原著論文 ORIGINAL PAPER

コンクリート基質―自然基質間における河川性底生動物の群集構造の比較

金澤　康史^*・ 三宅　洋

愛媛大学大学院理工学研究科　〒790-8577　愛媛県松山市文京町３

Koji KANAZAWA^* and Yo MIYAKE: Comparison of stream invertebrate assemblages between concrete and natural substrates.. Ecol. Civil. Eng. 9(2), 141-150, 2006.

Graduate School of Science and Engineering, Ehime University, Bunkyo-cho 3, Matsuyama, Ehime 790-8577, Japan

Abstract:Concrete revetment is widely applied in flood control to protect stream banks from a scouring. However, the utilization of concrete substrates by stream invertebrates is largely unknown to the present. In this study, we conducted a field survey on the physical habitat environment and community structure of stream invertebrates on concrete, stone and bedrock substrates, in order to characterize concrete substrate relative to natural substrates. Current velocity was lower on stone substrate than on concrete or bedrock, probably because of high roughness of stone substrate. Density of stream invertebrates was the highest on concrete substrate, while the evenness, one element of diversity, was lower on concrete and bedrock than on stone. In addition, the ordination using non-metric multidimensional scaling (NMS) revealed that the community structure of stream invertebrates on concrete was different from that on stone and can be characteristics by high density of Baetiella japonica, with bedrock showing intermediate characteristics between concrete and stone. Thus, stream invertebrate assemblage established on concrete substrate appeared to be distinct from those of natural substrates, possibly owing to low habitat complexity. High density, low taxon richness and low evenness of stream invertebrates were observed at the habitat with high current velocity. The value of NMS axis 2, which positively and strongly correlated with the density of Baetiella japonica, increased as the current velocity increased. Distinctive community structure, characterized by high density and low evenness, observed on concrete substrate would thus be caused by high current velocity and habitat preference of Baetiella japonica. Consequently, we suggest that concrete revetment modifies the community structure of stream invertebrates by simplifying and altering physical habitat environment, at the habitat patch scale examined in this study. Our findings could contribute to better understanding of the influences of flood control structures on stream invertebrates and, furthermore, provide basic information needed to the stream management and restoration.

Key words: Bedrock substrate, Concrete substrate, Habitat environment, Stream invertebrate assemblage, Stone substrate

摘要

本研究では護岸建設により出現する人工的なコンクリート基質と，自然基質である礫および岩盤との間で，生息場所環境および河川性底生動物の群集構造を比較し，コンクリート基質の物理的な生息場所特性とそこに成立する底生動物群集の特徴を明らかにすることを目的とした．
　物理的環境の比較により，基質の表面流速は礫で最も小さいことが示された．礫河床は粗度が高く，流水に対する抵抗が大きくなるため，粗度が低いコンクリート基質および岩盤よりも流速が小さくなったものと考えられた．
　底生動物の生息密度はコンクリート基質で最も高く，多様性の一要素である均等度は礫で最も高かった．また，非計量的多次元尺度法（NMS）の結果から，コンクリート基質上ではフタバコカゲロウが優占していることが明らかになった．コンクリート基質上に特徴的な底生動物群集が成立したのは表面形状の単純化とフタバコカゲロウの増加が原因だと考えられた．
　表面流速の増加に伴い，底生動物の生息密度は増加し，分類群数および均等度は減少した．また，流速の大きい生息場所では，フタバコカゲロウと強い正の相関関係の見られるNMS 軸２の値も高かった．よって，コンクリート基質上の流速の増加が，他の自然基質とは異なる底生動物群集が見られる原因だと考えられた．
　本研究により，コンクリート基質上では自然基質とは異なる底生動物群集が成立していることが示された．この原因としては，コンクリート護岸の建設による生息場所環境とその複雑性の改変が考えられた．本研究の結果は，護岸などの河川構造物は人間生活の安全性・利便性を高める上で必要なものである反面，河川生物群集に影響を及ぼしているという一例を示しているものと思われる．今後は，基質特性が底生動物群集に影響を及ぼすメカニズムを解明する必要があると考えられる．

2006年4月19日受付，2006年7月19日受理
* e-mail: s841008k@mails.cc.ehime-u.ac.jp