JP2007244203A - ヨシ群落の植生基盤造成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヨシの成長量を促進でき、環境に影響を与えることがなく、コストを抑制する上で有利なヨシ群落の植生基盤２０造成方法を提供する。
【解決手段】沿岸部分１０のうち、植生基盤２０を造成しようとする造成区域１０Ａは、事前に土嚢や鋼矢板などにより締め切り、ポンプアップするなどの排水工事により水位を、例えば、水深１．５ｍ以下に低下させておく。底泥１６を従来公知の方法により浚渫することにより浚渫土１６を得る。浚渫土１６に多孔質セラミック状の土質改良材を添加し攪拌混合して浚渫改良土１８を製造する。浚渫改良土１８を造成区域１０Ａに盛土し、盛土された浚渫改良土１８をブルドーザーなどの重機により転圧することで、所定の地盤高および所定の基盤硬度を有する植生基盤２０を造成する。植生基盤２０が造成されたならば水位を元に戻し、植生基盤２０にヨシ２２を植栽する。
【選択図】図２

Description

本発明はヨシ群落の植生基盤造成方法に関する。

湖沼やため池等の沿岸などにおいて魚類の産卵漁礁の確保、自然植生の復元、景観修復等を図るため、ヨシ群落を復元あるいは創出することがなされている。
一方、浚渫土を利用し、この浚渫土に石灰やセメントなどの脱水助剤および木質系堆肥あるいは製紙スラッジ灰を加えて植物育成培地とすることが知られている（特許文献１、２参照）。
従来、ヨシ群落の植生基盤の土壌としては川砂や山砂、あるいは、砂の含有率が高い浚渫土が使用され、それら川砂、山砂、砂の含有率が高い浚渫土を沿岸に覆砂して湿地ブルドーザー等で敷き均すことによって植生基盤を造成している。
特開２００４−１６１８４号公報 特開２００５−５４０２２号公報

しかしながら、植生基盤の土壌として川砂や山砂を使用した場合には、それら川砂や山砂にヨシの生育に必要な窒素、リンが十分に含有されておらず、また、覆砂だけではヨシの生育に適した基盤硬度を得られないことから、ヨシの成長量を確保する上で不利があり、また、砂の購入コストがかかり、砂を採取することにより砂採取場所の環境に与える悪影響が懸念される。
また、浚渫土として砂含有率の高いものを使用する場合、浚渫土に含有される栄養塩（窒素、リン）が溶出し、水域の水質に悪影響する可能性があること、また、浚渫土の粒度分布等の土質性状は一定でなく、砂含有率の高い浚渫土を安定して確保することが困難である。
また、浚渫土としてシルト・粘土含有率の高いものを使用する場合、砂含有率の高い浚渫土の場合と同様に栄養塩が溶出することに加えて、一般に泥質では生育しにくいといわれるヨシの生育不良や波浪等による基盤材の巻き上がりとそれに伴う水質汚濁、水生生物等への悪影響が懸念される。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は、ヨシの成長量を促進でき、環境に影響を与えることがなく、コストを抑制する上で有利なヨシ群落の植生基盤造成方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、水域にヨシ群落の植生基盤を造成する方法であって、浚渫土に多孔質セラミック状の土質改良材を添加し攪拌混合して浚渫改良土を製造し、前記浚渫改良土を前記水域に盛土し、前記盛土された浚渫改良土を重機により転圧することで所定の基盤硬度を有する前記植生基盤を造成することを特徴とする。

本発明によれば、浚渫土を利用してヨシの生育に適する植生基盤を造成でき、ヨシの生育が大幅に改善され有利となる。
また、浚渫土に土質改良材を混合することで浚渫改良土を容易に製造できるので、浚渫改良土を安定して確保でき有利であり、川砂や山砂を購入する場合に比較してコストがかからず、また、砂を採取することにより砂採取場所の環境に与える悪影響もなく有利となる。
また、浚渫改良土によって造成された植生基盤を締め固めることにより所定の基盤硬度を得ることで、浚渫土に含有される栄養塩の溶出速度を著しく低減することが可能となり、水質への悪影響を抑制する上で有利となる。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は湖沼の沿岸部分にヨシ群落の植生基盤２０が造成される前の状態を示す説明図、図２は沿岸部分にヨシ群落の植生基盤２０が造成された後の状態を示す説明図である。
図１に示すように、湖沼の沿岸部分１０（特許請求の範囲の水域に相当）では湖底１２上に湖水１４が湛えられ、湖底１２の上には底泥１６が堆積している。
まず、沿岸部分１０にヨシ群落の植生基盤２０を造成する工程について説明する。
まず、沿岸部分１０のうち、植生基盤２０を造成しようとする造成区域１０Ａは、事前に土嚢や鋼矢板２などにより締め切り、ポンプアップするなどの排水工事により水位を、例えば、水深１．５ｍ以下に低下させておく。

次に、底泥１６を従来公知の方法により浚渫することにより浚渫土（以下浚渫土１６という）を得る。
そして、浚渫土１６に多孔質セラミック状の土質改良材を添加し攪拌混合して浚渫改良土１８（図２参照）を製造する。
浚渫改良土１８の製造にあたっては、従来公知のサイロ、スクリューミキサ、搬送ベルトコンベアなどを含む改質装置を用いて浚渫土１６に土質改良材を添加し攪拌混合する。
多孔質セラミック状の土質改良材は吸水効果を有するものである。
浚渫土１６に添加する土質改良材の配合量は、浚渫土１６の含水量と植生基盤２０の基盤硬度に応じて調整する。
次に、浚渫改良土１８を造成区域１０Ａに盛土し、盛土された浚渫改良土１８をブルドーザーなどの重機により転圧することで、図２に示すように、所定の地盤高および所定の基盤硬度を有する植生基盤２０を造成する。
植生基盤２０が造成されたならば、水位を元に戻す。
水位を元に戻した後、植生基盤２０にヨシ２２を植栽する。ヨシ２２の植栽方法は、例えば、鉢植え、株植え、茎植え、植生マット法など従来公知の様々な種々の方法が採用可能である。

（実施例）
次に実施例について説明する。
図３は実施例における浚渫土１６の性状を示す図である。本実施例では、浚渫土１６は琵琶湖内湖から採取したものであり、液性限界よりも高い泥状な性状を有している。
図４は土質改良材の性状を示す図である。本実施例では、土質改良材として、製紙工場から発生するペーパースラッジを焼成した灰（ＰＳ灰）を高温焼成して製造されたものである。
図５は浚渫改良土１８の基盤硬度をコーン指数でｑｃ３００ｋＮ／ｍ^２、ｑｃ５００ｋＮ／ｍ^２としたときの土質改良材の配合量の具体例を示す図であり、図６は土質改良材の配合量と浚渫改良土１８の基盤硬度をコーン指数の関係を示す図である。
実施例では、図６に示すように、基盤硬度がコーン指数でｑｃ＝３００ｋＮ／ｍ^２、５００ｋＮ／ｍ^２、８００ｋＮ／ｍ^２となるように土質改良材を配合し、植生基盤２０を造成した。
なお、一般に、ヨシ群落の植栽に適した基盤硬度はコーン指数でｑｃ２００〜８００ｋＮ／ｍ^２とされているが、図１２に示すように、発明者らの実験結果によれば、植生基盤２０の基板硬度がコーン指数でｑｃ＝１００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下であれば、植生基盤２０の基板硬度の影響を受けずにヨシが生育することが確認されている。

図７、図８は植栽後２年目のヨシの生育状況の調査結果を示す図である。
Ａ区、Ｂ区は本実施例の浚渫改良土１８によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽しており、対照区は川砂によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽している。
図７に示すように、地盤高（水深）別のヨシ地上部の乾燥重量を比較すると、Ａ区とＢ区は、対照区と比較して湛水部の生育密度・生産性が高い。
具体的には、Ａ区のヨシの乾燥重量の平均値は対照区のヨシの乾燥重量の１．７倍であり、Ｂ区のヨシの乾燥重量の平均値は対照区のヨシの乾燥重量の２．３倍である。
また、Ａ区、Ｂ区では、ヨシが比較的深い水深（約２０ｃｍ以上）でも生育しているのに対し、対照区では、水深が約２０ｃｍ以上になると成長量が著しく低下している。
図８に示すように、Ｂ区は、対照区と比較して湛水部の地下茎の生育密度・生産性が高く、Ｂ区のヨシの乾燥重量は対照区のヨシの乾燥重量の２．７倍となっている。

ところで、浚渫土１６には栄養塩である窒素やリンが含まれていることから、浚渫改良土１８からも栄養塩が水中に溶出して水質に悪影響を与えることが懸念される。したがって、栄養塩の溶出量を低減することが必要となる。
そこで、本発明者らは、浚渫土１６を沿岸水域の植生基盤２０に使用する場合に問題となる栄養塩の溶出の抑制効果について、（１）土質改良材の配合による効果（底泥抽出実験）、（２）土質改良材の配合・締め固めによる効果（室内カラム溶出試験）に関する試験を行い、検証した。
（１）底泥抽出実験
植生基盤２０の土壌からの栄養塩の溶出が水質におよぼす影響を予測するため、土壌を蒸留水で抽出して、抽出液中の窒素およびリンの溶出量（最大溶出量）を測定した。
試験方法は、沿岸環境調査マニュアル・底質・生物編（日本海洋学会編）4)に基づき、窒素およびリンの溶出試験に準じて実施した。実験結果は次のとおりである。
土質改良材の混合による溶出速度低減効果は配合量により異なるが、浚渫土１６の含水比８０％に対して基盤硬度がコーン指数でｑｃ＝３００ｋＮ／ｍ^２、５００ｋＮ／ｍ^２、８００ｋＮ／ｍ^２になるように配合した場合、溶出速度低減効果は窒素で３０％乃至４９％、リンで２０％乃至３９％であった。
土質改良材の配合による栄養塩溶出抑制効果は、主に土質改良材の混合による土壌中の見かけの窒素含有率が減少する効果、土質改良材による吸着効果等が考えられる。
（２）室内カラム溶出試験
実際の施工では、土質改良材の浚渫土１６への配合と重機による締め固めを行う。本実験では、所定の締め固め強度での植生基盤２０からの栄養塩溶出特性を把握するため実施した。試験方法は、（社）底質浄化協会「底質の調査・試験マニュアル」2)の栄養塩類溶出試験（窒素、リン）に準拠して実施した。実験結果は次のとおりである。
図９は浚渫改良土１８の基盤硬度をパラメータとして窒素の溶出量の変化量を示す図、図１０は浚渫改良土１８の基盤硬度をパラメータとしてリンの溶出量の変化量を示す図である。
試験方法は、（社）底質浄化協会「底質の調査・試験マニュアル」2)の栄養塩類溶出試験（窒素、リン）に準拠して実施した。
図９、図１０に示すように、締め固めにより地盤の硬さを高めることにより植生基盤２０からの栄養塩溶出速度を低減できることが示された。
図９に示すように、窒素については、土質改良材を混合していない無処理の浚渫土１６（原土）に比較して、基盤硬度がｑｃ＝３００ｋＮ／ｍ^２の浚渫改良土１８では、溶出速度が約８０％に低減されていることがわかる。
図１０に示すように、リンについては、無処理の浚渫土１６に比較して浚渫改良土１８の方が若干溶出する傾向にあるが、基盤強度がｑｃ＝３００ｋＮ／ｍ^２の浚渫改良土１８ではほとんど無処理の浚渫土１６と同様の溶出量に留まっている。
上記のことから、ヨシ群落の生育上、基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝１００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすることが好ましい。
また、植生基盤２０の造成後にヨシの植え付け、維持管理、安全上の理由で人が立ち入る場合には、人が植生基盤２０上を支障なく歩行できるように基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝２００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすればよい。
また、植生基盤２０からの栄養塩の溶出による水質汚濁が問題となる場合には、基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝５００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすることで栄養塩の溶出量（溶出速度）を低減でき好ましい。

また、シルト・粘土含有率の高い浚渫土１６を沿岸水域の植生基盤２０に使用する場合に問題となる圧密沈下等の地形変化に対する安定性について、地盤高を１ヶ月乃至４ヶ月に１回の頻度で追跡調査し検証した。
図１１は植生基盤２０の平均地盤高の変化量を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）は本実施例の浚渫改良土１８によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽した実験区Ａ，Ｂの測定結果を示し、（Ｃ）は川砂によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽した対照区の測定結果である。
図中、Ｓ３は湛水部の水深が約２０ｃｍ乃至３０ｃｍの部分の測定結果を示し、Ｓ５は湛水部の水深が約２０ｃｍの部分の測定結果を示し、Ｓ１４は湛水部の水深が約１０ｃｍ乃至２０ｃｍの部分の測定結果を示し、Ｓ２０は陸部（地盤高が水面よりも約４０ｃｍ高い）の部分の測定結果を示す。
図１１に示すように、浚渫改良土１８をヨシの植生基盤２０に使用した植栽地盤１８では大きな沈下は見られず地形が安定しているのに対し、対照区の植栽地盤では、若干の継続的な沈下傾向が見られた。

また、浚渫改良土１８をヨシの植生基盤２０に使用した植栽地盤１８において、動植物プランクトン、植生基盤２０表面（地表〜５ｃｍ）のメイオベントス、沈水植物の生育阻害について調査した結果、浚渫改良土１８による悪影響はないと判断された。

以上説明したように、本実施の形態によれば、浚渫土１６を利用してヨシ２２に適した植生基盤２０を造成でき、川砂や山砂で植生基盤２０を造成した場合に比較して、ヨシ２２の生育が大幅に改善され有利となる。
また、湖沼などの浚渫土１６に土質改良材を混合することで浚渫改良土１８を容易に製造できるので、浚渫改良土１８を安定して確保でき有利であり、川砂や山砂を購入する場合に比較してコストがかからず、また、砂を採取することにより砂採取場所の環境に与える悪影響もなく有利となる。
また、浚渫改良土１８によって造成された植生基盤２０を締め固めることにより所定の基盤硬度を得ることで、浚渫土１６に含有される栄養塩の溶出速度を著しく低減することが可能となり、水質への悪影響を抑制する上で有利となる。
土質改良材は吸水作用によるものであり、化学反応がほとんどないため、水域のｐＨ値を高めることがなく、したがって、水域の生態系への悪影響がない。
なお、シルト・粘土含有率の高い浚渫土１６を用いてヨシ群落の植生基盤２０を造成する場合、浚渫土１６をセメント等により改良したものを用いて植生基盤２０を造成し、植生基盤２０の地表面を川砂等で被覆する方法があるが、この方法では、浚渫土１６のセメント改良により水域のｐＨ値が高められるため、水生生物に対する悪影響を及ぼすことや、基盤硬度が高くなり過ぎてヨシの根が生育しにくいこと、覆砂に要するコストが高いことが懸念されるのに対し、本実施の形態ではそのような悪影響がなく有利である。

また、シルト・粘土含有率の高い浚渫土１６で植生基盤２０を造成する場合と異なり、植生基盤２０が所定の基盤硬度を有するので、ヨシの生育不良や波浪等による基盤材の巻き上がりとそれに伴う水質汚濁、水生生物等への悪影響が発生せず有利となる。
また、湖沼等の浚渫土１６は含水量が一様でないが、含水比に応じて土質改良材の配合量を調整することで所定の基盤硬度を有する植生基盤２０を造成することができ、安定した品質の植生基盤２０を造成する上で有利となる。
また、ヨシ群落の成立に最も影響する因子は水深であり、したがって、施工後の植生基盤２０の沈下等の地形変動によってヨシ群落の生長は著しく影響を受けるが、浚渫改良土１８によって植生基盤２０を造成することにより所定の基盤強度に施工することができる。そのため、浚渫土１６としてシルト・粘土含有率の高い浚渫土１６を用いたとしても圧密沈下等の地形の変化が発生しにくくなり、ヨシ群落の生育を向上させる上で有利となる。

図１は湖沼の沿岸部分にヨシ群落の植生基盤２０が造成される前の状態を示す説明図である。 沿岸部分にヨシ群落の植生基盤２０が造成された後の状態を示す説明図である。 実施例における浚渫土１６の性状を示す図である。 土質改良材の性状を示す図である。 浚渫改良土１８の基盤硬度をコーン指数でｑｃ３００ｋＮ／ｍ^２、ｑｃ５００ｋＮ／ｍ^２としたときの土質改良材の配合量の具体例を示す図である。 土質改良材の配合量と浚渫改良土１８の基盤硬度をコーン指数の関係を示す図である。 植栽後２年目のヨシの生育状況の調査結果を示す図である。 植栽後２年目のヨシの生育状況の調査結果を示す図である。 浚渫改良土１８の基盤硬度をパラメータとして窒素の溶出量の変化量を示す図である。 浚渫改良土１８の基盤硬度をパラメータとしてリンの溶出量の変化量を示す図である。 植生基盤２０の平均地盤高の変化量を示す図であり、（Ａ）、（Ｂ）は本実施例の浚渫改良土１８によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽した実験区Ａ，Ｂの測定結果を示し、（Ｃ）は川砂によって造成された植生基盤２０にヨシを植栽した対照区の測定結果である。 植生基盤の硬度とヨシ地上部の乾燥重量の関係を示す図である。

符号の説明

１０……沿岸部分、１８……浚渫改良土、２０……植生基盤、２２……ヨシ。

Claims (6)

1. 水域にヨシ群落の植生基盤を造成する方法であって、
   浚渫土に多孔質セラミック状の土質改良材を添加し攪拌混合して浚渫改良土を製造し、
   前記浚渫改良土を前記水域に盛土し、
   前記盛土された浚渫改良土を重機により転圧することで所定の基盤硬度を有する前記植生基盤を造成する、
   ことを特徴とするヨシ群落の植生基盤造成方法。
2. 前記基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝１００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすることを特徴とする請求項１記載のヨシ群落の植生基盤造成方法。
3. 前記土質改良材は吸水効果を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項１記載のヨシ群落の植生基盤造成方法。
4. 前記吸水効果を有する材料は多孔質セラミック質材料であることを特徴とする請求項３記載のヨシ群落の植生基盤造成方法。
5. 前記基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝２００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすることを特徴とする請求項１記載のヨシ群落の植生基盤造成方法。
6. 前記基盤硬度をコーン指数でｑｃ＝５００ｋＮ／ｍ^２以上１１００ｋＮ／ｍ^２以下とすることを特徴とする請求項１記載のヨシ群落の植生基盤造成方法。

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