. KADOYA, N. TAKAMURA: The 32nd Congress of the International Society of Limnology, Budapest, Hungary, 2013

“Visibility as a predictor of distribution patterns of invasive fish species in agricultural ponds”

12) N. TAKAMURA, S. ISHIDA, T. KADOYA, A. TAKENAKA, M. AKASAKA, M. SHIMODA, Y. KADONO: The 32nd Congress of the International Society of Limnology, Budapest, Hungary, 2013 "The role of irrigation ponds in freshwater biodiversity and their conservation in Japan"

13) 木塚俊和、石田真也、角谷拓、高村典子、赤坂宗光：日本陸水学会第78回大会 (2013)「地理空間情報から推定した全国のため池の分布とその環境」

14）今井菓子、角谷拓、上市秀雄、高村典子：日本社会心理学会第54回大会（2013）

「生態系サービスへの認知に影響を与える要因の検討：幼少期および現在の居住地域の自然環境に着目して」

15）木塚俊和、早坂大亮、松本修二、伊藤倫之、高村典子：第61回日本生態学会大会（2014）「ため池の堤体改修における環境配慮工法は草原性植物多様性の保全に有効か？」

16) 高原輝彦、源利文、土居秀幸、木塚俊和、満尾世志人、角田裕志、高村典子：第61回日本生態学会大会（2014）

「オオクチバス等の外来魚モニタリングにおける環境DNA技術の有用性の検証－調査手法の違いによる結果の比較を通して－」

17）木寺法子、角谷拓、高村典子、小賀野大一、長谷川雅美：第61回日本生態学会大会（2014）「両生類の分布の規定要因：千葉県の例」

18) 作野裕司、王作敏、川村健介: 日本リモートセンシング学会第56回学術講演会 (2014)「東広島のため池における分光反射率と水質の関係」

19) 作野裕司、王作敏、川村健介: 日本リモートセンシング学会第57回学術講演会 (2014)

「LCI手法を応用したLandsat-8による東広島のため池のクロロフィルタ濃度推定」

20) 坂元洋介、作野裕司: 日本リモートセンシング学会第57回学術講演会 (2014)

「ため池観測用小型ラジコン調査船に搭載するGPSおよび水深機の精度評価」

21) Z. WANG, K. KAWAMURA, Y. SAKUNO, X. FAN and Z. GONG: The 57th autumn conference of the remote sensing society of Japan, Kyoto, Japan, 2014

“Estimating water chlorophyll-a and TSS content in irrigation pond at Higashi-Hiroshima from field
hyperspectral measurement"

22）今井葉子、上市秀雄、角谷拓、高村典子：野生生物と社会学会第20回大会（2014）「社会的規範が市民の環境保全行動に及ぼす影響：Webアンケートを用いた分析」

23) 福森香代子、吉崎えり奈、高村典子、角谷拓：第62回日本生態学会全国大会 (2015)

「リター分解者の種多様性が腐食連鎖の流れを変える：安定同位体比から見た池の食物網」

24）今井葉子、上市秀雄、高川晋一、角谷拓、高村典子：第62回日本生態学会全国大会（2015）「生物多様性に対する市民意識：保全行動を規定する心理的要因」

25) 木寺法子、角谷拓、山野博哉、深澤圭太、高村典子、小賀野大一、若林恭史、竹澤真人、長谷川雅美：第62回日本生態学会全国大会 (2015)

「ニホンアカガエルの個体群衰退をもたらす要因の検討—衛星画像データを用いた要因解析—」

26) 木寺法子、角谷拓、山野博哉、高村典子、小賀野大一、若林恭史、竹澤真人、長谷川雅美：日本爬虫両棲類学会第54回大会 (2015)

「長期データに基づくニホンアカガエル個体群衰退の要因検討—衛星画像を用いた冬季水田の湛水面積評価—」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

1) Biodiversity assessment of freshwater ecosystems: for the new collaboration among Asian countries (2012年3月19日、The 5th EAFES International Congressにおけるシンポジウム、企画者：中野伸一・高村典子、龍谷大学、観客80名）

2) 「ため池の生物多様性の保全」にかかる研究成果報告会～兵庫県東・北播磨のため池に棲む生きものと人との関わり～（2013年7月6日、兵庫県加古川総合庁舎2階会議室、観客90名）

## （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

1) 誌上発表1)論文に関して、第1著者の「田尾真」（広島大学大学院工学研究科院生）が国際会議ACRS2012（The 33^{rd} Asian Conference on Remote Sensing）のポスターセッションで発表し、「JSPRS AWARD」を受賞した。

### 8 \. 引用文献

1) N. TAKAMURA: Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region: Toward Further Development of Monitoring (eds. S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA), Springer Japan, 133-148 (2012)

“Status of biodiversity loss in lakes and ponds in Japan”
2）木塚俊和、石田真也、角谷拓、赤坂宗光、高村典子：保全生態学研究（印刷中）

「地理空間情報から推定した野生生物の生育・生息場所としての小規模止水域の空間分布」

3）西廣淳、赤坂宗光、山ノ内崇志、高村典子：保全生態学研究（投稿中）

「湖沼底質の土壌シードバンクからの水生植物の再生可能性の時間経過に伴う低下」

4) T. KADOYA, A. TAKENAKA, F. ISHIHAMA, T. FUJITA, M. OGAWA, T. KATSUYAMA, Y. KADONO, N. KAWAKUBO, S. SERIZAWA, H. TAKAHASHI, M. TAKAMIYA, S. FUJII, H. MATSUDA, K. MUNEDA, M. YOKOTA, K. YONEKURA and T. YAHARA: PLoS ONE, 9(6), e98954 (2014)

"Crisis of Japanese vascular flora shown by quantifying extinction risks for 1618 taxa"

5) T. KIZUKA, M. AKASAKA, T. KADOYA and N. TAKAMURA: PLoS ONE, 9(6), e99709 (2014) "Visibility from roads predict the distribution of invasive fishes in agricultural ponds"

6) T. KADOYA, M. AKASAKA, T. AOKI and N. TAKAMURA: Ecological Indicators, 11, 1396-1402 (2011)

“A proposal of framework to obtain an integrated biodiversity indicator for agricultural ponds incorporating the simultaneous effects of multiple pressures”

7) S. ISHIDA, T. KADOYA and N. TAKAMURA: Biodiversity Observation Network in the Asia-Pacific Region: Integrative Observations and Assessments (eds. S. NAKANO, T. YAHARA and T. NAKASHIZUKA), Springer Japan, 295-310 (2013)
## （４）湿地における生物多様性損失・生態系劣化の評価

北方生物圏フィールド科学センター 富士田 裕子

<研究協力者>

農食環境学群 鈴木 透

人間環境学部

高田 雅之

北方生物圏フィールド科学センター 小林 春毅

平成23～27年度累計予算額：39,648千円（うち平成27年度：6,999千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

日本の湿地は、明治・大正時代の面積の61.1％に当たる1289.62km²が既に消失し、残存する湿地においても地下水位低下や湿地の乾燥化、富栄養化などによって湿地生態系の劣化や面積の縮小が続いている。近年、湿地の持つ様々な機能が見直され、湿地の保護や保全が重要な課題となっている。本研究は、湿地の生物多様性の評価法の開発と低下要因の解明、効果的な保全策の提案を目的に「湿地の生物多様性評価と保全優先湿地の選定」と「湿地劣化の駆動因の解明」の2つの課題に取り組んだ。

保全優先湿地を選定する情報源として、北海道では既存の調査情報を利用した湿地性植物のデータベースを作成し、全国では第5回自然環境保全基礎調査の湿地調査データを活用した。その結果、生物分布情報（北海道：湿地性植物、全国：植物・鳥類）を基準に選定した保全優先湿地の多くが、保護地域等に指定されていない現状が明らかになった。本研究で選定した保全優先湿地を今後の湿地の保護政策に活かすことが重要である。また、生物情報を基にしたデータベースを作成し、それを基に複数の解析手法を用いて保全優先湿地を選定することが、湿地の生物多様性の評価に直結し、今後の保護地域の選定や湿地の保全や再生に貢献できることが示された。

北海道の3つの低地湿地について、湿地劣化のプロセスを解明したところ、排水路が湿地の植物の種多様性低下の駆動因であることが明らかになった。北海道の低地湿地の保全には、排水の影響を緩和する保全・再生事業の推進が求められる。湿地の生物多様性の低下は湿地が位置する地域や周囲の環境要因により異なったプロセスで進行する。従って、個々の湿地の劣化プロセスを解明するには、時系列の空中写真を用いた植物群落の比較、植生調査、地下水位の連続測定、測量による微地形の把握などを、対象湿地の状況に応じて必要な調査解析法を適切に組み合わせ、劣化プロセスを明らかした上で保全対策を立案する必要がある。