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Title サロベツ泥炭地の地下水位とササ : 泥炭地の形態的研究 （Ⅲ）

Author(s) 梅田, 安治; 辻井, 達一; 井上, 京; 清水, 雅男; 紺野, 康夫

Citation 北海道大学農学部邦文紀要, 16(1), 70-81

Issue Date 1988-03-31

Doc URL http://hdl.handle.net/2115/12086

Type bulletin (article)

File Information 16(1)_p70-81.pdf

Hokkaido University Collection of Scholarly and Academic Papers : HUSCAP

サロベツ泥炭地の地下水位とササ

一一泥炭地の形態的研究 (III)一一

梅田安治1・辻井達 一人井上 京1

清水雅男2・紺野康夫3

(昭和田年 12月 28日受理)

The Relation of Groundwater Depth to Invasion

of Sasa in Sarobetsu Peatland

-Surface Forms on Peatland (I1I)一

Yasuharu UMEDA1， Tatsuichi TU]II2， Takashi INouE¥ Masao SHIMIZU1 and Yasuo KONN03

(1. Institute of Land Improvement 12. Botanic graden Faculty of Agriculture， Hokkaido Univ. /3. Obihiro Univ. Faculty of

Agriculture and Veterinary Medicine)

1. はじめに

サロベツ泥炭地は，はやくから農業開発が計画されて

きたが，気象条件の厳しさ，排水条件の劣悪さなど技術

的困難さもあり，北部と東側縁辺部の極く一部が開発さ

れたにすぎなし、。一方，利尻礼文サロベッ国立公園の中

に繰り込まれ，土地利用は厳しく区分されることとなっ

てきた。保護区の一部である丸山道路の南側に拡がる通

称「サロベツ原生花園」と呼ばれる第 1種特別地域から

特別保護地区にはササの群落が拡張し， ミズコケ類を主

とした本来的な原生花園の植生に影響するのではなL、か

とする懸念が一部に生じてきた。従来からの植生などに

関する資料も十分でなく，ササの拡張状況は確認するに

到っていなし、。しかし一般的には泥炭地の乾燥とササ

の生育は関係するとみられている o ここでは，泥炭地の

乾燥状況を，地下水位の高低，さらに地下水位の変動パタ

ーンとして捉えることにより，それとササ群落の関係に

ついてみることにした。すなわち，原生花園内にミズゴ

ケ群落域からササ群落域にわたって観測線を設置し，そ

れにそって，地下水位の挙動，ササを主とする植生の状

況について観測した。さらに約 30年前に掘られたミス

ゴケ採取のための平行した溝を横断して，地表の高低す

なわち地下水位の高低と植生状況の関係を観察した。ま

た，現地の湿地溝を堰き上げることによって地下水位を

70

高くした場合の植生の変化を調査した。これらの結果に

ついて報告する。

2. サロベツ原生花園の地形

サロベツ泥炭地を丸山から西方のサロベツ川開運橋地

点へ通じている丸山道路の南側が原生花園と呼ばれてい

る地区で，その一部には木造の遊歩道なども設置されて

いる。この地区の標高は丸山の周辺部が比較的高く，西

端にあるサロベツ川へむけて低くなっている。サロベツ

川|からは樹枝状湿地溝が発達して，その先端部は原生花

園の遊歩道近くにまで及んでいる。また，円孤状湿地溝

も一部に発達し，その周辺部の地下水位変動に影響をお

よぼしているようである。ただしこの円孤状湿地溝の

形状は先に報告した円孤状湿地溝とは湾曲が逆であり，

その生成要因については改めて検討することが必要で

ある (Fig.1)。

丸111からサ口ベツ川への断面形状を丸山道路にそって

みると，地表面では4kmで3.5mの勾配であり， ヌマ

ガヤを主な構成植物とする泥炭の分布する地区に湿地溝

が発達している。

3. サロベツ原生花園の地下水位

(1) 地下水位の調査

地下水位の調査はサロベツ原生花園にある木造遊歩道

怖旧・辻井・井上・清水・紺野・ サロベツ泥炭地の地下水位とササ

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Fig. 1. Natural drainage channels near GENSEIKAEN.

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Fig. 2. Observation sites of groundwater table. Dotted area is showing the existance of Sasa

1うαlmata，while white part is showing the area dominated by bog vegetation.

71

7'2 北海道大学農学部邦文紀要第 16巻第1号

近傍に設けた調査線 E-WWにそって実施した。調査 の周辺部および WW点と W 点の闘では地下水位観測

線の東端 (E点)はカーペット状のミズゴケを主とした 管を設置して， 1随時測定した。調査地域の概要を Fig.2，

値生の高位泌炭i也であるのに対し，西端の WW点は湿 Fig.3にIJ"す。

地溝に近く，ササにおおわれている。また W 点はササ (2) 地下水面の形状と変動形態

の高位泥炭j也摘生)"~Xへの侵入の前線部に位置している。 地下水位の観測j結果を Fig.4に示す。この調査線で

両端の E，WW点と，中間の W 点には自記水位計を は地表面は東から西へ傾斜し， WW+20付近の湿地溝

設置し地下水位変動の連続観測をおこなった。 WW点 に達している。 WWー70地点より西側では地表面の傾

斜はやや急であり，東側では勾配は緩やかである。

Fig. 3. View of water level recorder.

地下水面は地表面とほぼ平行しているが，地下水深は

東側 (E.W点付近)で浅く，地表面の勾配が急な西側

(WW 点付近)で深い傾向にある o 地下水が最も低くな

るのは調査線の傾斜が急な部分で， WW-20 付近であ

る。これはこの付近の水が湿地溝によって比il交的すみや

かに排除されるためであろう。 調査線西側で WW-10

から WW+20にかけては，湿地帯に試験のため設けた

止水壁の影響で地下水が堰き上けeられた状態にあり，本

来の地下水位よりも 20~40 cm高く， 周辺の地下水面

は地表面の傾斜とは無関係に水平の状態にある。WW+

30になると止水蜜の影響範聞外となり，湿地帯の影響で

水位は調査線中最も低くなっている。

1981年の観測結果で地下水位が最も低かったのは8

月 911，また最高は 10月初日である。高水位時と低水

位時の水位差は東側で小さく，湿地溝の影響が強い西~IU

で大きい。特にミズゴケ類， ''/ノLコケモモ，ガンコウラン

など高位泥炭地植生の発達が著しいE点ではその差が

15 cmであるのに対し， ササの成長が顕著な WW-20

では50cmとなっている。

E，W，WWの各点では長期自記水位計を用いた地下

水位の連続観測を， E点と WW点では同時に降雨量の

観測もおこなった。各点の地下水位変動曲線と，そのタ

ンクモデルの計算結果とモデルを Fig.5 (a)， Fig. 5 (b)

に示す。 E点と W 点については 1983年の観測結果も

あわせ示した。ミズゴケ群落が主でササの混生しない

E点と， ミズゴケ群落にササが混在し，ササ群落城とミ

ズゴケ群落城の境界部に位置する W 点の水位変動は，

いすeれも変動が小さく，類似した変動パターンである。

タンクモデ、ルの構造はいずれも周辺からの流入のない高

位泥炭地のモデルで・ある。ただしタンクモテ、ノレの係数を

比ilt%すると， W)誌の流出係数は E点よりも若干大きく，

W ，，;X付近がやや乾燥条件にあることを示している。両

点で‘の 1983年と 1984年のタンクモデルを比較すると，

各係数ともほぼ同じ{直に保たれており，この 2年聞は泥

炭地として水文環境には大きな変化がなかったものと考

えられる。 WW，I誌の水位移動をタンクモデノレで、みると，

悔回・辻井・井上・清水・紺野: サロベツ泥炭地の地下水位とササ 73

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Fig. 4. Profil section of observation line E-WW， showing ground surface and

groundwater table.

モデルタンクの諸係数は E点・ W 点に比して大きく，

水の動きの激しいことがその特徴となっている。またこ

の地点、が止水墜による水位堰き上げの影響範囲にあるこ

とを勘案すると，本来この地点の地下水位は今回の調査

期間中に観測されたものよりも{尽く，その変動もより著

しいものだったと考えられる o E点 .W点に対し WW

点は水位変動の似が大きく，また降雨量の大小により水

位の上昇パターンに差がみられる。

いま，単純に泥炭の水分状態が地下水面からの距離に

対応して変化するものとすると，同じ無日年雨期間にあっ

てE点や W 点など高い水位が維持される高位泥炭J也

の泥炭は水分状態がほぼ一定に保たれるのに対し， WW

点のように水位変動が激しし降雨後の水位低下がずみ

やかな泥炭では，水位低下にともなって表層部の乾燥も

進むことになる。特に泥炭はその特異な水分保持ー機構か

ら，水分を一度9とうと再び完全に復元しずらい，いわゆ

る水分特性の難可逆性を有していて， WW点の条件下

では表層部が過乾燥の状態になりやすいと考えられる。

すなわち，長い無降雨期間の後に小さな雨があった場

合には水は地下水面上にある泥炭層を湿潤させながら地

下水面に達するため，水位の上昇は緩慢で，水位のピー

クは降雨ピークよりかなり遅れて現われる。それに対し

無降雨期聞が短く，表層部の泥炭が湿潤な条件にある場

合や， 1年HTI強度の大きい雨があった場合，地下水位のピ

ークは極めて速やかに現われることになる。

1984年 8月 22日の降雨直前から 8月30日までの各地

点における地 F水位について，その頻度分布を~~したの

が fig.6である。これは地下水位の変動としてみるな

らば 8 月 ~~2 日の降雨に対応したものである。各頻度分

布グラフで最も下にわずかに分布してし、るのが降雨直前

の水位であり，最下段と最上段の差が降ー雨による水位上

昇量を示している。水位の分布幅が狭く，頻度が大きい

ほど水位の低下が緩慢なことを示し，逆に水位の分布幅

が広く，頻度が小さいほど水位低下がすみやかなことに

なる O これによると，地下水位は WW，W，EのI1民に高

いところに位置すること， WW}去の水位変動が大きく，

乾燥履歴を受ける頻度の大きいこと， E点・ W liの変

fIiJII/Jが小さく，また E }~、と W }~!，ではほぼ悶様の分布形

態であるが， W 点のガが若干変動11)が大きしやや乾燥

傾向にあることがしめされている。

4. 地下水位とササの生育

(1) 地下水位とササの生産量

地下水位の観測点にそってササの生産量を調査し，地

下水位と十サの生育状況をみることにした。生産量を業

面指数 (LAI)と主存丈によって求めることにして 4月26

日と 8月8日に実施した。地下水位は随時観測した。こ

れらの結果は Table1， Fig. 7に示すごときものであ

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第 1号第 16巻北海道大学農学部邦文紀要74

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Fig. 5 (a).

75 サロベツ泥炭地の地下水位とササ梅田・辻井・井上・清水・紺野:

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Groundwater table fl.uctuations with calculated groundwater

table by peatland tank model， 1983. Fig. 5 (b).

である。これより上にはホロムイスゲやヌマガヤの根系

が密集していて，ササの地下茎は，境界面の直下にある。

境界面が湾曲している W-296では，地下茎もそれに沿

っている。活性層の存在しない W-10ではササの地下

茎は地表面の近くから 8cmまでの深さにまで分布して

いる。このように活性層にはササの地下茎は分布してい

ない。

一般に，ササの根茎は浅い部分を横走する。その傾向

は乾燥地帯の種類ほど強いようで，太平洋岸のミヤコザ

サなどでもそうした傾向が観察されている。むしろチマ

キザサは湿潤な条件に耐えるが，相当の通気を必要とし，

地下水位とその変動がササの生育，群落の展開に関与し

ていると考えられる。

(3) 帯状凸凹地形におけるササの生育

丸山道路の両側にはミズコケを採取した平行帯状の溝

跡が残っている。ミズゴケを採取した跡は，道路と直角

方向で，帯状の凹地(幅約 5m，深さ 0.1m)となってい

る。ミズゴケの採取は 1940年頃に行われたものである。

採取跡地の溝と溝の聞には幅約 5mの採取していない部

る。ここで WW+10，WW+20の点は後述する湿地溝

堰上げ試験の影響により高い地下水位を示しているとみ

られる。また，地下水位とササの葉面指数の関係をみた

のが Fig.8である。一方，平均地下水位と地下水深の

変動幅の関係は Fig.9の如きもので， この性状は泥炭

地では一般的にいえることであろう。すなわち，地下水

位がある限界より低く，変動幅が大きくなるとササの生

育がよくなるとみることができる。

(2) 地下水域とササの生育

ササの生育状態を知るために，観測点近くで，ササの

高さと地下茎の関係および深さ，生育するホロムイスゲ

等の根系が密に分布するまだ未分解の槌物遺体の層(活

性層)と下の泥炭層の境界面の深の深さを調べた。

ササの草丈，地下茎の深さ，境界面の深さを Fig.lOに

示す。草丈の小さい所ほど地下茎は深く境界面も深い。

地下茎と境界面の深さは，若干地下茎の方が深い。また，

ササが純群落をなしている所(W-10， W -30)では活性

層は存在せず，ササの落葉務校の下が直接分解した泥炭

の層となっている。 W-40では，境界面の深さは 6cm

第 1号第 16巻北海道大学没学部邦文紀要76

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Fig. 6.

77 サロベツ泥炭地の地下水位とササ梅田・辻井・井上・清水・紺野:

Groundwater Depth and Products of Sasa

Groundwater Depth Products of Sasa Ground

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WW -250 6，770 13 11 0.52 0.52

170 6，604 12 19 0.44 0.83

-130 6，581 17.2 28.2 15 24 0.32 1.04

110 6，562 23.2 7.3 20 1.06

- 90 6，543 13 21 0.54 1.23

- 70 6，544 27.2 35.0 15 21 0.90 1.60

- 50 6，465 25.0 39.7 15 26 0.79 1.14

- 40 6，362 20.3 38.6 17 32 0.73 1.70

30 6，294 31.7 40.2 40 46 2.50 1.88

- 20 6，173 39.5 45.4 75 68 5.45 4.25

-10 6，075 33.7 52.5 47 3.84

WW (0) 6，000 26.8 35.6 40 45 3.06 2.91

+10 5，794 - 4.2 30.6 44 3.28

十20 5，701 0.3 30.6 75 58 5.04 2.20

+30 5，836 36.4 53.7 38 2.44

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第 1号第 16巻北海道大学段学部邦文紀要78

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in pea t layer.

Fig.10.

-10 (Clll ) Relation of average groundwater table

to the range of fluctuations of water table

on observation line E-W~人

Fig.9.

~/く出現するのは，ムラサキミズコ守ケ，イボミズコ、ケ，

モウセンゴケなどである。凸部に出現した種を凹部に出

現した穏と比較してみるとサロベツ泥炭地でより地下水

位の低いところに出現するとされている種であるといえ

る。また，ヌマガヤとホ口ムイスゲは 1区を除いて全て

の調査区に出現している。ヌマカヤの被度平均は，凹部

で1.83凸部で 3.73，またホロムイスゲは 2.02，0.82であ

る。凸部にはヌマガヤ，凹部にはホロムイスゲが多いこ

とヵ:オフカミる。このことt土， ヌマカヤt主ホロムイスゲより

も地 F水位の低いところで優占することを示しているこ

とにもなる。また 3種とも凹部の方が凸部より草丈が小

さし、。チマキザサとヌマガヤは被度も凹部で小さいの

で凹部すなわち高地下水位条件が生育適地ではないと考

分があり，ササが生育している。 ミズゴケ採取跡の部分

にはササはほとんどみられず，ミズゴケが生育している。

いまミズゴケ採取をした溝跡と直角に幅 1mの調査帯

を27mにわたり設置した。それを 1mごとに分割し，

1x1 m の方形区を 27連続して設けた。各方形区の地盤

高差を求め，また各方形区に出現した植物の被度を

Braun-Blanquetによる基準により測定した。ただし被

度+は 0.5とした。

各方形区の地盤高と植生の関係を Fig.11に示す。凹

部は Q4へθ，Q 15~19， Q 24~27 である。チマキザサは

非採取地(凸部)に多く，凹部の録取跡地，特に中央部に

は存在しない。凸部に出現するのは，チマキザサの他に

エゾイソツツジ，ハイイヌツゲなどである。逆に凹部に

79 サロベツ泥炭地の地下水位とササ梅田・辻井・井上・清水・紺野:

(CIII)

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Di任erenceamong plants in their coverage corresponding to strips of high and

low relative reliefs. Cover classes of 5. 4. 3. 2. 1 and 0.5 correspond to 100-75%.

75-50%. 50-25%. 25-10弘 10-1%and less than 1%. respectively.

Fig. 11.

調査した地下茎のうち最長のものは 2.6mあった。凹部

では地下茎が伸びていても，そこから分校した地下茎が

出ている例は少なかったことなどからも，地下茎が凹部

すなわち高地下水位条件では長く伸びることは困難でゑ

るとみられる。

チマキザサ地下茎の伸長は仮軸分岐型(先端の伸長は

えられる。また，ホロムイスゲも，凹部で被度は大きい

が草丈は小さく，チマキザサやヌマガヤの被度が低いた

めにホロムイスゲの被度が相対的に大きな値を示したも

ので生育適地は凸部であるとみられる。ササは山部には

ほとんど存在しない。しかし，地下茎が両側の凸部から

何本も伸びて，凹部の中央部にも地下茎は分布している。

80 北海道大学農学部邦文紀要第 16巻第1号

1年でとまり，先端近くから出た地下茎が伸びる)である

ので，地下茎の分岐点を原点として分校かれしないよう

にたどり，先端となっているところまでを 1年間に伸び

た部分と考えて伸長速度を求めた。 16カ所の測定結果

から年平均伸長速度を求めると 58士38cmfyearとなる。

また上位4カ所の平均は 111cmfyearであった。

(4) 湿地溝堰上げ試験

地下水位の低下，変動l隔が大きくなることがササ値生

の誘導・侵入の要困であると考え，それに逆行するよう

に地下水位を上げ，変動l隔を小さくしたときのササの活

性度の変化を観察することにした。ササの植生が優占し

ている地域で，地下水位を上げて調節することが容易な

湿地溝を利用した。すなわち Fig.2に示すような位置

に長さ 180cm，幅90cmの耐水ベニヤを湿地溝を横断

するように泥炭中に差込み，溝を湛水状態にするととも

に周辺部の地下水位の上昇をはかった。この堰板の上下

流における地下水位は Fig.12に示すごときものであ

る。蒋の周辺のみではあるが，地下水位の貯留寝上げ効

果は十分発揮したものとみられ，地下水位の上昇ととも

にダム上流部のサザは枯死しはじめ減退傾向を示し，そ

の様子は Fig.13に見るごときものとなった。

m 6.00

5.80

5.60

5..10

11 4り、m

Distance from dam

Fig. 12. Pro五leof observation line through dam.

Groundwater table is maintained in

high position at the upper side of the

dam.

Fig. 13. View of Dam Site.

5. おわりに

サロベツ原生花園地区における断片的調査ではあるが

ササ植生の侵入は地下水位と相関していることが明確と

なった。とくに，ササ侵入地でも地下水位を浅くするこ

とによって，ササが枯死し，湿地性の植生へ変換してい

くことがわかり，これは植生誘導の可能性を示すもので

ある。

これらの研究の経時的変化を追跡調査するとともに，

さらに面的に拡大した調査をすることにより研究をすす

める予定である。

調査にあたり，便宜お取り計らL、L、ただし、た関係各位

に謝意を表するものである。

参考文献

1奪回安治・清水雅男; サロベツ泥炭地湿地溝の形態

一泥炭地の形態的研究 (1ト，北大換学部紀要， 14

(3)， 281-293. 1985

梅田安治・清水雅男・出村昌史: サ戸ベツ泥炭地の形

成過程一泥炭地の形態的研究 (II)-，北大農学部

紀要， 15 (1)， 28-35. 1986

BOATAMN， D. ].: The Silver Flowe National

Nature Reserve， Galloway， Scotland， ]. Biogeo-

graphy 10 (3)， 163-274， 1983

Summary

The Sarobetsu peat land located on the northern

part of Hokkaido is a bog type mire. A part of

it has been developed as pasture for agricultural

use， and another part has been preserved in the

form of the RishirトRebun-Sarobetsu National

Park. One of the features of the vegetation in

this peat land is that the original bog vegtation

has been invaded by Sasa palmata.

梅田・辻井・井上・清水・紺野: サロベツ泥炭地の地下水位とササ 81

An observation line was set from the original An experiment to change the groundwater level

bog vegetation area to the Sasa occupied area. condition was performed by making a dam in the

Three water level recorders and tube wells were Sasa occupied area. A small natural drainage

installed along the line. Fluctuation of ground- channel was dammed up using pl)アwood board.

water level， analyzed using the peat land tank Under the influence of the dam， groundwater

model， indicated that the range of water level level rose and the fluctuation decreased. After

movement of the Sasa occupied area was wider， several months， it was observed that the Sasa

and the av巴ragelevel from ground surface was plants stopped growing and began to die near the

lower than that of the original bog vegetation dam.

area. Sι叫 rhizomewas observed not more than From the results described above， a strong

10 cm in depth in the peat layer. correlation was con五rmed between Sasa growth

In part of the Sa川 occupiedarea， there were and groundwater condition. Furthermore， it was

long hollows caused by peat digging in years gone suggested that the growth and development of

by. In these hollows， the groundwater level was Sasa could be controlled by changing the ground-

near the surface and Sasa was not found. water condition.