17:15 〜 19:15
[MIS22-P03] マルチ環境トレーサーを用いた多摩川のワンド・タマリの栄養塩供給経路・動態の解明
キーワード：多摩川、ワンド・タマリ、環境トレーサー、栄養塩
<背景>
ワンド（湾処）やタマリ（溜まり）と呼称される水域は河川側方の氾濫原に存在する半閉鎖水域で、河川中流から下流域にかけて多く分布する。国内のワンド・タマリは河道の直線化工事や堤防の造成の影響を受け数十 m～数百 m 程と小型である一方で、稚魚の生育や、洪水時の避難の場として機能し、河川生態系の多様化に寄与することが明らかになっている（傳田ら, 2002）。海外には全長数 km 規模の大型氾濫原水域が存在し、生物多様性以外にも水循環解析や栄養塩循環、生物生産に関する研究がおこなわれ（Bondar-Kunze et al., 2009）、河川表層水との物質交換などの相互作用の重要性が示されてきた。しかし、底層からの湧水涵養の影響を受ける日本のワンド・タマリでは涵養源の違いや地中での経路による生物地球化学的なプロセスの影響を受け、多様な水環境を形成する可能性がある。
そこで本研究ではワンドの湧出部やタマリの中央部に対して複数の環境トレーサーを使用し、水・栄養塩類の起源や供給経路に関するデータを相補的に取得することで、ワンド・タマリの特徴ごとの分類方法の確立を目指す。
<試料と方法>
衛星写真を用いて多摩川（河口から15 km～55 km区間）のワンド・タマリを約50地点選定し、2024年2月～2025年3月にかけて3回(2024冬季、2024夏季、2025冬季)採水・調査を行った。またワンド・タマリとの水質比較用に多摩川本流（約16地点）・多摩川周辺湧水（約50地点）の採水も行った。現地では電気伝導度(EC)、水温、pH、溶存酸素(DO)の測定及び採水をおこない、試料は分析に応じて0.22 µmもしくは0.45 µmフィルターでろ過をし、冷蔵・冷凍・実験室での処理をおこなった。栄養塩類はAACSⅡ自動分析装置等を用いた比色法によりリン酸(PO43-)、硝酸(NO3-)、亜硝酸(NO2-)、アンモニウム(NH4+)、ケイ酸(DSi)濃度を測定した。またワンド・タマリでは一定量試水から懸濁物をGF/Fフィルターで捕集しDMF抽出したChl.a濃度を測定した。環境トレーサーとして各種イオン（Cl-, NO3-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+）をイオンクロマトグラフィー、222Rn濃度を濃度静電捕集型ラドンモニタ（Durridge社)、有色溶存有機物(CDOM)濃度 をCDOMロガーにて測定した。
<結果と考察>
ワンド・タマリの各種栄養塩濃度は地点間で大きく異なり（ワンド DSi:50～175 µmol/L, NO3-:39～402 µmol/L, PO43-:0.05～12 µmol/L, タマリDSi:28～157 µmol/L, NO3-:5.4～370 µmol/L, PO43-:0.03～11 µmol/L）、さらに河川本流の下流方向における栄養塩類の濃度増加の傾向と比較しても異なることから、内部環境や水の起源・供給経路等がこれらの差異を生み出している可能性が高い。ワンド・タマリの水起源の指標として使用した222Rn濃度は既往研究と同様に大半の浅層地下水で河川水よりも2桁ほど高く、ワンドへの浅層地下水流入の程度を明らかにすることが期待できる。またCDOM濃度に関しても浅層地下水と比べて河川は明確に高濃度を示した。
各種栄養塩類(DSi, NO3-, PO43-)は222Rn濃度やCDOM濃度と関係がみられることから、多くのワンドで河川-浅層地下水の混合状態が内部の栄養状態に影響を与えていることが考えられる。しかしながら、NO3-濃度は河川水・浅層地下水共に高濃度で分類が難しい点やタマリでは環境トレーサーと栄養塩類の関係が見られないことからも、硝酸安定同位体比を始めとした追加の環境トレーサーによる調査が必要である。
<謝辞>
本研究は、公益財団法人 河川基金助成事業の支援を受け実施したものです。
ワンド（湾処）やタマリ（溜まり）と呼称される水域は河川側方の氾濫原に存在する半閉鎖水域で、河川中流から下流域にかけて多く分布する。国内のワンド・タマリは河道の直線化工事や堤防の造成の影響を受け数十 m～数百 m 程と小型である一方で、稚魚の生育や、洪水時の避難の場として機能し、河川生態系の多様化に寄与することが明らかになっている（傳田ら, 2002）。海外には全長数 km 規模の大型氾濫原水域が存在し、生物多様性以外にも水循環解析や栄養塩循環、生物生産に関する研究がおこなわれ（Bondar-Kunze et al., 2009）、河川表層水との物質交換などの相互作用の重要性が示されてきた。しかし、底層からの湧水涵養の影響を受ける日本のワンド・タマリでは涵養源の違いや地中での経路による生物地球化学的なプロセスの影響を受け、多様な水環境を形成する可能性がある。
そこで本研究ではワンドの湧出部やタマリの中央部に対して複数の環境トレーサーを使用し、水・栄養塩類の起源や供給経路に関するデータを相補的に取得することで、ワンド・タマリの特徴ごとの分類方法の確立を目指す。
<試料と方法>
衛星写真を用いて多摩川（河口から15 km～55 km区間）のワンド・タマリを約50地点選定し、2024年2月～2025年3月にかけて3回(2024冬季、2024夏季、2025冬季)採水・調査を行った。またワンド・タマリとの水質比較用に多摩川本流（約16地点）・多摩川周辺湧水（約50地点）の採水も行った。現地では電気伝導度(EC)、水温、pH、溶存酸素(DO)の測定及び採水をおこない、試料は分析に応じて0.22 µmもしくは0.45 µmフィルターでろ過をし、冷蔵・冷凍・実験室での処理をおこなった。栄養塩類はAACSⅡ自動分析装置等を用いた比色法によりリン酸(PO43-)、硝酸(NO3-)、亜硝酸(NO2-)、アンモニウム(NH4+)、ケイ酸(DSi)濃度を測定した。またワンド・タマリでは一定量試水から懸濁物をGF/Fフィルターで捕集しDMF抽出したChl.a濃度を測定した。環境トレーサーとして各種イオン（Cl-, NO3-, SO42-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+）をイオンクロマトグラフィー、222Rn濃度を濃度静電捕集型ラドンモニタ（Durridge社)、有色溶存有機物(CDOM)濃度 をCDOMロガーにて測定した。
<結果と考察>
ワンド・タマリの各種栄養塩濃度は地点間で大きく異なり（ワンド DSi:50～175 µmol/L, NO3-:39～402 µmol/L, PO43-:0.05～12 µmol/L, タマリDSi:28～157 µmol/L, NO3-:5.4～370 µmol/L, PO43-:0.03～11 µmol/L）、さらに河川本流の下流方向における栄養塩類の濃度増加の傾向と比較しても異なることから、内部環境や水の起源・供給経路等がこれらの差異を生み出している可能性が高い。ワンド・タマリの水起源の指標として使用した222Rn濃度は既往研究と同様に大半の浅層地下水で河川水よりも2桁ほど高く、ワンドへの浅層地下水流入の程度を明らかにすることが期待できる。またCDOM濃度に関しても浅層地下水と比べて河川は明確に高濃度を示した。
各種栄養塩類(DSi, NO3-, PO43-)は222Rn濃度やCDOM濃度と関係がみられることから、多くのワンドで河川-浅層地下水の混合状態が内部の栄養状態に影響を与えていることが考えられる。しかしながら、NO3-濃度は河川水・浅層地下水共に高濃度で分類が難しい点やタマリでは環境トレーサーと栄養塩類の関係が見られないことからも、硝酸安定同位体比を始めとした追加の環境トレーサーによる調査が必要である。
<謝辞>
本研究は、公益財団法人 河川基金助成事業の支援を受け実施したものです。