3 幸 水無川河口周辺海域における 底生動物の分布
は じ め に
東 幹夫 西ノ首 英之 合田 政次
普賢岳の火山活動によって噴出 した火山灰や砕石物は,降雨にともなって押 し流 され土石流や土砂流となって海に流れ こむ｡火口の東方向に位置する水無 川河口周辺やその北に連なる島原市安徳地先周辺の海底にはこれ ら火山起因物 質が堆積 し,地形や底質を変え漁場の価値を著 しく損なうことが懸念 されてい
る｡そこでわれわれは,1992年11月以来,底生動物の生息密度の分布パターン を手掛かりに して,水無川河口周辺海域の環境変化を考察するための調査を続 けている｡
底生動物が環境の指標やモニタ リングにとって優れた生物群である理由は, 浮遊幼生期を除いて,移動性の もので も行動が緩慢なため生息環境が急激に悪 化 して もそこか ら即座に逃げ出せないこと,まして定座性の種類ではその場の 環境変化の影響が生息状況に じかに反映するか らである｡また彼 らの多 くは, その上の栄養段階に位置する魚類や大型無脊椎動物 (エ ビ ･カニ ･タコ類)な ど重要な漁業資源の食物 としての役割を担 っているため,その種類組成や数量 の変化は漁業に対する影響を考えるうえで不可欠の情報となる｡
いままで人為的な海洋汚染などに関わる底生動物の生態的変化についての調 査は, 日本各地の内湾や沿岸海域で行われてお り,有明海において も菊池 ･田 中】),菊池2)による研究がある｡ しか し火山活動が底生動物に与える影響を調 べた報告は,筆者 らの知る限 り,有珠山噴火が内浦湾のホタテガイに及ぼす影 響を調査 した富士 ･中尾3)の ものを除いては見あた らない｡因みにこの研究で
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は,垂下養殖 したホタテガイへの火山灰の影響 は認められていない｡
土石や土砂の大量流入が始 まる前の当該海域における底生動物の情報はほと んどな く,流入堆積後の変化を見積 るための対照情報を欠いたままで調査に着 手せざるを得なか ったが, この海域が有明海の中でどのような特徴を備えた場 所なのか一正確に言えば,場所であったのか‑は,菊池2),塚原4)あるいは池 末5)などか らある程度の推察は可能である｡あとで考察を行いたい｡1992年11
月に続いて本年5月には水無川のほか中尾川や10月には湯江川において も河口 周辺海域を採泥調査 したが, ここで は高次分類群 レベルでの査定 と計数の終 わ った昨年11月の調査結果だけに限定 して報告す る｡
本文に入る前に底生動物の選別 ･同定 ･計数の労を煩わせた生物学教室研究 補助貞 (現在東和科学株式会社勤務)の水谷浩氏,当該海域の漁業や底生動物 について有益な情報を提供 して くださった長崎県水産試験場沖野哲昭漁業資源 部長,採泥調査にご協力 くださった長崎大学水産学部実習船鶴水の古川素直舵 長は じめ乗組員各位,に謝意を表 します｡
1節 調査の方法
1992年11月4日か ら6日にかけて,鶴水 (27.8トン)による採泥調査を行 っ た｡調査海域 は水無川河口を中心に東西約6km,南北約20kmの範囲にあ り,水 深は 5‑62mである｡その中の浅海定線観測定点か ら11点,採泥 ･底生動物調 査定点34点 の合わせて45定点 において, ス ミス ･マ ッキ ンクィア型採泥器
(0.05m2)を用いて1定点1回ずつ採泥 した｡試料は船上で1mmの鮪にかけ, 約10%中性ホルマ リン溶液で固定 して実験室に持ち帰 り,同定 ･計数 した｡今 回は亜 目ない し綱以上の高次分類 レベルで とりあえず処理 し,90%エタノール で置換 した標本は各分類群の専門家に送付 して種の査定を依頼 した｡主な分類 群の分布パ ターンは,45定点の うち遠隔6定点を除 く39定点について 1m2あた り個体数の等値線によって表現 した｡採泥試料による底質の粒度分析情報がま だ得 られていない現状では,底生動物の分布パ ターンを海底における火山起因 物質の堆積分布状況 と対比 して考察せざるを得ない｡
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3章 水無川河 口周辺海域 におけ る底生動物の分布
2節 調査結果と考察
1.高次分類群の分布パターン
水無川河口周辺海域における底生動物全体の分布バク‑ンは図 1に示す とお り際立 った特徴を示 している｡つまり水無川河口に近い範囲に低密度域が形成 され,沖合に向か って遠 ざか るにつれて生息密度が増加 し,最 も離れた水深
I30'211 22' 23′ 24'
図 1 水無川河 口周辺海域 における底生動物全体の分布パター ン
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25′
数10mの定点を結んで1万個体/m2を超え る等密度線が走 っている｡ このよ う な分布パ ターンは,あ とでみ るように,若干の分類群を除いて多 くの底生動物 群の共通 した様式 とな ってお り,火山起因物質の拡散堆積の分布パ ターンとた いへんよ く符合 している｡最高生息密度の値 は,今回の調査定点 に最 も近 い菊 池 ･田中1)のSt.13(員砂底,水深48m)の124個体/0.1m2を大 き く上回 って いるが,多比良 ･長洲線上のSt.9･10･11(泥砂 ･砂疎 ･泥底)の1,130‑ 1,970/0.1m2と比べ ると同 じ位かやや少ない｡ いずれに して も生息密度の高い 沖合海域 は,火山起因物質の堆積の及んでいない範囲に位置 してお り,土石 ･ 土砂流入以前の底生動物の生息密度が維持 されているもの と考え られ る｡そ こ か ら河 口域 に向か って堆積 した火山起因物質の厚 さが増す につれて生息密度が 減少 している様子が よ くわか る｡河 口域を中心 と した低密度域の広が りや生息 密度の値 は, 当然の ことなが ら,分類群 によって異なるので,以下,主な分類 群 によ って分布パターンを眺めてみよ う｡
まず,生息密度の最 も高い二枚貝類 (軟体動物門斧足綱) と多毛類 (環形動 物門多毛綱)を図2に示す｡ どち らも河 口域を中心 に低密度域が形成 され,二 枚貝頬では河 口か ら北の安徳地先 にか けて沖合最高値よ り2桁 も低 い極低密度
図 2 水無Jll河 口周辺海域 における二枚貝類(左)と多毛類 (右)の分布パター ン
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3章 水無川河 口周辺海域 におけ る底生動物 の分布
域 となっている｡500個体/m2以下の面積は両分類群で異なり,多毛類の方が 沖合に向かっての生息密度の増加のパターンが明瞭である｡菊池2)は,海水流 動が大 きく微細粒子のほとんど堆積 しないこの海域では,薄質の小型種は少な く重厚な二枚貝が生息 している, と述べている｡河口域に形成された低密度域 は,火山起因物質の堆積 と微粒子の拡散がこれ らの二枚貝の生息を阻害 した結 果であろう｡ 多毛類の場合 も, もともと優占していた好砂性の種が火山起因物 質によって死に絶えたため極低密度域が形成された ものと考えられる0
つ ぎに甲殻類 (節足動物門甲殻綱)に移ろう｡ 最 も生息密度の高いヨコエ ビ 類 (軟甲亜綱端脚 目ヨコエ ビ亜目)とエ ビ類 (軟甲亜綱十脚 目遊泳亜 目, クル マエ ビ類 とコエ ビ類で,イセエ ビなどを除 く大部分のエ ビ)を図3に示す｡ ヨ コエ ビ類は魚類などの食物 として最 もよ く利用 されている分類群で,エ ビ類は 魚類の食物であるとともに漁獲対象種 も含まれている｡池末5)によれば,この 海域にはサルエ ビ ･アカエ ビ ･スベスベェ ビが優占 し, クルマエ ビ ･キシエ ビ および外海性の トラエ ビ ･ホ ッコクエ ビ ･イシエ ビも多い｡両分類群 とも火山 起因物質の影響の及ばない沖合定点での密度 は1,000個体/m2を超す高密度で あるが,河口域に向か って激減 している様子が明瞭である｡ ことにエ ビ類は,
図3 水鮒 JJ河 口周辺海域 における ヨコエ ビ類 (左)とエ ビ類 (右)の分布パ ター ン
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20個体/m2以下 とい う極低密度域の面積が相 当広 い範囲を覆 ってお り被害がか な り顕著にあ らわれている｡ この点 は, クルマエ ビな どの漁獲量の火山災害後 の減少 を指摘 した片岡6)の報告 との関連か らも注 目すべ きである｡
同 じく甲殻類 に属す るウ ミボタル類 (貝虫亜綱), クマ類 (炊 甲亜綱 クマ 冒), タナイス類 (軟 甲亜綱 タナイス目)の3分類群 とウ ミグモ類 (節足動物 門海蜘妹綱)の分布パ ター ンを図4,5(左)に示す｡甲殻類3分類群 はとも に前述の特徴的な分布パ ター ンを示 している｡ クマ類では等値線が複雑 に入 り くんで いるのに比べて ウ ミボ タル類 とタナイス類 は比較的単純 なパ ター ンと な ってお り,火山起因物質の堆積す る広 い範囲で20個体/m2以下の極低密度域 を形成 している｡ とりわけタナイス類で はその面積が広 い｡一方 ウ ミグモ類の 分布パ ター ン (図5右) はこれ らの甲殻類 と様相 を異 に し,河 口域か ら北 に向 か って低密度域 を形成 し沖合 に向か って密度を増加 させなが ら800個体/m2の 最高密度域 を形成 して いるが, さらにその沖合 で は生息密度を低下 させて い る｡ このよ うに河 口域か ら遠 く離れた沖合定点で逆 に低密度域が形成 され る分 布パ ター ンはクモ ヒ トデ類 (キ ョク皮動物門蛇尾綱) にお いて も認 め られ る
(図6左)｡ もちろん ウ ミグモ類 もクモ ヒ トデ類 も河 口域が低密度で沖合 に向
3章 水無川河 口周辺海域 におけ る底生動物の分布
I30'2r 22′ 23' 24' 25' 130●2l′ 22′ 23' 24' 25'
図5 水力削り河 口周辺海域 におけるタナイ ス類 (左)とウ ミグモ類 (右)の分布 パター ン
図6 水無川 河 口周辺海域 におけるモ ヒ トデ類 (左)と線虫類 (右)の分布パ ター ン
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か って生息密度が増加す るという基本的な分布パ ター ンは変わ らないが,火口 域か ら最 も遠 く離れた海域での低密度頓は火山起因物質の影響の及ばない沖合 海域におけるこれ らの分類群固有の分布パ ター ンの一端であろう｡
最後 に線虫類 (袋形動物門線虫綱)の分布パ ター ンは,図6右 に示す よう に,いままで述べてきた基本的分布パター ンを典型的に反映 した形をな してい る｡線虫類 は,一般にデ トライタス (生物の遺骸や排継物などがバ クテ リアに よって分解 される途中にある有機細屑物で,多 くの動物プランク トンや底生動 物などの食物 となっているバ クテ リアの集塊)の多い場所に出現 し生物遺体等 の分解に関与 していることが知 られている｡水無川の火口を中心に線虫類のか なり広い極低密度域が横たわ ってお り,その範囲が火山起因物質に覆われたた めデ トライタスの乏 しい環境条件をっ くっていることを強 く示唆 している｡多 くの底生動物の分類群において極めてよ く似た分布パターンが認め られたこと は,底生動物の多 くがデ トライタスに依存 して生活 していることを考えれば納 得で きる｡ このような生息密度の低い範囲が土石 ･土砂流の影響範囲だとす る と,それは東西方向よ りも南北 に長 い線虫類の極低密度域 に近 い区域であろ う｡ それはまた,山口ら7)が示 した火山起因物質の堆積範囲とよ く一致 してい る｡
2.底生動物群集の分布パターン
底生動物を高次分類群 レベルで査定 し,各種類の組成 と個体数に もとづいて 木元8)の群集類似指数C7Tを計算 し,定点間類似度によってデ ン ドログラムを 描 くと図7のようになる｡ この図か ら遠隔6定点を含めた当該海域の底生動物 群集はA･B･Cの3群集に区分 され,AとBの群集 はそれぞれA.〜A｡の4
亜群集 とBl･B2の2亜群集 に分けられる｡Cの群集 は最北端のSt.S‑ 1の 1定点で, ここはヨコエ ビ類が66%以上 と異常 に高密度を示 した特異な群集で ある｡各亜群集の平均的種類組成 と平均生息密度を円グラフで表 し,各亜群集 の分布域を平面的に図示す ると図8のよ うにな る｡前述か らも明 らかなよう に,河 口域 に近 い亜群集A｡は平均生息密度が最 も低 く,それに隣接す るA2
(最南端のSt.S‑9も同 じ亜群集 に属す)が これに次 ぎ,その沖合に分布すノ るAl(最北端のSt.S‑2も含む),A
｡(
St.13とSt.S‑9の沖合のSt.S‑‑148‑
3章 水無川河口周辺海域における底生動物の分布
C x
a8 87 0.6 0.5 0.4 0.3
ー⁚4⁚7⁚2⁚3日.
.:
14⁝糾⁝トー0･打神i,針せせSら図 7 群集類似指数CITによる水無JlH可口周辺海域の底生動物の群集区分
10),およびBl･B2では,高い生息密度を示す｡AとBの群集の種類組成の 違 いはAが多毛類優 占であるのに対 し,Bでは二枚貝類が優占 し,多毛類が次 優 占 していることである｡ また最 も広 い分布面積を占めるA.に くらべて2定 点だけか らなるA｡が多様な種類組成を示す こと,沖合に二枚貝類が卓越 した 亜群集が分布す るのに対 して河口域に近 い亜群集では二枚貝類の比率が著 しく 低下 していることなどが図か ら読みとれ る｡
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3節 底生動物からみた当該海域の特徴‑まとめにかえて
1992年11月4‑ 6日の調査時点以前で土石流発生の最 も近い記録 は同年8月 12日19時41分 (雲仙岳測候所)である｡それ以前 にも8月8日の台風10号で土 石流が発生 しているので,今回の調査結果 は土石流発生か らほぼ3カ月後の も のである｡つまり土石流の影響を被 ってか ら3カ月間の回復過程の断面を見て いることになる｡土石流の影響のあ らわれ方,言い換えれば土石流に対す る反 応の仕方やその後の回復速度は,底生動物の種類によって当然異なっているの で,今後種 レベルでの生息状況を詳 しく分析する必要があるが,少なくとも前 述の ごとく,火山起因物質が堆積する河口周辺海域の数キロメー トルの範囲に おいてはすべての分類群で生息密度ゼロを含む低密度域が共通 して認められ, 壊滅的な生息阻害が起 こった後 まだ回復 していないことは明かである0
土石流発生以前の当該海域における底生動物の対照情報がないので,火山起 因物質の影響が及んでいない沖合定点での生息密度が河口周辺において も維持 されて いたかどうかを確かめ る術 はないが,水無川が文字通 りの渇れ川であ り,河 口域が流れの速い潮流に洗われているため,泥底か らなる汽水域の発達 し得ない条件を考えると,おそ らく沖合 と似た生息状況が広が っていたに違い ない｡河口域が シル トや細砂でな く疎か らなり,それが九十九島沖の北北東‑
延びていることを示 した国土地理院9)の底質図はその推察を裏づけている｡そ こで沖合定点での分布密度が土石流発生前の当該海域を代表する値であると仮 定 して,手元にある他の沿岸海域 と比較 してみよう｡ 東 ･陣野10)が同 じ採集 用具で調査 した平戸市志 々伎湾の生息密度 (個体数/m2)の範囲はヨコエ ビ類 100‑1,300,二枚貝類200‑1,400,多毛類500‑6,000などとなっており,当該 海域 とほぼ同 じ密度 レベルにある｡いっぽ う東1‑)の長崎湾 (1979,1981),柿 の敦賀湾 (1970)12)･舞鶴湾 (1971) 13) ･小浜湾 (1977)14)など日本海側の内 湾や中尾の八戸のホ ッキガイ漁場 (1965)15)･函館湾 (1972)16)などの値 と比 較す ると当該海域の方がはるかに生息密度が高い ｡ 以上の予察的な比較か らも
この海域が底生動物の豊かな場 とな ってお り,漁業資源に対 して高い食物生産 性を備えた漁場であることがわかる｡有明海全域の中で当該海域は,内湾性の
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3章 水無川河 口周辺海域 における底生動物 の分布
図8 水kJ"河 口周辺海域の底生動物群集の分布域 と種類組成 および平均生息密度
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強い湾奥の泥質浅海域 と外界水の強い影響下にある湾口外海域をっな ぐ移行海 域 としての環境特性を備えている｡そこはまた河川水の流入や干潟が少な く, 砂ない し貝砂底を好む底生動物などの種多様性の高い海域である2･ 5)｡ 好砂底 群集の特徴 は甲殻類が卓越す ることにあるが, ヨコエ ビ類を筆頭に しなが ら, エ ビ類の比率や生息密度が極めて高いこともこの海域の優れた漁場価値を裏づ けている｡
国土地理院9)によれば, この海域は比較的狭い範囲にシル トか ら磯までの多 様な底質がモザイク的に散在 してお り,有明海の大 きな潮位差にともなう潮流 の速 さと200年前の眉山崩壊 (1792)による起伏の激 しい海底地形 に起因 した 場の多様性が形成 されている｡底生動物の種類の多様性や豊富さはそのような 環境構造に支え られて優れた漁場価値を維持 して きたが,それが普賢岳の火山 活動にともな う土石流によって大 きく損なわれている｡火山活動は現在 も続い てお り,度重なる土石流によって底生動物が もとの豊かな状態‑回復するのを 阻んでいる｡現在までの ところ土石流の影響範囲は河口域か ら数キロメー トル の範囲にとどまってお り,桁違いに規模の大きい土石流が発生 しない限 り影響 範囲の急速な拡大は考えにくいが,陸上部に噴出された土石や土砂の海への流 入堆積が長期化す る中で漁場価値の低下消滅が続行す るであろう｡底生動物に
よる海底環境のモニタ リングをまだ しば らく継続 しなければな らない｡
引 用 文 献
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2)菊池泰二 :内湾ベ ン トス相 に対す る汚染 の影響.環境科学 と して の海洋学 2, 154‑160,東京大学 出版会,1978.
3)富士昭 ･中尾繁 :内浦湾におけるホタテガイ養殖 に及 ぼす火 山噴出物の影響.育 珠山噴火 と環境変動,233‑237,北海道大学,1978.
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3幸 水無川河 口周辺海域 における底生動物の分布
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