Responses of stream and riparian ecosystems to the regime shifts of flow, sediment, and forest, according to changes in resource management and climate change

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H03407
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中村 太士 北海道大学, 農学研究院, 教授 (90172436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根岸 淳二郎 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (90423029) ; 山浦 悠一 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (20580947) ; 萱場 祐一 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究グループ長 (00355827)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 河道の樹林化 / 流木 / 洪水撹乱 / 連結性

Outline of Annual Research Achievements

河道内の樹林化は1990年代頃から急速に進展したと考えられており、その範囲は全国に及んでいる。樹林化は河道内の高い比高域（概ね堤内地盤高程度）で進む場合とそれより低い比高域で進む場合がある。高比高域における樹林化は、竹林の分布域拡大に見られるように人的圧力によるものと考えられたが、低比高域における樹林化はみお筋部の低下、土砂供給量の減少等自然攪乱の頻度・強度の減少に起因すると考えられた。
ダムに流出する流木量を2000年以前、2000～2009年、2010年以降について、ダム事務所に問い合わせデータを収集した。
札内川中流域縦断距離15km区間を対象に、2016年の洪水に伴う河川地形および樹林被覆状態の変化、それに伴う河川および河畔の生物の個体数や群集構造を定量化した。洪水により樹林被覆は約20%減少したが、河川内の底生動物や砂礫堆地表性甲虫の個体数や群集構造は洪水前から大きな変化を示さなかった。一方、飛翔性ハチ目については、砂礫堆を好む種群の個体数は相対的に減少し、これは、洪水による物理的な生息場のかく乱が、生息適地の拡大の影響を上回ったためと考えられた。
森林の連結性は概して森林への依存性が高い鳥類の多様性に正の影響を及ぼしていたが、森林への依存性が高くない種の多様性には、時に森林の面積が負に影響していた。これは、こうした種が森林以外の土地利用を利用できるためだと考えられた。また、針葉樹人工林は広葉樹天然林や河畔林と比較すると、繁殖期は低質な生息地として機能していたが、越冬期は逆に個体数が高く、季節を通すと一定の役割を担っていると考えられた。
気候変動による影響については、まずは水温への影響を検討することとし、地質の違いと水温との関係を定量化した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

樹林化のメカニズムの解明もある程度類型化が進み、自然的および人為的影響に区分することができた。また、流木流出量についても、多くのダム事務所からデータを収集することができ、次年度以降、解析が可能になった。
札内川樹林化後の洪水撹乱とその回復過程についても、洪水前との昆虫相や個体数のデータ比較により、そのレジリエンスを評価できた。
鳥類についても、季節的変化と森林の連結性について評価できた。
魚類に対するダムによる分断化影響については、水文モデルも取り入れて解析することが可能になった。

Strategy for Future Research Activity

樹林化メカニズムについて水理学的モデル解析を実施しながら明らかにしていく。
流木流出量についても、近年増加傾向になっているのかどうかを明らかにする。
洪水撹乱後の回復については、樹林化に伴う餌資源の変化の影響を安定同位体比を用いて検証する予定である。
砂礫性鳥類の減少について、樹林化影響が全国規模で起きているのかどうかを河川水辺の国勢調査結果を使って検証する。
また、水温予測モデルを構築し、魚類に対する温暖化影響を評価する予定である。