開発途上国環境技術共同研究

３．富栄養湖沼群の生物群集の変化と生態系管理に関する研究

〔研究概要〕
　揚子江中下流域を含む東部湿潤地域にある淡水湖は，中国の全淡水湖の総面積の４２％を占め，この水資源がこの地域の経済活動および人間活動を支えている。しかし，この地域の湖沼は，急激な経済発展と水処理技術の立ち遅れから富栄養化が著しく進行している。さらに，経済価値の高い草食性魚類を過放養殖したために沿岸植物群落が破壊され，これが植物プランクトンの異常増殖を促進している。一方で，ダム建設による魚の生息場所の分断や，乱獲にも近い漁業を行っているため，漁業資源が破壊されつつある。中国のように人口の多い国では，窒素やリンといった富栄養化の原因物質の負荷の削減にも限界があるため，生物や自然が持つ自然浄化機能を十二分に活用し，地域特性を考慮した富栄養化防止ならびに持続的利用可能な湖沼管理が必要とされる。
　本研究は，揚子江とつながっている唯二の湖のうちの一つである洞庭湖と，すでに１９６０年代に切り離され，都市に隣接している東湖を調査対象とし，まず，自然資源の破壊による水質ならびに生物群集の変化の現状を明らかにする。次に，揚子江中下流域にある浅い富栄養湖沼の適切な湖沼管理手法のひとつの可能性を探るため，東湖をひとつのモデル湖沼として，ハクレンやコクレンといったろ食性プランクトンフィーダー魚を用いた湖の生態系管理の有効性を，湖沼の隔離水界を用いた実験に基づいて検討する。こうした，調査と実験に基づき，水質と生物資源を考慮した適正な湖沼管理の施策を提唱することを目的とする。

〔研究成果〕
　本年度は霞ヶ浦に設置した５ｍ×５ｍ×２．５ｍの隔離水界６基を用い，ハクレンの密度を変化させ，魚が栄養塩類や他のプランクトン群集構造にどのような影響を及ぼすのか，を明らかにするため週２回の頻度で環境要因（光量，水温，ＤＯ，ｐＨ），水質（窒素，リン，溶存有機炭素，ケイ酸），プランクトン（枝角類，ギョウ脚類，輪虫，繊毛虫，鞭毛虫，細菌，植物プランクトン，ピコ植物プランクトン），懸濁態の沈降速度，一次生産量，細菌生産量，魚の生長量を測定した。実験は，７月１５日から開始（前期実験）したが，８月１５日にきた台風のためリセットし，第２回目（後期実験）を８月２６日から開始したが，９月２２日再び台風がきたため，この段階で実験を中止した。
　前期の実験では，はからずもブルーギルの稚魚が大量に混入してしまい（２週間後に取り除く），実験期間中，動物プランクトン（枝角類とカイアシ類）がほとんど出現しなかった。そのため，ハクレンを入れていない隔離水界でＡｎａｂａｅｎａ ｆｌｏｓ-ａｑｕａｅのアオコが大発生した。後期の実験でも，やはりハクレンを入れていない隔離水界でアオコ形成種が出現したが，アオコ形成にはいたらなかった。むしろ，ハクレンを入れていない隔離水界で枝角類のＤｉａｐｈａｎｏｓｏｍａ ｂｒａｃｈｙｕｒｕｍ，そしてカイアシ類のＭｅｓｏｃｙｃｌｏｐｓ ｓｐ．が多く出現し，水中のクロロフィルａ量はハクレン導入区より少なくなる傾向を示した。ハクレンの成長は，ハクレンの導入密度にほぼ逆比例しており，成長速度が密度依存的であった。
　隔離水界食物網の各構成要素の現存量もしくは密度の変動を説明するために，ステップワイズ回帰を用いて反応変数（Ｙ）の変動を有意に説明する重回帰モデルを見つけだした。その結果，輪虫，繊毛虫，２μｍ以上の植物プランクトンは，ハクレンの現存量に，独立栄養性ベン毛藻はカイアシ類と輪虫の現存量に，ピコ植物プランクトンは枝角類とカイアシ類の現存量に依存して変動していることが明らかになった。
　ハクレンの密度と水界の透明度の間には強い正の相関が見られた（ｒ＝０．６６３，ｎ＝１０２，Ｐ＜０．０００１）。ただし，透明度の向上する傾向は，ハクレンの密度が 50g/m³を超えるとあまり明瞭でなくなる。明らかにハクレンはアオコや大型の植物プランクトンを摂食し，その結果，水界内の湖水の透明度向上に役立っていると考えられた。
　ハクレンの導入により，水中の栄養塩類が増加することはなく，前期実験での底泥からのアンモニア・リン酸の溶出速度は，ハクレンのいない隔離水界のほうが，ハクレンの多い池よりも数倍大きかった。
〔発　表〕Ｋ-８７，８８，Ｂ-７１〜７３，ｂ-９７，１６０，１６１