第11回 湿原での環境調査


湿原で行う環境調査のなかで、もっとも基本となるのは水位(とくに地面の下にある水の高さ=地下水位)を調べることです。なぜなら、湿原にとって最も重要な環境条件は「地面の近くに常に水があること」だからです。水がどれくらい豊富に存在しているか(≒水位)を知ることで、湿原の基本的な健全性を評価することができます。また、湿原に生育する多くの植物は、わずかな水位の違いに応じて棲み分けをしています。そのため、水位データと植物の分布データを対応させることで、湿原植物がどのような環境条件を好むのかを理解することができます。

湿原(しつげん)で おこなう 環境調査(かんきょうちょうさ)の なかで、いちばん だいじなことは 水位(すいい:とくに 地面の下に ある 水の 高さ=地下水位)を 調べることです。
それは、しつげんにとって いちばん 大切な 環境の 条件(じょうけん)は、「地面の 近くに いつも 水が あること」だからです。
水が どれくらい たっぷり あるか(=水位)を 知ることで、しつげんが どれくらい 元気で 良い 状態か(健全性)を たしかめることが できます。
また、しつげんに 生えている たくさんの 植物は、ほんの すこしの 水位の ちがいによって、すみばしょを 分けあっています(棲み分け)。
そのため、水位の データと 植物が 生えている 場所の データを くらべることで、しつげんの 植物が どんな 環境を 好むのかを りかい することが できます。
水位観測地点

水位調査では、湿原の縁から中心部へと横断するライン上に複数の観測点を設ける方法や、湿原内の代表的な植物群落ごとに観測点を設ける方法がよく用いられます。前者は、湿原全体の水位環境を把握するのに適しており、後者は、植物群落の分布と水位との関係を詳しく調べるのに適しています。

水位調査(すいいちょうさ)では、しつげんの はし(縁)から 真ん中(中心部)へと 横切る(横断する)ライン上に いくつかの 調査場所(観測点)を つくる 方法や、しつげんにある 代表的な 植物の グループ(植物群落)ごとに 調査場所を つくる 方法が よく 使われます。
一つめの 方法(ライン上に つくる方法)は、しつげん 全体の 水の ようす(水位環境)を つかむのに 向いています。
二つめの 方法(植物の グループごとに つくる方法)は、植物の ちがいと 水の 高さとの 関係を くわしく 調べるのに 向いています。
簡易な水位調査

水位の測定には、側面方向に直径約5mmの穴を多数開けた塩ビパイプ(内径3〜5cm、長さ約1m)を用います。このパイプを地表面から垂直に打ち込み、内部にしみ出してきた水面と地表面との距離をメジャーなどで測定します。
ただし、水位は干ばつや大雨などの気象条件によって大きく変動します。1回の測定結果は、その時点の状況を示しているにすぎません。そのため、通常は毎月あるいは毎週など、複数回の調査によって水位環境を評価します。

水の 高さを はかる(水位測定)のには、よこ側に 直径 5ミリくらいの 小さな 穴を たくさん あけた 塩ビパイプ(太さ 3〜5センチ、長さ 1メートルくらい)を 使います。
この パイプを 地面に まっすぐ(垂直に)うちこみ、中から しみ出てきた 水面(すいめん)と 地面との きょりを メジャーなどで はかります。
ただし、水の 高さは ひでり(干ばつ)や 大雨などの 天気によって 大きく かわります。1回 はかっただけでは、そのときの ようすが わかるだけです。
そのため、なんかいも 調べることで 水の ようすを たしかめます。
穴を開けた塩ビパイプ(パイプ先端を潰して地面に打ち込みやすくしています)
地表面に打ち込まれた塩ビパイプ(水位観測管)
パイプを打ち込んでいる様子(左)と水位を測定している様子(右)
詳細な水位調査

人による測定で毎月あるいは毎週など複数回調査するのは労力がかかります。そのため、調査によっては、水位を自動で測定・記録する装置を用い、数分〜数時間間隔で長期間連続観測を行うこともあります。多くの場合、水圧を感知するセンサー(間隙水圧センサー)とデータを記録するデータロガーを組み合わせた自記水位計が利用されています。連続データからは、水位変動の大きさや、降雨などの気象イベントへの応答など、より詳細な情報を得ることができます。

人が なんかいも 調べるのは、とても たいへん です。
そのため、水の 高さを 自動(じどう)で はかって 記録(きろく)してくれる 機械(きかい)を 使って、長い あいだ つづけて 調べることも あります。
多くの場合、水の 圧力を かんじる センサー(間隙水圧センサー)と、データを 記録する 機械(データロガー)を くみあわせた 自記水位計(じきすいいけい)が つかわれます。
つづけて はかった データからは、水の 高さが どれくらい かわったかや、雨が ふった ときに 水が どう 増えるかなど、くわしい ようすが わかります。
現地に設置した自記水位計。
塩ビパイプの中にセンサー、箱の中にデータロガーが入っている。
水位の基準

水位のデータは、観測点の地表面を基準にした深さ(あるいは高さ)として表すことが一般的です。これは植物との関係を解析する場合に適しています。一方、湿原内の水の流れなどを物理的に解析する場合には、海水面等を基準とした標高で表すこともあります。湿原の地表面の標高は、時期によって変化する場合があります。そのため、水位を標高で表したいときには、観測用の管(井戸)の標高が変わらないように管を固定するか、後に変化分を補正する必要があります。固定する場合には、管が完全に動かなくなるように湿原の泥炭の層の下の粘土の層まで深く打ち込む方法が用いられます。

水位(すいい)の データは、調査する ばしょ の 地面を きじゅん にした 深さ(または 高さ)で あらわすのが ふつうです。これは、植物との 関係を くわしく 調べる ときに 向いています。

しつげんの なかの 水の ながれなどを 物理的(ぶつりてき)に 調べる ときには、海の 高さを 基準にした 標高(ひょうこう)で あらわすことも あります。

しつげんの 地面の 高さは、季節や 時期によって かわってしまう ことが あります。そのため、水位を 標高で あらわしたい ときは、調査用の パイプ(井戸)の 高さが かわらないように しっかり 固定(こてい)する 必要が あります。

連続測定された水位データ
データは、地表面を0cmとした場合の水面の位置を表しています。夏の乾燥期に水位が低下し、降雨のタイミングで水位が急上昇していることがわかります。
水質調査

水位と並んで重要なのが水質調査です。多くの場合、水位観測と同じ地点であわせて測定します。主な目的は、湿原植物の分布や生育との関係を明らかにすることです。さらに、水や栄養塩類の供給様式(例:雨水による涵養、地下水による涵養、海塩の影響など)を把握したり、周辺地域からの汚染の有無を確認したりするうえでも、水質データは重要です。
水質調査では、地表の水たまりではなく、地下5〜10cmほどの根圏域(植物の根が広がる範囲)に含まれる土壌水を採取することが一般的です。これにより、植物が実際に利用している水の性質を調べることができます。一方、水や溶存物質の供給・循環を調べる場合には、地下50cm以深など、植物の直接的な影響が少ない深さから採取することもあります。採取には、多孔質のポーラスカップを先端に取り付けた土壌溶液採取管などを用います。土壌に設置した後、手動ポンプなどで内部を減圧し、土壌中の水を吸引します。採取した水は、水質変化をできるだけ防ぐため、現地でポータブル測定器により測定するか、冷却して速やかに持ち帰って分析します。すぐに分析できない場合は、冷凍保存することもあります。

水質調査(すいしつちょうさ)は、水の 高さ(水位)と 同じくらい 大切な 調査です。多くの場合、水位を 調べる 場所と 同じ 場所で いっしょに はかります。
いちばんの 目的は、しつげんに 生えている 植物の 広がりや そだちかたとの 関係を しらべる ことです。
水や えいよう が どこから やってくるか(雨の水、地下の水、海からの 塩分の 影響など)を しらべたり、まわりの 地域から よごれた 水が ながれこんでいないかを たしかめたりする ためにも、水質の データは とても 重要です。

水質調査では、地面の 上にある 水たまりではなく、地下 5〜10センチほどの 根圏域(こんけんいき:植物の 根が 広がっている 場所)にある 土の中の 水(土壌水)を とって 調べるのが ふつうです。これによって、植物が 実際に 使っている 水の 性質を 調べることができます。

水や 水に とけている 物質の ながれや めぐりを 調べる ときは、地下 50センチより 深い 場所など、植物の 影響を 直接 受けにくい 深さから 水を とることも あります。

水を とるのには、穴が たくさん あいた「ポーラスカップ」という 特別な パーツを 先に つけた パイプなどを 使います。これを 土に さしこんだ あと、手動の ポンプなどで 中の 圧力を 下げて、土の中の 水を すいあげます。
とった 水は、性質が かわってしまうのを ふせぐため、現地(調査する 場所)で 持ちはこべる 機械(ポータブル測定器)を使って すぐに はかるか、冷やして 急いで 持ちかえって 分析(ぶんせき)します。すぐに 分析できない ときは、冷凍(れいとう) することもあります。

土壌溶液採取管。先端の白い部分がポーラスカップ。
手動減圧ポンプを取り付けた土壌溶液採取器(先端の白い部分がポーラスカップ)

測定項目は目的によって異なりますが、pHとEC(電気伝導度:水に溶けているイオン量の指標)は総合的な水質指標になるので、ほとんどの場合で測定されます。これらは比較的安価なポータブル機器でも測定可能です。より詳細な分析を行う場合には、各種イオン濃度や、溶存する炭素・窒素成分なども測定します。

測定項目(そくていこうもく)は 目的によって ちがいますが、pH(ペーハー)と EC(電気伝導度:水に とけている イオンの 量の めやす)は、全体的な 水質の ようすを しる 指標(しひょう)に なります。

これらは、わりと 安い 持ちはこび用の 機械でも はかることが できます。
もっと くわしく 分析(ぶんせき)する 場合は、いろいろな イオンの 濃さ(こさ)や、とけこんでいる 炭素(たんそ)や窒素(ちっそ)の 成分なども はかります。

ポータブル測定器を用いたpH・EC測定の様子
土壌水のサンプリングとpH、ECの測定の様子

湿原での環境調査の規模は様々ですが、たとえば、北海道の釧路湿原・広里地区で実施された自然再生事業では、大規模な環境調査が行われました。調査地区全体を網羅するように6本の観測ラインが設けられ、合計150地点に観測ポイントが設置されました。すべての地点で、水位調査、水質調査、地盤高の測量、土壌調査(土質や透水性の指標など)が実施されました。

湿原(しつげん)での 環境調査(かんきょうちょうさ)の しらべかたは さまざまですが、たとえば、北海道の 釧路湿原(くしろしつげん)・広里(ひろさと)地区で おこなわれた 自然再生事業(しぜんさいせいじぎょう)では、くわしい 環境調査が おこなわれました。

調査する エリア 全体にわたって 150か所の 調査ポイントが 設置(せっち)されました。
すべての 場所で、水の 高さ、水の性質、地面の高さ、土のようすの 調査が おこなわれました。

調査時に気を付けたいこと

湿原での調査は想像以上に過酷です。ぬかるみが多く足場の悪い場所を歩き続けながら調査を行います。一度湿原内に入ると簡単には外へ出られないため、事前に食料や十分な飲料水を準備しておく必要があります。特に夏季は、気温が高いうえに湿度も高く、作業中に大量の汗をかきます。そのため、飲料水は少なくとも2L以上/日を目安に準備します。野外調査は長袖・長ズボンが基本装備ですが、湿原ではぬかるみに対応するためウエーダーを着用することも多くなります。さらに、日差しを遮る高木がほとんどないため、直射日光を受け続ける環境となり、熱中症のリスクが非常に高まります。夏季の調査では、現地測定項目を必要最小限に絞るなど、無理のない調査計画を立てることが重要です。また、こまめな水分供給と休憩を心がけ、体調の変化に常に注意しながら調査を行うことも大切です。

湿原(しつげん)での 調査(ちょうさ)は、大変(たいへん)です。ぬかるみが 多く、歩きにくい 場所を ずっと 歩きながら 調査を おこないます。

一度 しつげんの なかに 入ると、かんたんには 外へ 出られないため、食べものや 十分な のみものを 準備(じゅんび)しておく 必要(ひつよう)が あります。
とくに 夏は、気温が たかいうえに 湿度(しつど)も たかく、作業中に 大量の 汗を かきます。そのため、のみものは 少なくとも 1日 2リットル以上を めやすに 準備します。

そとでの 調査は 長袖(ながそで)・長ズボンが きほんの かっこうですが、しつげんでは ぬかるみもあるため、胴長(どうなが:ウエーダー)を はくことも あります。
日かげを つくる たかい 木が ほとんど ないため、太陽の 光(直射日光)を あびつづける 環境(かんきょう)になり、熱中症(ねっちゅうしょう)に なってしまう 危険(きけん)も あります。
夏の 調査では、調査する項目(こうもく)を すくなくするなど、無理のない けいかくを たてることが 大切です。また、こまめに 水分をとったり きゅうけい したりして、体調(たいちょう)の 変化に いつも 気をつけながら 調査を おこなうことも 大切です。

夏季の湿原調査の様子
大量の水を準備
湿原の中での移動の様子