湿地再生

提供: 河川生態ナレッジデータベース

河川事業のインパクト・レスポンスに関する情報


目次

概要

背景

 気象や地形の特色から災害が起きやすい日本では、これまで洪水から人々の生命や財産を守ることを重視し、効率的な川の整備を進めてきた。一方で、治水重視の効率的な川の整備の結果、蛇行した川は直線化されコンクリート張りの単調な空間となり、また、川周辺の土地利用の高度化に対する要請などによって川は狭められ、周辺の湿地は農地、市街地、工業地などへと変貌した。これにより、日本国内の湿地は明治・大正期以降約8万haが減少した。(引用:生物多様性国家戦略2010)
 近年は、社会情勢の変化とともに、自然に負荷をかけない持続可能な資源循環型・自然共生型の社会への転換を求める要請が高まり(引用:国土交通省河川局 2002)、平成2年に「多自然型川づくり」が開始され、平成9年には、河川法の改正がなされ、その目的に「河川環境保全と整備」が新たに位置付けられた。また、平成14 年度には、河川における自然環境再生を目的とした、自然再生事業が創設され(引用:国土交通省河川局 2002)、これらを背景に湿地保全再生が進められている。


方法

 湿地再生は、目的や湿地のタイプに応じて様々な方法がとられており、河岸域の多様化を目指し、護岸水制を用いて河岸に入江状の止水域(いわゆるワンド)を形成するもの、冠水頻度を増加させることにより湿地環境再生するもの、上流からの土砂流入を防止し湿地環境再生するもの(引用:国土交通省河川局 2002)などがある。


インパクト・レスポンスフローで扱う対象

 河道内に本流とは異なる流れや水深等を有する静水域を形成することで、平常時における多様な水際環境再生出水時における魚類等の避難場の創出を行うものを対象とし、以下の4タイプの湿地再生の知見よりインパクト・レスポンスフローを整理している。なお、インパクト・レスポンスフローでは、事業実施事例の多い河川工学的に「セグメント2」と言われる範囲を対象としている。


湿地再生におけるインパクト・レスポンスの概要



 ワンド等を造成することによる物理環境の変化としては、大きく以下の3つの変化が想定される。まず、直接的な環境の変化として、水制護岸の設置により本川の流れとは隔離された静水域が出現する。出現した静水域では、本川とは流速・水深等の異なる止水環境となるほか、静水面が発生する。次に、間接的な環境の変化として、1つは、本川との連続性が変化することによる水交換条件の変化があげられる。ワンド等は、開口部の有無及び大きさ、流水部との位置関係により本川との接続状況(冠水頻度)に変化が生じ、それに伴って本川水環境とは異なる水温水質の変化が見られる。もう1つは、多様な流れ(流向・流速)の出現である。ワンド等の造成により河岸部に複雑な地形変化が生じ、多様な水の流れが発生する。また、造成されたワンド等の内部においても、開口部の位置等に応じて流速の変化や水の滞留、還流等が発生する。これらに伴い、局所的な掃流力の変化が生じ、本川又は周辺部から供給される土砂の局所的な堆積洗掘、河床粒径の変化が見られることとなる。
 ワンド等の造成により出現した水域においては、局所的な土砂堆積にともない水際の浅場~高水敷にかけて傾斜の緩い水位変動域が出現する場合がある。この水域から陸域への移行帯はエコトーンと呼ばれ、水の深さや土の水分条件が少しずつ変化するため、その特有な環境に適した湿生植物の生育が見られることとなる。水際部に直接浅場や緩傾斜地を造成し、ヨシ群落等の湿生植物の生育場を創出する手法については、これまでに多くの知見が存在する。ここでは、造成したワンド等の静水域で生じる間接的な環境の変化と植物の応答事例について記載した。
 ワンド等の造成により河道内に静水面が出現することにより、水鳥等の止水域に依存する鳥類が餌場として利用する。水鳥のうち、陸カモ類はワンド等に見られる浅い水域とそれに続く水際を採餌場として利用し、ヨシの生えた浅い水域で休息する。一方で、シギ・チドリ類は河口部の干潟のような見通しのきく裸地を採餌場として利用するため、狭い水域ワンドはあまり好まない。(引用:(財)河川環境管理財団 1999a)。
 造成したワンド等に成立する抽水・沈水植物群落は、底生動物の重要な生息環境となる。特に、水生昆虫では生活史の特定のステージ(卵期、蛹期、繁殖期、産卵期、羽化期など)に、水際環境を使うが多いことから、本川に比べて生物相の豊な岸部環境が確保できるワンド等の存在は有利である(引用:(財)河川環境管理財団 1999b)。
 ワンド等の造成により河道内に出現した静水域は、止水性の魚類等の生息環境や稚仔魚の重要な生育場として利用されることが知られている。また、増水時には、本川に生息する魚類の避難場所となり、河川に生息する魚類相の維持機能も果たすこととなる(引用:傳田ほか 2002;河合 2003)。ワンド内に成立する水位変動域や抽水・沈水植物群落は、それらの環境に依存する魚類やの生息場になるとともに、魚類の稚仔魚の生育場としても利用される。


引用文献
1)(財)河川環境管理財団(1999a)ワンド機能保全・創造~豊な河川環境を目指して~,p17
2)(財)河川環境管理財団(1999b)ワンド機能保全・創造~豊な河川環境を目指して~,p4
3)傳田正利ほか(2002)ワンド魚類群集-ワンド魚類群集を特徴付ける現象の考察-,日本生態学会誌, 第52巻,pp.287-294
4)河合典彦(2003)大規模河川改修が淀川の水環境にもたらした功罪-淀川下流の城北ワンド群を中心に-,海洋と生物,vol.25,№6,pp.467-475

物理環境のレスポンス

 以下に、フロールートにおける現象を解説した。

水交換状況([[冠水|冠水]]頻度)の変化 ? [[水温|水温]]・DOの変化 水交換状況([[冠水|冠水]]頻度)の変化 ?[[水質|水質]]の変化 多様な流れ(流向・[[流速|流速]])の出現 ?局所的な[[土砂|土砂]]の[[堆積|堆積]] 多様な流れ(流向・[[流速|流速]])の出現 ?局所的な[[河床材料|河床材料]]の変化 多様な流れ(流向・[[流速|流速]])の出現 ?局所的な[[洗掘|洗掘]]



①水交換状況(冠水頻度)の変化 → 水温・DOの変化

 ワンド等の造成により発生した静水域では、本川との接続形状により水交換レジームが異なり、開口部が広く本川に近いものほど水の交換率が高くなるとともに、水交換状況に応じた水温の変化が発生する。水交換頻度の低い静水域に滞留した水は日照や気温の変化の影響を受け易くなり、本川よりも水温変動が大きくなる傾向がある(引用:及川ほか 2004)。たとえば、日射量が多く気温の高い夏季には、本川との水交換頻度が低いたまりで最も水温が高くなり、ワンド水際淀みの順に低くなる(引用:都築ほか 2010)。


引用文献
1)及川 信ほか(2004)北川の総合研究-激特事業対象区間を中心として-,河川生態学術研究会,pp.4-2-1~15
2)都築隆禎ほか(2010) 高水敷掘削によるワンド造成の効果と本川への接続形状が生物群集に及ぼす影響,土木学会 河川技術論文集,第16巻,pp.173-178


②水交換状況(冠水頻度)の変化 → 水質の変化

 ワンド等の造成により発生した静水域では、本川との接続形状により水交換レジームが異なり、開口部が広く本川に近いものほど水の交換率が高くなるとともに、水交換状況に応じた水質の変化が発生する。水交換頻度の低い静水域では、水域内の消費、分解、沈降等の反応や植物プランクトンの増殖による生成等の影響を受け易くなり、水質変化が大きくなる。本川からの距離と水質の変化を比較した淀川の事例では、本川との距離が離れるほど、全窒素の減少やSS,BODの増加、それによるpH、DOの減少が見られている(引用:柴田ほか 2006)。
 また、前述の水温の変化と関連して、酸素飽和度の変動も大きくなる傾向があり。特に、夏季には植物プランクトン水生植物の光合成によりDOが過飽和となることが多い(引用:及川ほか 2004)。


引用文献
1)柴田文吾ほか(2006) 城北ワンド群における流動と水質のモデル,土木学会第61回年次学術講演会講演概要集第2部,pp.333-334
2)及川 信ほか(2004)北川の総合研究-激特事業対象区間を中心として-,河川生態学術研究会,pp.4-2-1~15

③多様な流れ(流向・流速)の出現 → 局所的な土砂堆積

 造成されたワンド等においては地形形状に応じた多様な流れが発生する。本川の流水はワンド等の静水域への流入に伴い流速が低下するため、流入土砂ワンド内の上流部で沈降し、残りが下流堆積する。これにより、上流側の方が下流側よりも多く堆積する傾向が見られる(引用:澤ほか 2002;鍜冶ほか 2006など)。また、本川への流出部や複数のワンド等の連結部では、本川又は下流方向への流れとワンド内を循環する流れに分かれる場合があり、循環流が発生した領域では、流速の低下が生じ堆積傾向となる。これにより、ワンド周囲の斜面への堆積が生じ、陸域との接続部の緩傾斜化が進むこともある(引用:鍜冶ほか 2006)。


引用文献
1)石澤 肇ほか(2002)石狩川におけるワンド造成の取り組みについて-試行ワンドの手法と経過概要-,土木学会 河川技術論文集,第8巻,pp.377-382
2)鍜冶塩太ほか(2006)淀川楠葉復元ワンド群の水理環境,土木学会 水工学論文集,第50巻,pp.1117-1122


参考文献
1)羽田節雄ほか(2006)狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8
2)鍜冶塩太ほか(2004)淀川楠葉付近におけるワンドと砂州の研究,土木学会第59回年次学術講演会講演概要集第2部,pp.477-478
3)鍜冶塩太ほか(2005)楠葉ワンドにおける河床形状の変化,土木学会第60回年次学術講演会講演概要集第2部,pp.463-464
4)島田雅治ほか(2007)淀川楠葉地区のワンド群と砂州の地形変化,土木学会 河川技術論文集,第13巻,pp.165-170

④多様な流れ(流向・流速)の出現 → 局所的な河床材料の変化

 造成されたワンド等においては地形形状に応じた多様な流れが発生する。河川水の流入する湾口部では比較的流速があることから、細粒分はワンド内に流入又は流下し、河床は砂礫等の粗粒分となる(引用:澤ほか 2002;鍜冶ほか 2004など)。また、本川への流出部や複数のワンド等の連結部では、本川又は下流方向への流れとワンド内を循環する流れに分かれる場合があり、循環流の発生したワンド内の周辺斜面では、水の滞留によりシルト分が堆積する傾向にある。(引用:鍜冶ほか 2006)


引用文献
1)石澤 肇ほか(2002)石狩川におけるワンド造成の取り組みについて-試行ワンドの手法と経過概要-,土木学会 河川技術論文集,第8巻,pp.377-382
2)鍜冶塩太ほか(2004)淀川楠葉付近におけるワンドと砂州の研究,土木学会第59回年次学術講演会講演概要集第2部,pp.477-478
3)鍜冶塩太ほか(2006)淀川楠葉復元ワンド群の水理環境,土木学会 水工学論文集,第50巻,pp.1117-1122

⑤多様な流れ(流向・流速)の出現局所的な洗掘

 造成されたワンド等においては地形形状に応じた多様な流れが発生する。本川からの流入土砂ワンド内の上流部で沈降することから、河川水が流入又は流下するワンドの奥部や下流部は洗掘傾向となる(引用:羽田ほか 2006;鍜冶ほか 2006)。また、本川や他のワンドとの越流部~ワンド最深部に挟まれる区間は、 河床の傾斜が大きくなるため比較的早い流速が生じ、洗掘領域となる。これにより、洗掘領域では水深の大きい部分が増加する(引用:鍜冶ほか 2006)。


引用文献
1)羽田節雄ほか(2006) 狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8
2)鍜冶塩太ほか(2006)淀川楠葉復元ワンド群の水理環境,土木学会 水工学論文集,第50巻,pp.1117-1122


参考文献
1)鍜冶塩太ほか(2005)楠葉ワンドにおける河床形状の変化,土木学会第60回年次学術講演会講演概要集第2部,pp.463-464
2)島田雅治ほか(2007)淀川楠葉地区のワンド群と砂州の地形変化,土木学会 河川技術論文集,第13巻,pp.165-170

生物環境のレスポンス

 以下に、フロールートにおける現象を解説した。


植物のレスポンス

緩傾斜[[水位|水位]]変動域の出現及び局所的な[[河床材料|河床材料]]の変化?湿生[[植物|植物]]の生育


①緩傾斜水位変動域の出現及び局所的な河床材料の変化 → 湿生植物の生育

 ワンド周囲の斜面は、ワンド内での水の滞留・還流によりシルト分の土砂堆積するとともに、陸域との接続部の緩傾斜化が進む。このようにシルト質の緩傾斜水位変動域は、湿生植物の良好な生育環境となり、水位変動等に応じて多様なの生育が見られる。淀川の事例では、平常時は水に浸からず増水時にしばしば冠水するような平水位以上の斜面ヤナギタデ等の湿生植生が見られている(引用:鍛冶ほか 2006)。狩川の事例では、多年生草本群落がヨシ等の抽水植物群落に変化した(引用:羽田ほか 2006)。また、北川の事例では、平水位以下の浅場にコアマモ等の沈水植物が繁茂する様子が見られている(引用:中島ほか 2008)。


引用文献
1)鍜冶塩太ほか(2006)淀川楠葉復元ワンド群の水理環境,土木学会 水工学論文集,第50巻,pp.1117-1122
2)羽田節雄ほか(2006) 狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8
3)中島 淳ほか(2008)北川の総合研究-河川環境保全再生のあり方-,河川生態学術研究会,PP.2-2-13~2-2-21


鳥類のレスポンス

静[[水域|水域]]の出現?止[[水域|水域]]依存[[鳥類|鳥類]]の生息

① 静水域の出現 → 止水域依存鳥類の生息

 狩川の事例では、ワンド等の造成により静水域が出現することにより、水辺を利用するシギ・チドリ類、カモ類の生息場としての利用が見られた。また、水面に張り出した流木にとまって探餌するカワセミが確認されている。(引用:羽田ほか 2006)。


引用文献
1)羽田節雄ほか(2006) 狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8


底生動物のレスポンス

湿生[[植物|植物]]の生育?[[底生動物|底生動物]]の生息



①湿生植物の生育 → 底生動物の生息

 ワンド内の水位変動域に成立した抽水植物群落は、スジエビやカゲロウ属の重要な生息場として機能する。また、狩川の事例では、ワンド下流部開口)の上流部に新たな開口部を設置することにより、ワンド内の底生動物相が、止水性のイトトンボ科、ミズムシ科、ゲンゴロウ科から緩流静水性のスジエビ、ヒメシロカゲロウ属、オオフタカゲロウ属、シオカラトンボに変化する様子が見られた(引用:羽田ほか 2006)。


引用文献
1)羽田節雄ほか(2006) 狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8


魚類のレスポンス

静[[水域|水域]]の出現?[[魚類|魚類]]相の変化 緩傾斜[[水位|水位]]変動域の出現及び湿生[[植物|植物]]の生育 ➠[[魚類|魚類]]の生息及び[[稚魚|稚魚]]等の生育



①静水域の出現 → 魚類相の変化

 ワンド等の造成により出現した静水域は、止水性・静水性のコイ・フナ類やカワヤツメの生息場として利用される(引用:澤ほか 2002)。また、出水時には本川に生息する遊泳魚等の避難場としても機能する(引用:都築ほか 2010)。これにより魚類相の多様性が維持される。円山川の事例では、本川との接続状況によってワンド等の生息数に変化が見られ、閉鎖型のタマリや開放型の水際淀みよりも半閉鎖型のワンドで最も多くの数が確認され、の多様性を高めるためには半閉鎖型の構造を持つワンドが有利であることが示唆された(引用:都築ほか 2010)。なお、止水性の肉食外来種であるオオクチバスブルーギルワンド等への侵入が各地で確認されており、注意が必要である(引用:(財)河川環境管理財団 1999)。


引用文献
1)石澤 肇ほか(2002)石狩川におけるワンド造成の取り組みについて-試行ワンドの手法と経過概要-,土木学会 河川技術論文集,第8巻,pp.377-382
2)都築隆禎ほか(2010) 高水敷掘削によるワンド造成の効果と本川への接続形状が生物群集に及ぼす影響,土木学会 河川技術論文集,第16巻,pp.173-178
3)(財)河川環境管理財団(1999) わんど機能保全・創造~豊な河川環境を目指して~,p27

② 緩傾斜水位変動域の出現及び湿生植物の生育 → 魚類の生息及び稚魚等の生育

 ワンド内の水位変動域に成立する干潟環境や抽水植物群落は、魚類稚魚にとって重要な生育場となる(引用:中島ほか 2008a;羽田ほか 2006など)。また、北川の事例では、潮汐による水位変動に合わせて摂餌を行うハゼ類や遊泳性魚類稚魚の生息が多く見られた(引用:中島ほか 2008a;中島ほか 2008b)。狩川の事例では、水際部の浅水域流木の間隙等はトゲウオ類、ハゼ類の重要な生息場となるほか(引用:羽田ほか 2006)、カワヤツメの幼生が落葉堕枝のある箇所で多く確認された(引用:澤ほか 2002)。


引用文献
1)中島 淳ほか(2008a)北川の総合研究-河川環境保全再生のあり方-,河川生態学術研究会,pp.2-2-13~2-2-21
2)中島 淳ほか (2008)宮崎県北川の河川感潮域に造成した人工ワンドにおける魚類,カニ類,甲虫類の定着状況,応用生態工学,Vol.11 No.2,pp.183-193
3)羽田節雄ほか(2006) 狩川下流域の自然再生事業について-美登位ワンド試験地の経過報告-,北海道開発局技術研究発表会発表論文集,49号,pp.1-8
4)石澤 肇ほか(2002)石狩川におけるワンド造成の取り組みについて-試行ワンドの手法と経過概要-,土木学会 河川技術論文集,第8巻,pp.377-382

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