２－１：調査地 • 三春ダムは，福島県田村郡三春町に位置する多目的ダムである。今回、牛縊前貯水池（St.1）、

蛇石前貯水池（St.2）、蛇沢前貯水池（St.3）の３ヶ所を調査地点として選択した。本ダムでは試験湛水として、貯水位を調節しており、11月から5月にかけてはEL326mに保たれ、5月20日-10月20日はEL318mに保たれることが定められているが、近年、工事の影響で水位変動期間が変更されている。

２－２：調査内容 • ヤナギ類現地調査

5×5m～10×10mのコドラートを設置し、コドラート内のすべての樹木の樹高、胸高直径を測定し、そこから樹木密度、DBH、枝の数などを整理、算出した。また、各コドラートの付近で樹木を伐採して大学に持ち帰り、樹高、DBHとともに、年輪から樹齢を測定し、さらに地上部、地下部のバイオマスを求めた。また、ヤナギの葉の陰による日射阻害を天空率で表し、その地点における草本を1m×1mメッシュを用い、採取した。

• イタチハギ調査 各地で個体を確認できた地点ごとにサイトナンバーを決め、イタチハギの個体、土壌、周辺植物、を持ち帰り、各サンプル乾燥重量を測定した。その後、土壌はふるいにかけ、植物の利用に関係する細粒分（0.1mm程度以下）のものを、植物は粉砕したものを分析サンプルとし、vario MICRO cube（Elemental Germany) でTNを、それに接続したIsoPrimeTMEA（MICROMASS）にてδ15Nを測定した。

また、窒素固定寄与率%Ndfaを次式より求める。

• 土壌調査

土壌はイタチハギ採取地点とは別に10cm毎に1mの

深層までのサンプルを採取し、各層毎に分析をを行な

った。また、湖底の土壌に関しても採取し、分析した。

３－１：タチヤナギの生態特性 • タチヤナギについては、標高の高い位置に形成された樹木密度の疎な群落

ではAGBの大きな個体から小さな個体まで確認されたが、標高の低い位置

に形成された密な群落にはAGBの大きな個体は１個体を除いて確認されな

かった．Fig.8ではその個体それぞれの位置を示すが、周囲を急斜面に囲ま

れている牛縊前貯水池では標高の高い位置において生長したヤナギ群落が

疎に分布し、徐々に標高の低い位置へと生息域を拡大している．また、最北

端の地点では6歳以下の個体のみが確認され、これは、水位変動の不規則

化により侵入したものと考えられる．また、タチヤナギはAGBが小さい個体は

密に群落を形成することで日射を優先的に獲得し、その天蓋下の植生の生

長を抑制する．実際、ヤナギ群落内には陰性のツユクサ等がまばらに生える

のみにとどまった．

３－２：イタチハギの窒素固定能 • 土壌中窒素分とイタチハギ体内のδ15N値には正の相関が見られた．一方で土壌窒素分とイタチハギの窒素固定寄与率には負の相関が確認できた．三春ダム前貯水池内で採取したイタチハギ個体においてはおよそ65%程度まで窒素固定に依存している個体が確認され、土壌窒素分が多い地点においても10%前後は窒素固定を行っていることが確認された．さらに

３－２：牛縊前貯水池木本類に関する窒素循環量 • Fig.12では、牛縊内における全木本類の個体位置を示す．この各個体は位置

データ、胸高円周から求めた胸高直径、樹高を測定した．また、それとは別に

採取した個体について乾燥重量（バイオマス量）、樹齢を測定し、イタチハギ

についてFig.14－Fig.16のようにアロメトリー式を作成した．

• 牛縊前貯水池においてはタチヤナギ体内への窒素蓄積量が5.0g/m2程度

と非常に多きく、循環量は2.1g/m2程度と蓄積量のおよそ40%程度であっ

た．また、イタチハギの蓄積量は0.05g/m2程度であり、うち0.01g/m2程度

が空気中窒素ガス由来である．一方、循環量は0.02g/m2程度であり、うち

0.006g/m2程度が窒素ガス由来とその良はタチヤナギに比べ、非常に小さい．

Fig.9 樹木密度と地上部バイオマス

４．考察

１－１：三春ダム前貯水池における植生遷移

１ー２：研究対象とした植物 タチヤナギ(Salix subfragilis)、イタチハギ(Amorpha fruticosa)とその他の周辺植物を

研究対象とする．

ヤナギ林床

通常のダム

• 急勾配な側岸• 土壌の堆積：少ない• 植生なし

三春ダム 前貯水池

• 緩やかな勾配の側岸• 富栄養な土壌の堆積• 露出時：草本類• ヤナギ林

露出地

• 草本類少ない• ヤナギの落葉

• 大量の草本類

落葉、草本：枯死後は半分以上は湛水時に分解木本部：栄養塩は蓄積され続ける

イタチハギの侵入（窒素固定）

No.7 三春ダムにおけるヤナギ類の生態調査プロジェクト

Reseaerching Salix Subfragilis in Miharu dam 中村祐太(Nakamura Yuta) 大山恭平(Kyohei Oyama)

太田浩介(Kousuke Ota) 星圭祐(Keisuke Hoshi)

浅枝隆(Takashi Asaeda)

(財)ダム水源地環境整備センター（WEC)

１．背景・目的

２．調査方法

３．結果

イタチハギについては、水位変動期間が変更され、種子散布時期に土壌が露出している期間が増えたことにより、急速に侵入したものと考えられ、その数は現在も年々増加している．さらに、窒素固定を行うことにより、他の植物が侵入しえない地における定着も確認でき、今後さらに急速な増加が予想される．また、タチヤナギに関しては弱齢の個体は密に群落を形成し、日射を獲得しており、タチヤナギの群落内ではその構成個体の大小に関わらず、草本類の生長が抑制されていた．最後に、牛縊における木本類窒素循環量に関しては、土壌窒素分を増やすとされるイタチハギによる窒素循環量はタチヤナギと比べ、多くはなかった．しかし、前述したように、イタチハギは急速に増加しており、今後その循環量も急速に増加するものと考えられる．

本研究では調査地を福島県田村郡三春町に位置する三春ダム湖岸とし、ダム湖内に特に優先して生育するヤナギ類のタチヤナギSalix subfragilisとマメ科のイタチハギAmorpha fruticosaに着目し、調査を行った。山岳地域に建設されるダム貯水池の

場合、通常、側岸が急峻で土壌が流失しやすく、夏季に水位が低下した後も、植生が生えるには時間がかかり、十分な植生帯が形成されない。ところが、三春ダムの前貯水池の場合、比較的緩勾配であることから、土壌の堆積が大きく、ヤナギ類やイタチハギの樹木の他、夏季には大量の草本類が繁茂する。本ダムでは試験湛水として、貯水位を調節しており、11月から5月にかけてはEL326mに保たれ、5月20日-10月20日はEL318mに保たれることが定められている。ただし、近年は、工事のために、1月ごろまで水位を下げている。調査の結果、ヤナギの形態に影響を与えているのは、冠水時の水深、冠水日数、日射条件、洪水による浸食などの可能性が高いと考えられた。イタチハギに関しては、土壌中のTNの増加に伴い、イタチハギ体内のδ15Nに急激な上昇傾向がみられた。また、土壌TNが0.08%程度以下となると、イタチハギの窒素固定細菌への依存が増え、利用窒素の大半を空気中の窒素ガスに寄与していることがわかった。また、9月のデータと12月のデータの比較では、9月の方が空気中の窒素ガス由来のものの割合が多い。これは、9月にはまだ光合成による生産が見られるのに対して、12月にはほぼ枯死状態となることが原因であると考えられる。

The Miharu dam is a multipurpose dam located in the Fukushima Prefecture Tamura-gun Miharu-cho. It paid attention to Salix

subfragilis and Amorpha fruticosa that gave priority in the dam lake and grew, and it investigated. Dam is usually constructed in

the mountainous region. In this case, the side shore is Rapid ascent, and the soil will easily flow out. The water level decreases in

summer, and an enough zone of vegetation is not formed. However, Miharu dam reservoir is comparatively slow grade, the soil

piles up, and the vegetation grows up thickly. The reservoir level is adjusted as an examination ponding in the main dam. It is

provided that it is kept EL326m from November through May, and May 20 - October 20 is kept EL318m. However, the water level

has been lowered until about January for construction in recent years. As a result of the investigation, it was thought as the

possibility such as erosion due to depth when it was flooded, the flood days, the insolation condition, and the flood high to

influence the form of the osier. For Amorpha, rapid uptrend was seen by δ15N in Amorpha inside of the body as TN in the soil

increased. Moreover, when soil TN becomes about 0.08% or less, the dependence on nitrogen fixing with bacteria increases, and

contributes to the chokedamp in air most of the use nitrogen. Moreover, the ratio of September of the one of the chokedamp origin

in air is more abundant in the comparison between the data of September and December. It is thought that most entering the

state of withering is a cause in this in December while production by photosynthesis is still seen in September.

Fig.11 土壌中のTNとイタチハ中のδ15N

Fig.1 細い樹木が密に生える群落

Fig.2 太い樹木が疎に生える群落

Fig.3 路肩に大群落を形成するイタチハギ

タチヤナギ 草本繁茂

土壌・貯水 窒素循環形態を乱す要因

(Robert M. Boddey，2000)

根粒細菌

Fig.4 三春ダム前貯水池 位置図

※青で塗りつぶされた部分：夏季制限水位

青の点線で囲まれた部分：常時満水位

■：コドラートの位置

※ 左：2000年7月の洪水時

右：平常時

Fig.5 土壌深層サンプル

Fig.10 天空率と草本類バイオマス

Fig.6 タチヤナギ個体位置

Fig.12 土壌中のTNとイタチハギの

窒素固定寄与率

Fig.13 牛縊木本個体位置

Fig.14 DBHと幹バイオマス Fig.15 DBHと葉バイオマス

Fig.16 DBHと樹齢

• これらから、以下の式を得た

また、各個体のサイズデータを

これらの式に適用し、牛縊前貯

水池内での窒素循環量Fig.17

のように見積もった．

Stem biomass=136.08DBH2.2583

Leaf biomass=13.302DBH2.7683

AGE=4.2278DBH0.9315

Fig.17 牛縊前貯水池木本窒素循環量

Fig.12 イタチハギ個体位置