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水土が育んだ水田生態系の保全にむけて
森 淳
4. 水田生態工学とは何か（1）保全生態学，生態工学，そして水田生態工学 改めて言及するまでもないが，これまで述べてきた内容は生物の生活と環境の間，あるいは生物界における相互作用を解明する生物学の一分野である生態学との関係が深い。最近何かと注目されている生態学には，特定地域の個体数の変動や分布変化を扱う個体群生態学，ある地域に生息する生物群集の種間関係（相互作用）やエネルギー・物質のフローを明らかにするための群集生態学，個々の種の遺伝子や個体の適応度などにもとづいて生物の性質・生態を明らかにする進化生態学や行動生態学など様々な分野に分かれている。 その一つである保全生態学は，健全な生態系や生物多様性の保全・維持を社会的に決定していくために必要な生態学の役割を研究する領域である。従来の生態学に留まらず社会科学をも研究領域に含み、その研究対象、手段、実践の方策などは非常な広範囲に及ぶことが特徴である。 それでは，なぜ生態学の一分野が人間や社会と関わりを重視するのだろうか。 生態系は極相を迎えた状態で安定しているのではなく，変動を繰り返している。時空間軸を拡張して俯瞰すると安定的に見える生態系も，ひとたび復元不可能なインパクトが加えられると復帰できないことを既に述べた。このような大きな負のインパクトを与える原因の多くは，人間の開発行為である。ヒトも生態系の一員であるから，人間が生物界に与える影響も生物群集間の相互作用であり，生態系で起きているイベントの一つととらえることができるかもしれないが，その力は他の生物が生態系に与える影響の比ではない。加えて，社会的意志により行為を制御できるのは人間だけであるという点で，他の生物が与える影響とは大きく性質を異にする。生態系の保全は人間の活動や社会と密接に関係しており，これらとの関係を重視しそれらと生態系との関係を含めて研究を進めていく学問領域が保全生態学である。 鷲谷（1996）は保全生態学のなすべき仕事を，1．一般則の把握 2．種、個体群および生物群集の保全のための研究 3．成育場所・景観の保全・復元および管理のための研究と述べている。 繰り返しになるが，保全生態学の「保全」とは人間の社会的活動により生じる影響から生態系を保全することが目的とした生態学と理解すべきであり，保全と生態系の関係を解明する生態学とか，保全という行為・現象・対象を解明する生態学というとらえ方は一面的だろう。 一方，類似する研究分野に生態工学がある。生態工学とは，人間と生態系、具象的にいえば人工構造物と自然（生態系）の調和を目指して，生物多様性の保全という成果を目指す学問分野である。 生態学の生態工学の違いは「工」の字があるか否かであるが，学問の目標はかなり異なる。工学とは，科学の蓄積を応用することによって，社会的な利益が生じる手法・技術を発見・発明することを目的とする応用的な学問の分野であり，その存立意義は成果の社会へ直接的に寄与することにある。そして社会に貢献する技術を産み出す工学が成果を挙げる過程において，理学的・基礎的な知見や成果を必要とし，「なぜそうなるのか？」という還元的な研究を必要とする。基礎と応用の関係はいわば車の両輪の関係にあたるから，基礎がなければ応用や発展はあり得ない。しかし基礎が工学の目的化することはない。 生態工学の場合，基礎は生態学などの生物学，応用は関連する工学である。関連する工学とは，河川生態系でいえば河川工学，農村生態系でいえば農業農村工学（農業土木学）となる。こうした既存の実学としての工学をベースとして生態系を保全するための学問領域を構築するには，まず対象となる地域の生態系を理解する必要があるから，生物の行動生態などが研究されているのである。 農村生態系における生態工学は，学問領域としてのスタートが遅かったこともあり，基礎的事象の解明に傾注してきたといってよい。これは，二次的自然としての農村生態系がいかなるメカニズムを示しているのか，そこに生育・生息する生物群集の営みはわからない部分が多く、また，農業農村整備事業等、農村空間の改変を伴うような行為が生物群集とそれを支える環境と資源に及ぼす影響の評価方法も未確立だからである。 現在のところ，農村生態工学が社会に貢献し，真に必要な領域として認知されるには，計画論的、技術論的、管理論的な知見の蓄積が必要であると筆者は考えている。技術を樹立するためには，保全生態学と同様に，社会科学的なアプローチも必要である。その理由は保全生態学と同様である。 さて，わが国の農村地帯は，水田を中心としてきた伝統的な農村地帯，畑地を中心とした地域など，実に様々であり，景観（landscape）や生態系という観点から「農村」という概念でひとくくりにすることは適当ではない。多様な農村生態系の中で近年の開発によって大きく様相が一変し，保全の必要性を認識されているのは主として水田生態系である。ここで水田生態系とは，2．で述べたようにイネが栽培されている狭義の水田ではなく，畦畔，水路，溜池などの水域はもとより，これらに隣接する陸域を含めたかなり広範な空間－つまり，水田を含む複雑な土地利用モザイク－に展開されている生態系を指す。わが国の農村地域を対象とした生態工学は，水田生態系の，特に水域における保全が主な目標と考えてよいだろう。 農業農村工学会農村生態工学部会の規約では，農村生態工学を「農村生態系に適応して生育・生息する生物群集の保全および農村生態系の修復と、生産と生活の場である農村の振興という、二つの目的を融合的に研究するための『学』」としている。わが国の農村生態系の中で水田生態系が示している特異性・重要性を考えれば，農村生態工学の活躍の場が水路や溜池など水生生物の重要な生息地となっている水域を主体とした生態系であることはいうまでもない。農村生態工学は，これに関与している農業農村整備事業の事業実施時におけるミティゲーションに軸足を置いているが，真に農村生態系の保全を図るにはそれで十分という訳ではない。これまでの影響によって劣化した環境の修復を視野に入れることが重要である。 （2）生態系保全工法の開発 近年になり水田生態工学の研究が進展した。関係する研究者の数も分野も広がりを見せている。今のところ現象を解明する基礎的な分野―例えば魚類の移動分散特性の解明－に多くの成果が得られている背景は既に述べた。それらについては機会を改めて紹介することとし，ここでは現場に技術として導入されている工学的手法を中心に紹介する。 農業農村整備事業における保全工法は，河川工学の技術を応用して，頭首工に設置される魚道や水路における魚類の遡上を阻害しない落差工などが施工されてきた。これらは水田生態系の生物多様性の保全に大いに貢献したが，一方で水田生態系の特性を踏まえた適用化や新たな技術開発も必要である。 水田生態系における施設と河川生態系における施設と比較すると，一般的に水田生態系の施設は小規模であること，流量に季節変化があることなどの違いがある。また基幹施設を除き，日常の管理が受益者に委ねられていることも特徴である。
水田生態系の特性を活かして開発された工法として，まず圃場整備によって分断された水路と水田を連絡する魚道が挙げられる。端（1999）はアイスハーバー型魚道を改良した，水田に魚類が遡上するための魚道の効果を検証した。鈴木ら（2000）はカスケードM型魚道および千鳥X型と称する2つのタイプの水田魚道を開発し，魚類の移動特性を確かめた（鈴木ら，2001，図1）。さらに鈴木ら（2004）は小規模魚道によって接続された水域ネットワーク内の水田におけるドジョウの再生産割合が2～3倍，フナ属で9倍に達することを明らかにした。この鈴木らが開発した水田魚道の設置は，農地・水・環境保全向上対策の一環として取り組まれるなど，着実な広がりを見せている。 さらに，排水路を土水路と暗渠に分離し，土水路と水田を連絡する二段式水路が導入されている（水谷，2000，図2，3）。乾田化を目的とする暗渠の施工にともなって水田と水路の落差が生じても，この工法を採用すれば魚類の水田への遡上が阻害されないだけでなく，土水路が本来持っている生態系保全効果も期待される。 一方で、農業水路系におけるネットワークの確保が魚類の新たな攪乱を起こすおそれもある。守山ら（2006）は，魚道の設置が国内外来種の進入を助長したことを指摘している。 ところで，生態系保全工法を導入する上で最もネックになるのは設置コストと維持管理である。特に水路の維持管理は永年にわたって受益農家の負担となるため，生態系保全の効果が大きい土水路を導入することに賛意を得ることが困難な場合がある。保全施設が地元に受け入れられ，目に見える効果を発揮するには，農家の疑問を解消する技術的な裏付けがなければならない。生態系保全工法の維持管理に関する研究は，その実効性を確保する観点からも非常に重要である。
近自然的工法はコンクリート製品に比べて耐久性に劣るのが一般的である。中村ら（2006）はゲンジボタルの保全を目的として導入された粗朶柵工の耐用年数を2.5～3.0年とし，修繕に専門的な技術は必要としないものの高齢化や人手不足が維持管理上の課題であるとしている。農家にとって施設の耐用年数は大きな関心事である。 地形勾配が急で流速が大きくなる地区では，施設の安全性からコンクリートライニングが必要とされる場合もあるし，コンクリート水路には雑草が生えないから維持管理の面からも都合がよい。コンクリート水路が生物の生息に適するように改良・普及されれば―生態学的にみれば十分でないにせよ―，地元農家の選択肢が増えることになる。効果が不十分である点は施工箇所数の増加によって補われるだろう。 生態系保全上コンクリート水路が問題なのは，流速が大きいこと，底質が魚類の繁殖や餌となる水生昆虫の生息に適していないことおよび均質であること，隠れ場がないことなどである。事業目的からみれば水路全区間の流速を小さくすることはできないが，多くの地区において，縦断勾配に緩急をつけること，拡幅部を設けること（森，2001）により部分的に流速に変化を付けることは可能であろう。圃場整備の場合であれば事業計画策定段階で，現況地形の改変程度を軽減するよう配慮することによって勾配の緩急をつけることもできよう。このことにより事業費も削減される。 コンクリートの性質に改良を加えることによって生物の生息条件を改善が可能かも知れない。コンクリートの表面を粗く加工することにより，水生昆虫の個体数，付着藻類が増加したことが報告されている（湯本ら，2006）。またポーラスコンクリートは，水際の植生や堆砂など水生昆虫に適した生息環境を創出する（佐藤ら，2006）。これまでほとんど知見がなかった魚類の餌となる藻類や底生生物が適した農業水路環境のあり方についても研究が待たれる。このことは水域ネットワークとともに重要な，水生生物の生息地としての質の向上につながる。 現場サイドでは事業実施に伴い環境との調和に配慮することが定着しているが，今後はこれまでインパクトを与えられた生態系を積極的に復元させることも重要である。農村生態系の復元は，そのこと自体は今後ますます必要とされるのであるが，土地改良法の政策目的と必ずしも合致していない点もあると思われる。これをどのように解決していくか，議論が必要であろう。 それでは水田生態系の復元は，今後どのような考えのもとに行われるのだろうか。松井・佐藤(2005)は，整備済み用排水路系に選択的・段階的な生物保全対策を講じることを提案している。一般的に用水路は魚類の生息に不適当であることが多く（斉藤，1997），農業水路系において最小のコストと労力で一定の生態系保全・復元効果を上げるには用水路より排水路に生態系保全の重点を置くのが現実的である（端，1987）。魚類は昆虫や鳥類などに比べて移動能力が劣っている。排水路において生態系の復元を図る場合，河川から魚類が供給されやすい排水路の下流側からネットワークの修復を進めていくことが基本となろう。水田生態系を効率的に復元するには，流域全体の生物分布を精査した上で計画的に行われなければならない。 （3）水田生態系保全の目標と自然再生 水田生態系を保全しながら開発する際，保全目標を設定することは，具体的工法の決定，事業の効率的な実施，モニタリングとこれを元にした修正を適切に行ううえで欠かせない。長利（2000）は，農業農村整備事業において，何を対象に，どこまで復元・再生するのかという目標設定が重要だと述べている。 中村（2002）は，生態系の復元(restoration)の定義を人為的撹乱以前の環境に戻すこととし，修復(rehabilitation)を人為的影響が強く元に戻すことが不可能な場合，重要な機能と生息場環境を提供する自律した生態系をめざして改良することとしている。農業農村整備事業など大規模な工事が実施される場合，厳密な意味での生態系復元はあり得ない。また農業農村整備事業の面的整備では（法手続上は改修である場合であっても），いったん水路が廃止され，水生生物の生息地は別空間に造成された水路に創出されることが多い。これは，ミティゲーションでいえば，回避や最小化が不可能であるためやむを得ず選択される代償に相当する，リスクの大きい行為であることに留意しなければならない。 日置（2002）は生態系の復元の目標について，復元サイトの近隣で生態系が良好に保たれている場所をモデルとする方法，過去の生態系を情報的に復元しモデルとする方法，両者を併用する方法の3つに分類し，その構造，機能，多様性，動態を模倣することが重要としている。島谷（2001）は，河川生態系の健全性を比較する対象として，過去のある時点，改修する前，河川の縦断方向，近傍の河川を挙げている。 水田生態系の保全は経済活動としての農業生産とのバランスを保ちながら進められる必要があるから，農業が近代化される以前の生態系を保全の目標とすること―生態学的には望ましいことであるに違いないが―は現実的でない。当時の生物に関する情報が少なすぎること，当時の生物種の中にはすでに消失した地域個体群が多いと考えられることもその理由の一つである。時間軸上のモデルは，ほとんどの場合改修前の生態系になるだろう。 農業水路系の上下流に存在する生態系や近隣の生態系はモデルとして重要である。仮に工事の影響により個体群が消滅したとしても下流の個体群が移住できるよう，自然を模倣した環境を創出しておくことが個体群の再出現につながるだろう。環境の模倣は生態系に対して決定的なインパクトを与えないことを意味する。
水田生態系と流域生態系を再生させるには，水利施設のかなり大がかりな工事も必要とされる。更新時期を迎える土地改良施設が今後増加する中，
森 淳 H20.12.9
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