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応用生態工学 15(1), 45-59, 2012

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原著論文 ORIGINAL PAPER

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石狩泥炭地宮島沼の水・物質収支に及ぼす灌漑の影響


木塚 俊和1)2)*・山田 浩之3) ・平野 高司3)

1)北海道大学大学院農学院 〒060-8589 札幌市北区北9条西9丁目
2)日本学術振興会
3)北海道大学大学院農学研究院 〒060-8589 札幌市北区北9条西9丁目

Toshikazu KIZUKA1)2)*, Hiroyuki YAMADA3), Takashi HIRAN03) : Effects of irrigation on the hydrological and chemical budgets of Lake Miyajima-numa in the Ishikari Peatland, northern Japan. Ecol. Civil Eng. 15(1), 45-59, 2012.

1) Graduate School of Agriculture, Hokkaido University, Kita-9, Nishi-9, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido 060-8589, Japan
2) Japan Socirty for the Promotion of Science
3) Reserch Faculty of Agriculture, Hokkaido University, Kita-9, Nishi-9, Kita-ku, Sapporo, Hokkaido 060-8589, Japan

Abstract: Water chemistry deterioration has become increasingly evident at mire pools with agricultural development occurring in pool catchment areas. Improvement of hydrochemical conditions is urgently necessary for the conservation of such mire pools'ecosystems. We investigated the hydrological and chemical budgets of Lake Miyajimanuma, a Ramsar Convention wetland, which is surrounded by paddy fields in Ishikari Peatland, northern Japan,during its ice-free period in 2007-2008. Surface water inflow and outflow via ditches dominate its hydrological budget, respectively constituting 88% of total input and 78% of total output. Similarly, chemical budgets including Ca2+, total nitrogen, and total phosphorus were dominated by ditch inflow and outflow. Chemical constituents of the ditch inflow were derived from mineral-rich and nutrient-rich river water supplied to paddy fields as irrigation water. Therefore, the input fluxes of Ca2+, total nitrogen, and total phosphorus were much greater than those of a pristine mire pool. Increased input fluxes of chemical constituents induced by irrigation changed the hydrological and chemical budgets of mire pools, which degraded the water chemistry through eutrophication and other processes.

Key words: eutrophication,hydrochemistry,mineral ion,mire pool,nutrient

摘要

近年,農業活動に伴う泥炭地湖沼の水質汚濁が顕在化しており,水文化学環境の改善が泥炭地湖沼の生態系保全にとって重要な課題となっている.本研究では,このような劣化した泥炭地湖沼の修復に向けた基礎的な知見を得るために,周囲を農地で囲まれ,富栄養化が著しい北海道石狩泥炭地の宮島沼(湖水面積:0.26 km2,平均水深:0.59 m) を対象に,水収支および全窒素,全リン,Ca2+を含む物質収支を,2007・2008年の湖水の非結氷期(4-11月)に調べた. その結果,水路による流入・流出水がそれぞれ全流入水量の88%,全流出水量の78%を示し,水収支の大半を占めた. 水収支と同様に,物質収支でも,水路による流入出が収支の大部分を占めており,その量は灌漑(5-8月)に顕著に多くなった. 流入物質の由来を検討した結果,水路から湖沼に流入する物質は,主に水田灌漑のために供給される石狩川の河川水に由来するものと考えられた. このように,宮島沼では栄養塩類やミネラルイオンを豊富に含んだ河川水が流入するため,全窒素,全リン, Ca2+の流入負荷量が,自然条件の泥炭地湖沼に比べて著しく多かった. 灌漑による河川水の供給は,泥炭地湖沼が本来有する水・物質収支の特徴を大きく改変させるとともに物質の流入負荷量を増加させ,富栄養化をはじめとする水質汚濁をもたらしていると考えられた.

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2011年9月9日受付, 2012年2月29日受理
1) e-mail: kizuka.toshikazu@nies.go.jp
 現所属 : 独立行政法人国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター 〒305-8506 茨城県つくば市小野川16-2
Present Address: Center for Environmental Biology and Ecosystem Studies, National Institute for Wnvironmental Studies, 16-2 Onogawa, Tsukuba, Ibaraki 305-8506, Japan

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