生物共生護岸における水域環境及び生物生息環境に関する調査結果について ( 最終 ) 田村孝夫 1 鈴木智憲 1 1 新潟港湾 空港整備事務所海洋環境課 ( 新潟県新潟市中央区入船町 ) 2009 年度に整備された新潟港 ( 西港地区 ) 生物共生護岸 ( 以下 共生護岸

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1 生物共生護岸における水域環境及び生物生息環境に関する調査結果について ( 最終 ) 田村孝夫 1 鈴木智憲 1 1 新潟港湾 空港整備事務所海洋環境課 ( 新潟県新潟市中央区入船町 ) 2009 年度に整備された新潟港 ( 西港地区 ) 生物共生護岸 ( 以下 共生護岸 と記す ) における環境の改善効果を確認するために,2010 年度 ~2013 年度の 4 カ年調査を継続してきた. 本稿では, 水質 生物調査 ( 付着藻類, 底生生物, プランクトン, 共生床生物, 魚介類等 ) の結果を水域環境及び生物生息環境の面から報告するものである. キーワード生物共生護岸 汽水域 生物調査 1. はじめに信濃川の河口 ( 写真 -1) に位置する新潟西港にはクロダイ, ボラといった域に生息する回遊魚, 域 淡水域に生息するカニ, エビ, 貝類等, さらにはサケ, マス, アユといった遡上漁等, 多種多様の海生生物が生息している. しかし, 港湾施設の構造は, これら海生生物の生息環境に配慮した形式となっていないのが現状であった. 本施設は,2009 年度に生物の共生空間を創出する機能をもたせた共生護岸の実証実験を行うために整備したものであり, 本稿は 2013 年度までの 4か年にわたる効果検証のモニタリング結果を報告するものである. 写真 -1 新潟港 ( 西港地区 ) 写真 共生護岸の概要 ( 図 -1, 図 -2 参照 ) 施設 護岸延長 :66.3m 消波パネル( 写真 -2) の規模 : 高さ2.7m 延長 65m 共生床の基盤素材として3 種類 : 1 石材 ( 自然石 )/2 貝殻 /3 砂 共生床受台の設置深さとして3パターン: L.W.L.-1m( 淡水 )/-2m( 汽水 )/-3m( ) 生物生息環境への配慮 単調な生息基盤に対して, 新たな基盤素材 3 種類 (1~3) を設置 汽水域であるため, 鉛直方向に塩分が変化することから, 基盤素材 ( 共生床受台 ) の設置深さに違いを設けた (3パターン) 航跡波の影響を低減させるための消波パネル設置 図 -1 共生護岸断面図 図 -2 共生床配置図 基盤素材

2 3. モニタリング内容モニタリングとしては, 多様な生物が生息 生育する空間 及び 良好な食物連鎖が形成される環境 を確認することとして,1 水域環境 ( 水質, 底質等 ), 2 生物生息状況 ( 底生生物, プランクトン, 魚介類等 ) の環境調査を行った.( 表 -1) 区分 水域環境 表 -1 調査項目 期間 頻度 海象 流速 流向 2010,2011 潮位 観測データ 水質水温 塩分 2010~2013 ( 鉛直観測 季別 15 連続観測 ) 日連続 / 季 水温 塩分 DO Chl.a Turb 底質 項目 COD T-N T-P 透明度光量 2010~2013 ( 鉛直観測 季別 連続観測 ) 共生床外観 粒度組成 COD I L 硫化物 ORP 期間 頻度 プランク底生生物 付着生物 卵 稚仔 魚介類 動 植物プラ ンクトン砂の表面及び砂中に生息する貝類等 期間 頻度 2010~2013 季別 石 貝殻表面に着生する海 2010,2011, 藻類 イソギ 2013 ンチャク類 季別 貝類 甲殻類 水中に生息する甲殻類 魚類等 2010~2012 季別 水中に生息する甲殻類 魚 2011~2013 類等 季別 4. 調査結果 (1) 水質調査調査地点 ST4( 図 -3) における水深別塩分の2か年 (2012,2013 年度 ) の季別変化 (15 日間連続 / 季 ) を図 -4 に示す. 区分 生物生息状況 項目 項目 塩分 (PSU) 塩分 (PSU) 受枠天端 -1m 受枠天端 -2m 受枠天端 -3m 図 -4 設置水深別 - 塩分季節変化 (2) 底質調査共生床下部地点における粒度組成, 硫化物等についての経年変化を図 -5 に示す. 粒度組成は共生床設置以後砂分が漸減傾向を示し, 2011 年 5 月以降はシルト 粘土分が 80% 以上を占めた. 強熱減量及び COD は設置から増加傾向を示していたが, 新潟 福島豪雨以降は横ばい状態であった. 図 -3 調査地点 受枠天端 -1m の平均塩分は概ね 5psu 程度であり, 変動幅は夏季にやや大きくなるものの変動範囲は 10psu 程度であった. 受枠天端 -2m の季別平均塩分の範囲は,5~ 10psu 程度であった. 受枠天端 -3m では, 何れの季節も最大は 30psu 程度まで上昇するものの, 季別平均塩分の範囲は 10~25psu であった. psu: 電気伝導度の比率のみによって無次元量 (Practical Salinity Unit; 実用塩分単位 ) として表した単位 新潟 福島豪雨 図 -5 底質分析結果 ( 共生床下部 )

3 (3) 海象調査 ( 流向 流速 ) 共生床の内側 外側において水深を上層 中層 下層の3 層の位置で流向 流速を夏季及び冬季に 15 日間連続観測した. 共生床内側では,3 層とも 2cm/s 未満の流速帯の頻度が 60% 以上と高い. 外側での上層及び中層では,2~4 及び 4~6cm/s の流速帯の頻度が高い. また, 流向としては南西 ( 上流 ) 方向への頻度が高かったが, 下層の流向は 北東 ( 下流 ) 方向への頻度が高く上 中層と下層では異なっていた. (4) 底生生物調査調査した5 地点 ( 図 -6) のうち, 共生床周辺 (ST5), 比較対照場所 (ST6) 及び共生床下部 (ST7) の3 地点における底生生物の出現状況を図 -7 に示す. では回復傾向にあるものの,ST5 及び ST6 では依然低い水準で推移している. 主な出現種は, 還形動物門の Pseudopolydora sp.( シュールホ リト ラエスヒ ー ) 等であるが,ST7 では軟体動物門のシズクガイ, 節足動物門のニホンドロソコエビも多く出現した. 共生護岸の設置は, 底生生物の生息に好適な影響 ( 出水等による環境攪乱の緩和 ) を与えていることが示唆された. (5) 底生生物調査 ( 砂場床 ) 2011 年 8 月に設置した基盤素材の一種である 砂場床 での出現状況を図 -8 に示す. なお, 砂場床の設置深さは-1m( 砂 1) と-2m( 砂 2) の2パターンである. 波浪の影響を受けやすい砂 1では, 底泥付近に生息する節足動物門のドロクダムシ属, ニホンドロソコエビが多く, 砂 2では底泥中に生息する環形動物 ( カワゴカイ属, Pseudopolydora sp.) が多い傾向であった. 砂 1において,2013 年 6 月に指標種となっているヤマトシジミが1 個体出現した ( ヤマトシジミの浮遊幼生が供給される環境にある ). 波浪の影響等の課題はあるものの, 砂 1 及び砂 2 は底生生物の生息場所として機能していることが確認された. 図 -6 調査地点 図 -8 砂場床における底生生物出現状況 (6) プランクトン調査 ( 植物プランクトン ) 共生床内側 4 地点 ( 受枠天端 -1m の1 地点,-2m の 2 地点,-3m の1 地点 ) と比較対照とした外側 1 地点 ( 水深 -0.5m) において, 種の同定, 計数 ( 細胞数 種類数 ) を行った. 図 -7 底生生物出現状況 ( 個体数 種類数 ) 2011 年 7 月末の新潟 福島豪雨出水により,3 地点とも個体数及び種類数は大きく減少したが,ST7 出現種は共生床内側及び外側ともに珪藻網がほとんどを占め,Skeletonema potamos ( スケレトネマホ トモス ), タラシオシーラ科等であった. 塩分は調査時期で変動がみられ, 低い状況下では淡水種の割合が高い傾向にあった.

4 細胞数及び種類数については, 共生護岸設置前の調査 (2010 年 3 月 ) と設置後の毎年の同時期調査に顕著な差異はみられなかった. (7) プランクトン調査 ( 動物プランクトン ) 動物プランクトンについて, 植物プランクトンの調査内容 ( 地点 時期 計数等 ) と同様に実施した. 出現種は共生床内側及び外側ともに節足動物門がほとんどを占め, 蔓脚亜綱 ( フジツボ類 ) 及び橈脚亜綱 ( カイアシ類 ) のノープリウス幼生が主であった. 塩分が低い状況下での淡水種の出現割合が高い傾向も植物プランクトンと同様であった. 細胞数及び種類数について植物プランクトンと同様に共生護岸設置前と設置後を比較すると, 設置前の方が両数値とも多い傾向を示し, 出現種の構成も異なっていた ( 縁毛目が優先 ). しかし, このことで環境が悪化したとは判断しにくく, 共生床設置後の春季 夏季では設置前に対し同程度以上の細胞数及び種類数を確認できた. (8) 共生床生物調査共生床の基盤素材 3 種類のうち, 貝殻共生床と石材共生床の2 種類については, 設置水深別で基盤表面に付着している生物及び基盤内に生息している生物を採取し, 種の同定, 個体数, 種類数, 湿重量及び体長の測定を実施した. また, 比較対照地点として ST6( 図 -6) も加えた. 共生床と ST6 では, 類似した生物が確認された. 主な出現種は, 節足動物門のイソコツブムシ属, ドロクダムシ属, メリタヨコエビ属で, 貝殻床はヨーロッパフジツボの個体数も多かった. 個体数, 種類数は石材共生床,ST6 に比べ, 貝殻共生床で多い傾向にあった. 動物の湿重量は貝殻共生床で多く, 節足動物門のタカノケフサイソガニ及びモクズガニ, 脊椎動物門のアカオビシマハゼが大部分を占め, 植物の湿重量では石材共生床が多い傾向にあった. アカオビシマハゼ 図 -9 アカオビシマハゼの季別個体数 体長 (9) 魚介類 共生床外観調査共生床の表面や間隙, 近傍でみられる生物の個体数と種類を目視観察した. 共生床と ST6 の表面には, 緑藻植物門のシオグサ属及びアオノリ属, 紅藻植物門のホソアヤギヌの生育が確認された. 藻類の被度には変動がみられ, 水位変動が要因の一つと考えられる. 魚類の出現状況( 図 -10) では, 個体数, 種類数とも比較対照地点 ST6( 図 -6) に比べ, 共生床で多い傾向にあり, 確認される魚類で最も個体数の多い種はシマハゼ類 ( アカオビシマハゼ ) であった. 貝殻共生床がエビ カニ類の生息場所のほか, タカノケフサイソガニ, ユビナガスジエビは抱卵時の隠れ家としても利用し, モクズガニは回遊中に一時的に利用している状況を確認できた. また, アカオビシマハゼは産卵場所としても利用しており, その状況を図 -9 に示す. 季別での体長測定から, 春季は産卵のための親魚, 夏季には幼魚が新規に加わり, 秋季は成長した体長群となっていた. 図 -10 魚類出現状況 ( 共生床 比較対照地点 )

5 (10) 貝殻床の減耗貝殻床については設置当初 (2009 年度 ) は, 脱着できない構造 ( 写真 -3) で底面側のメッシュサイズが大きかったこともあり, 波浪や水位変動の影響により隙間から脱落することが確認された. 貝殻残存量の設置水深別における推移を図 -11 に示す. 減耗は受枠天端-1m 及び-2m で顕著であり,-1 mでは設置 1 年後に残存量で 10~20% 程度,2 年後にはほぼ 0% -2m の場合は,2 年後にほぼ 0% となった. 一方,-3mの減耗の推移は比較的緩やかである. 図 -12 貝殻床 ( 写真 -4) 設置水深別残存量の推移 5. まとめ多様な生物が生息 生育する空間, かつ良好な食物連鎖が形成される環境を目標とした4か年の調査結果を以下にまとめた. Ⅰ) 共生床設置水深による差異 受枠天端 -1m: 航跡波等による攪乱が大きいため, 砂場床では砂の流失が顕著であり適切とは言い難い. また貝殻床では貝殻の減耗から適切とは言い難い. 受枠天端 -2m: 基盤素材の種類によって効果は異なる. 砂場床は概ね維持されており適切であるが, 貝殻床は貝殻の減耗から適切とは言い難い. 受枠天端 -3m: 航跡波等の影響が小さいため, 基盤素材別の差はみられない. 貝殻の脱落も少なく素材として適切である. 図 -11 貝殻床 ( 写真 -3) 設置水深別残存量の推移 2012 年 5 月からは, 脱着可能で底面側には目合いの細かいメッシュ構造 ( 写真 -4) を設置して調査を継続してきた. 減耗に関して, 最も顕著であった-1m でも当初の構造に比べ緩やかであった.2013 年 2 月に設置したその後の残存量の推移を図 -12 に示す. Ⅱ) 基盤素材による差異 貝殻床は, 石材床及び比較対照地点に比べ生物量が多い傾向にあった. 素材毎に利用する主な生物が異なるため, 多様な素材を用いることにより, 生物種数が多くなることで生物多様性が確保できると考える. 貝殻床は, 底面側に目合いの細かいメッシュの取り付けや貝殻を容易に補充できる構造とする改良を加えることで, 水深の浅い箇所での活用が期待できる. 上記 Ⅰ),Ⅱ) を整理したものが下表である. : 適している 写真 -3( 当初設置 ) 写真 -4 サンフ ルユニット

6 表 -2 指標種出現状況 (2010 年度 ~2013 年度 ) 共生床春季夏季秋季冬季春季夏季秋季冬季春季夏季秋季冬季春季夏季秋季冬季 1 内指標種調査月生息環境 2010 年度 2011 年度 2012 年度 2013 年度での確認種 海藻類アオサ属 アオノリ属汽水 ~ シオグサ属淡水 ~ 汽水 ホソアヤギヌ汽水 ウシケノリ汽水 ~ イソギンクロガネイソギンチャクチャク類貝類ヨメガカサウネナシトマヤガイ汽水 ~ マガキ汽水 ~ ヤマトシジミ汽水 コタマガイ * オキアサリ * 甲殻類クロフジツボ イワフジツボ ヨーロッパフジツボ * 汽水 ~ アメリカフジツボ * 汽水 ~ 2 フジツボ科汽水 ~ スジエビ淡水 モバヨコエビ * アキアミ 汽水 ~ イソガニ タカノケフサイソガニ汽水 ~ モクズガニ淡水 ~ クロベンケイガニ マルエラワレカラ * 汽水 シロナマコ * 棘皮類 ゴカクキンコ * 魚 類イシガレイ ヌマガレイ ( カワガレイ ) ヒラメ マルタ ウグイ 淡水 ~ 淡水 ~ 淡水 ~ クロダイ汽水 ~ スズキ汽水 ~ ボラ汽水 ~ メナダ マハゼ チチブ 汽水 ~ 汽水 ~ 汽水 ヌマチチブ淡水 ~ 汽水 クサフグ汽水 ~ 合計 ( 共生床内 ) : 共生床内で出現 : 比較対照地点で出現 Ⅲ) 指標種の出現状況本施設の有効性を確認するために2009 年度検討会において設定した指標種について,4か年の出現状況を表 -2 に示す. 共生床内においては, これまで海藻種 4 種, 貝類 3 種, 甲殻類 8 種, 魚類 5 種の計 20 種が確認され, ヤマトシジミ, ヌマチチブは 2013 年度初めて出現した. 軟体動物門ヤマトシジミ ( 絶滅危惧種 ) 脊椎動物門ヌマチチブ 共生護岸の設置場所は, 淡水との混じり合う汽水域に位置しており, 鉛直方向の塩分はそれぞれ, 受枠天端 -1m で 5psu 以下,-2m で 5~10psu 程度,-3m で 5~20psu であった. つまり受枠天端 -1m ではほとんど淡水状態であり, 受枠天端 -3m でも塩分が 20psu を超えることは少なく, 完全な状態 (33psu 前後 ) というわけではなかった. こうした環境下 ( 淡水域及び汽水域 ) において, 出 現の可能性が高い指標種については, 概ね生息が確認されたことで, 想定した環境が作り出されたと考える. Ⅳ) 生物多様性 ( 食物連鎖 ) 共生床では, 淡水, 汽水及び海産の付着藻類 植物プランクトン ( 生産者 ), 動物プランクトン 小型甲殻類 大型甲殻類 小型魚類 大型魚類 ( 消費者 ) の生育 生息が確認され, 多様な生物への環境創出に一定の効果があったものと考える. 6. おわりに汽水域 ( 河口域 ), 直立護岸 ( 単調な生息基盤 ), 航行船舶による航走波の影響を受けやすいという条件下で, 新たに生物生息環境の創出を試みた本成果が, 今後の港湾における環境の取り組みの参考に成るものと考える. ここで, 生物共生型護岸技術検討会のご意見を頂いたので紹介したい. 共生護岸は淡水, が入り混じる環境であり, 出現種は特徴的である. 阿賀野川の河口域の生物とも異なっており, 大変貴重なデータが得られている. 謝辞 : 調査の計画 実施にあたり, 生物共生型護岸技術検討会議の各委員よりご指導 ご助言を頂いたことをここに深く感謝いたします.

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