原著論文　ORIGINAL PAPER

琵琶湖に生育する6種の沈水植物の光・水温特性

今本　博臣^１）＊，松本　潤^１），古里　栄一^２），鷲谷　いづみ^３）

１) 独立行政法人水資源機構　〒330-6008　さいたま市中央区新都心１１−２
２） 埼玉大学大学院理工学研究科環境制御工学専攻　〒338-8570　さいたま市桜区下大久保２５５
３） 東京大学農学生命科学研究科生圏システム学専攻保全生態学研究室　〒113-8657　文京区弥生１−１−１

Hiroomi IMAMOTO^1)*, Jun MATSUMOTO¹⁾, Eiichi FURUSATO²⁾, and Izumi WASHITANI³⁾: Light and water temperature parameters of 6 species of submerged macrophytes in Lake Biwa. Ecol. Civil. Eng. 11(1), 1-12, 2008.

1) Japan Water Agency, 11-2 Shintoshin, Chuo-ku, Saitama, Saitama 330-6008, Japan
2) The University of Saitama, 255 Shimo-okubo, Sakura-ku, Saitama, Saitama 338-8570, Japan
3) The University of Tokyo, 1-1-1 Yayoi, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8657, Japan

Abstract: Effects of light intensity and temperature on the growth of six submerged macrophytes growing in Lake Biwa, Japan, were examined using an experimental growth system. Light intensity and temperature were controlled at five (100, 50, 25, 13 and 1％) and four (11, 17, 23 and 29℃) levels, respectively, and shoot length, dry weight, and total leaf area were measured at 10 day intervals for 60 days. Potamogeton malaianus died in 20 days at a water temperature 23℃ and light intensity of 1 mmol/m2/s. The exotic species Elodea nuttallii died in 30 days at a water temperature 29℃ and light intensity of1 mmol/m2/s. However, Potamogeton maackianus and Hydrilla verticillata survived in all temperature and light conditions. Light compensation points were 12 mmol/m2/s for P. malaianus and Vallisneria asiatica var. biwaensis, and 1-6 mmol/m2/s for P. maackianus, H.verticillata, Egeria densa and E. nuttallii. Comparison of the Relative Growth Rate of each species showed that V. asiatica, H. verticillata and E. nuttallii had high values at a water temperature of 29℃, and P. maackianus and E. densa had high values at a water temperature of 23℃. Egeria densa, H. verticillata, E. nuttalli and P. malaianus showed faster shoot elongation, P. maackianus and V. asiatica slower. When shoots were near the water surface, the elongation speed of E. nuttallii, E. densa and H. verticillata decreased, and active branch extension was noted. However, P. malaianus shoots elongated. We confirmed that each species of submerged macrophyte showed specific responses to minor changes in water temperature and light intensity at around the compensation point, and responses specific to each species to seasonal fluctuations of the water level can be predicted.

Key words: Lake Biwa, light intensity, submerged macrophytes, water level fluction, water temperature

摘要

　本研究では，水位変動による補償点付近の微妙な光量の変化と水温に対するそれぞれの種に特有の成長反応の違いが，沈水植物の現存量や種組成に影響を及ぼしているという仮説を検証するため，光量，水温，栄養塩などが制御可能な実験システム（Imamoto et al. 2007）を用いて沈水植物を栽培し，その光と水温環境への形態および光合成特性における反応を明らかにすることで，水位変動に対する沈水植物の応答を推察した．
　主な知見を以下に示す． (1) 生存限界光量は，ササバモとコカナダモが高い値を，センニンモとクロモが低い値を示したことから，急激に水位が上昇した場合には，ササバモとコカナダモの光条件が生存限界以下となる可能性が示唆される． (2)　補償光量域は，ササバモ，ネジレモとコカナダモが高い値を，センニンモ，クロモとオオカナダモが低い値を示した． 　補償深度付近程度の深さの平らな湖底が広がる湖沼では，水位低下による影響で生育可能領域の拡大が期待される．このような場所では，補償光量域の低いセンニンモ，クロモ，オオカナダモが増加する可能性が示唆される．(3)　RGRを24-96mmol/m2/sの光条件で比較すると，水温29℃ではクロモとコカナダモ，水温23℃ではコカナダモ，クロモとオオカナダモ，水温11〜17℃ではオオカナダモ，コカナダモとセンニンモが高い値を示した．水位低下は，水位低下時期に最大現存量を示しかつRGRが高い種を増加させ，RGRが低い種や水位低下時期と最大現存量を示す時期が一致しない種は相対的に減少すると考えられることから，水位低下の時期によって増加する種が異なる可能性が示唆される． (4)　クロモ，オオカナダモとコカナダモは，シュートが水面付近に近づくとRGRの増加に大きな変化がみられないにもかかわらず伸長速度が低下した．一方，ササバモは，シュートの伸長に明瞭な変化が見られなかった．ササバモは異形葉を持っており，頂部が水面上まで達すると必要に応じて浮葉を展開する．他の沈水植物とは異なったシュートの伸長戦略をもつものと考えられる．

2006年10月26日受付，2008年2月29日受理
* e-mail: hiroomi_imamoto@water.go.jp