[M-IS09] 生物地球化学

[MIS09-P05] 流入河川水質に着目した火山性酸性湖・猪苗代湖の中性化の要因

*篠崎 奏子¹、福島 慶太郎¹、林 暁嵐²、篠崎 真希² (1.福島大学、2.福島県環境創造センター)

キーワード：猪苗代湖、土地利用、pH、全窒素、全リン

１．研究の目的
　近年、火山性酸性湖である猪苗代湖の中性化が確認されており、水質変化の要因や、中性化に伴う水質・生物生産への影響が注目されている。湖水を形成する流入河川の水質は、多くの場合河川流域内の土地利用に規定される。しかし、猪苗代湖を形成する流域では、流入河川水質と土地利用の関係、およびその時間変化を示した事例は見当たらない。本研究では、猪苗代湖および流入河川の水質と流域の土地利用の時間変化を解析し、湖水中性化の要因について人間活動と火山活動の2側面から明らかにすることを目的とした。
２．研究の方法
研究対象地は福島県猪苗代湖と湖に流入する河川流域（猪苗代湖流域）である。猪苗代湖心および主要流入河川の水質については、福島県水質年報（1974年～2016年）ならびに福島県環境創造センター実施のイオンバランス調査（2010年～2018年）のpH、全窒素・全リン・硫酸イオン濃度を用いた。採水した河川の流域界は、国土交通省の基盤地図情報10mDEMデータを使用しQGISで抽出した。各流域の過去と現在の土地利用については、国土交通省の土地利用細分メッシュおよび環境省の自然環境調査Web-GISを用いた。植生や土地利用の分類を7区分に整理し、各区分の流域内における面積率を算出した。各流域の水質の時間変化や流域間の水質の違いについて、流域の土地利用区分の面積率に着目して解析した。
３．結果および考察
既往研究において、猪苗代湖心のpHが1990年から2010年にかけて上昇した際、酸性河川のpH上昇および硫酸イオン濃度の低下が起こっており、火山活動の変化が湖水中性化の一因と指摘された。本研究でも酸性河川2地点で同様の傾向を示した。一方、これまで着目されていなかった中性河川のpHにも上昇傾向が認められ、特に小黒川が顕著であった（Figure 1.）。
小黒川では経年的に市街地面積率の増加に伴いpHが上昇した。また、猪苗代湖全流域を通して耕作地面積率と全窒素濃度、水田・市街地面積率と全リン濃度に有意な正の相関が認められた。湖沼における窒素・リン濃度の上昇は、植物プランクトンの増殖を招き、湖水pHの上昇を招くとされる。以上から、猪苗代湖流域の一部流域で農地や市街地といった人間活動の影響が強い土地利用の拡大が、河川のpH，窒素・リン濃度の上昇を招き、湖心pHの上昇の一因となった可能性が推察された。