湖の水質浄化に伴う生態系変化と それが生み出した新たな問題 諏訪湖

湖の水質浄化に伴う生態系変化と
湖の水質浄化に伴う生態系変化と
それが生み出した新たな問題
それが生み出した新たな問題
諏訪湖から学んだこと
諏訪湖から学んだこと
信州大学山岳科学総合研究所
長野県諏訪建設事務所提供
花里孝幸
流出口
導水管
下水処理場
処理場排水中のリン濃度
は、諏訪湖の全リン濃度
の10倍以上
流出河川、天竜川水質への
流出河川、天竜川水質への
下水処理システムの影響評価
下水処理システムの影響評価
天 白 橋
新 樋 橋
天竜川(新樋橋)の水質への影響評価(TP：mg/L)
年平均
天竜川(新樋橋)の水質への影響評価(COD：mg/L)
年平均
湖水中の全リン濃度
山林・農耕地
からの流入負荷
工場・事業所
からの流入負荷
環境基準値
家庭からの
流入負荷
1984年
集水域から諏訪湖に流入する全リン量と
湖水中の全リン濃度の年変化
2001年
水質浄化に伴う
生態系の変化
アオコの激減
諏訪湖における1991∼2003
年のMicrocystisの現存量の
変化（本間・朴，2005）
年
2005
2003
2001
異常な冷夏
1999
1997
1995
1993
1991
20
0
1989
140
1987
1985
1983
1981
120
1979
1977
透明度(cm)
諏訪湖の夏(７∼９月)の平均透明度
アオコ激減
下水処理場の稼働
100
80
60
40
20 年
ユスリカの減少
至近距離からの写真
（黒い点がユスリカ成虫）
諏訪湖から発生したユスリカで壁が黒ずんだ湖畔に建つ建物(１９９
０年)
下水処理場の供用開始
信濃毎日新聞(2005年10月28日)
湖が汚れると
魚が増える！
「魚がたくさん棲めるような
「魚がたくさん棲めるような
きれいな湖にしよう」
きれいな湖にしよう」
↑
↑
生態学的に誤った表現
生態学的に誤った表現
昔は湖水がきれいでワカサギが
たくさん獲れた？
アオコの
大発生期間
下水処理場の供用開始
水草
浅い湖では水草が繁茂しやすい
ヒシ
諏訪湖
エビモ
エビモ帯における透明度と
エビモの現存量との関係
数値は５ヶ年ごとの平均値
諏訪湖における密度評価による
５ヶ年ごとのエビモの分布の比較
武居 (2004)
諏訪湖
４ｍ
ヒシ
２ｍ
2006年晩夏
２００６年
諏訪湖
2008年
貧栄養化
富栄養化
太陽光
沈水植物
ヒシ
底
低/
砂質
高 /
泥質
高 /
泥質
有機物
含量
水質浄化だけでは昔の生態系
は戻らない。
底質の改善も必要。
水質浄化よりも
時間がかかる
魚の少ない湖
湖のプランクトン群集
魚の多い湖
カブトミジンコ
｛ダフニア｝
(体長：∼2mm)
ゾウミジンコ
（体長：∼0.5mm）
ツボワムシ
（体長：0.2mm）
植物プランクトン
の天敵
食う-食われる
競争
生物間相互作用
霞ヶ浦で
起きた事件
カブトミジンコ：∼2mm
イサザアミ：∼15mm
白樺湖でのバイオマニピュレーション
ニジマス放流(2000∼2003)
カブトミジンコ放流(2000年)
水草（コカナダモ）の分布面積の変化
(b) 1999年
(a) 1998年
8.1%
(c) 2000年
34.6%
(d) The year 2005-2006
白樺湖
0%
52.1%
白樺湖における透明度の変化
水草が湖面積の3割程度覆うようになると、
湖全体の水質に影響を与えるようになる
The change of Daphnia density & water transparency in Lake Shirakaba (1997-2006)
400
0
300
200
3
250
200
300
150
100
０
50
８．１
３４．６
ここのデータはまだナイショ
０
400
水草被覆率
500
0
M J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N
1997
1998
Daphnia density
Secchi depth
1999
2000
2002
2001
2003
2004
2005
Year
白樺湖
2006
Water transparency (cm)
100
2
Daphnia (x10 inds / m )
350
● ワムシや小型ミジンコに及ぼすダフニアの影響
250
ダフニア （ガブトミジンコ）
200
白樺湖
3
2
Daphnia density ( x10 Inds. / m )
Daphnia galeata
150
ダフニアの放流
ダフニアの放流
100
50
0
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
1998
1997
M
M
J
S
N
J
M
1999
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
2002
2001
2000
Date
M
M
J
S
J
S
J
S
2003
T o ta l C la d o c e r a
1 4 0 0
小型ミジンコ
1 2 0 0
3
x10 Inds. / m
2
1 0 0 0
8 0 0
6 0 0
4 0 0
2 0 0
0
M
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
1 9 9 9
1 9 9 8
1 9 9 7
M
M
J
S
N
J
2 0 0 0
M
M
J
S
N
J
M
M
J
S
N
J
M
2 0 0 2
2 0 0 1
M
2 0 0 3
D a te
T o t a l R o t if e r a
ワムシ類
2 5 0 0 0
1 5 0 0 0
3
x10 Inds. / m
2
2 0 0 0 0
1 0 0 0 0
5 0 0 0
0
M
M
1 9 9 7
J
S
N
J
M
M
1 9 9 8
J
S
N
J
M
M
1 9 9 9
J
S
N
J
M
M
J
2 0 0 0
D a te
S
N
J
M
M
2 0 0 1
J
S
N
J
M
M
2 0 0 2
J
S
N
J
M
M
2 0 0 3
N
白樺湖における透明度の変化
水草が湖面積の3割程度覆うようになると、
湖全体の水質に影響を与えるようになる
The change of Daphnia density & water transparency in Lake Shirakaba (1997-2006)
400
0
300
200
3
250
200
300
150
100
０
50
８．１
３４．
６
400
０
水草被覆率
500
0
M J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N
1997
1998
Daphnia density
Secchi depth
1999
2000
2002
2001
2003
2004
2005
Year
白樺湖
2006
Water transparency (cm)
100
2
Daphnia (x10 inds / m )
350
白樺湖
水草（コカナダモ）の分布面積の変化
(b) 1999年
(a) 1998年
8.1%
(c) 2000年
34.6%
(d) 2005-2006年
0%
52.1%
白樺湖の透明度の経年変化 (1997-2006)
LMND
HMND
(1)
(2)
LMND
LMHD
HMHD
(3)
(4)
(1)
0
Secchi depth
( cm )
100
200
Mean secchi depth
300
400
500
M J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N J MM J S N
1997
Stages
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
(1) : LMND (Low density of macrophytes and no or a few Daphnia)
(2) : HMND (High density of macrophytes and no Daphnia)
(3) : LMHD (Low density of macrophytes and high density of Daphnia)
(4) : HMHD (High density of macrophytes and high density of Daphnia)
2006
それぞれのステージの
平均透明度
350
250
Secchi depth
12
b,c
10
b
a
Chlorophyll a.
c
b,c
8
200
mg / L
Secchi depth (cm)
300
c
それぞれのステージの
平均クロロフィル濃度
150
a,b
6
a
4
100
50
2
0
0
LMND
HMND
LMHD
HMHD
Microcystis sp.
LMND
HMND
LMHD
HMHD
(Standard error)
The mean values denoted by the same letter are not significantly different from each
other in Tukey's test (P > 0.05).
諏訪湖
諏訪湖 における1996-2005年の
における1996-2005年の
inds. /L
inds. /L
大きさ：最大で10mm
inds. /L
ノロ
inds. /L
ミジンコ個体群の変遷
ミジンコ個体群の変遷
1500
1200
900
600
300
0
400
300
200
100
0
240
180
120
60
0
6
5
4
3
2
1
0
Bosmina longirostris
B. fatalis
Diaphanosoma brachyurum
Leptodora kindtii
M J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S DM J S
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
諏訪湖における動物プランクトンの調査
霞ヶ浦から
諏訪湖への
ワカサギの移入
1907-09 Daphnia sp.
1914-15
1947-49
×
1969
×
1970
×
1971-72
×
1977
×
1978
×
1982-85
×
1986
×
1987
×
1992
×
1993
×
1994
×
1996×
諏訪湖
諏訪湖
！
２００７年５月下旬
諏訪湖でついにカブトミジンコ
(Daphnia galeata)が出現
白樺湖
魚除去
水質浄化
大型ミジン
コ増加
植物プラン
クトン減少
諏訪湖
窒素･リンの
削減
生物の生産量
の低下
（水質浄化の
進行）
魚の減少
大型ミジン
コ増加
水質浄化
植物プラン
クトン減少
クロモ
第５期諏訪湖水質保全計画
長期ビジョンとそこに至る道筋
昭和30年代の「人と生き物が共存する諏訪湖」を
20年後の長期ビジョンとして掲げる中で…
2007年秋
クロモ
環境問題の対策の実行
↓
より好ましいと考えられる生態系への変化
↓
その時につくられている社会システムの中で
問題を起こさないか？
将来の生態系構造の変化と社会システムの変化、
それぞれの予測が重要
クロモ
諏訪湖
あちら立てればこちら立たず
湖を(ひとつの生態系を)多くの人々が
異なった目的で利用しているため
［漁業, 観光, 水道水源池, 憩いの場 等々］
生態系変化の将来予測をし、
生態系変化の将来予測をし、
対策を立てる
対策を立てる
河川環境管理財団提供
人の立場が変わると評価が変わる
人の立場が変わると評価が変わる
水草の堆肥化
→集水域と湖の間での物質循環
肥 料
P
N
農 地
P
水 草
N
集水域
湖
（空間的スケールを変えると、見方が変わる）
日本を中心にした
日本を中心にした
地球規模の窒素・リンの動き
地球規模の窒素・リンの動き
大気
リン鉱石
（海洋）
魚介類
（外国）
食糧
排 泄
日本の湖が富栄養化するのは当たり前
（空間的スケールを変えると、見方が変わる）
３００年後にリンが枯渇する！
３００年後にリンが枯渇する！
リン鉱石
（外国）
食糧
農業生産量が大きく落ち込み、
食糧不足が深刻になる。
300年後にリンが枯渇する！
300年後にリンが枯渇する！
リンはどこにある？
日本の湖の底にある！
日本の湖の底にある！
将来は、日本がリンの輸出国なる。
今、湖底に堆積して問題を起こしているリンは、
300年後には宝物になる！
時間的スケールを変えると見方が変わる。
天竜川のトビケラの
現存量は日本一
Ｑ． なぜ天竜川にはトビケラが多いのか？