国内初 ダム建設現場周辺の河川を遡上する魚類の行動を把握

環境DNA分析技術を用いて生態系に配慮した施工計画の立案が可能

2020年10月26日
大成建設株式会社

 大成建設株式会社(社長:相川善郎)は、この度、水や土などに含まれる生物由来(生物の破片、排泄物等)のDNA分析技術を用いて、国内で初めて、ダム建設現場周辺の河川を遡上する魚類の調査を行い、従来調査方法による分析との比較において、その有効性を確認しました。今後、本技術の適用により、広範囲に魚類の生息有無や産卵から死滅までの行動を経時的に把握することができるようになります。この結果、建設現場周辺の生態系に配慮した適切な施工計画の立案が可能となりました。

 建設工事では、その周辺に住む人々の生活や動植物の生態系などへの影響を踏まえ、環境に配慮した計画・設計・施工が求められています。生態系への配慮では、事前に生物環境モニタリング調査を実施し、生息する生物の種類、個体数、分布のほか行動期間やパターンなどを経時的に把握した上で、適切な対応を行うことが必要となります。特に生物が広範囲に移動する湖沼・河川・海洋などの水域では、これまで潜水目視観察や捕獲による調査を行ってきました。しかし、捕獲に伴う生態系への影響や調査員の労力、コスト等の問題から、年に数回、数地点でのモニタリングに留まるなど回数が限られ、調査の効率や情報量に課題がありました。そこで近年、新たなモニタリング手法として生物由来のDNAを分析し、そこに生息する生物の種類や生物量などの情報を得る「環境DNA分析技術」※1が注目されています。

 そこで当社は、2017年度から「環境DNA分析技術」を活用した生物環境モニタリングの適用に向けて取り組みを進め、この度、河川を遡上する「サクラマス」※2を対象にモニタリング調査を実施しました。その結果、河川からの採水に含まれるDNA分析により、サクラマスの存否を確認するだけでなく、経時的な生息状況をとらえることに成功しました。

【調査概要】(図1参照)

  • 場所:魚道が設置されたダム建設現場周辺河川
  • 期間:2018年6月18日~2018年11月19日(約5ケ月)
  • 頻度:週1回程度(計12回実施)
  • 項目:

    採水(上流・下流)によるサクラマスのDNA分析
    「参考データ:ビデオによる目視調査(下流)」

 本技術の適用により、以下に示すような結果が得られ、その有効性が確認されました。

【調査結果】

  • サクラマスの行動を経時的に把握可能
    現地での採水に基づくDNA分析から、目視調査による遡上の実測値の変動パターンとDNA量の変動状況を関連付けることができました。この結果、サクラマスの遡上開始から産卵を経て死滅するまでの生息状況を経時的に把握することが可能となりました。(図2参照)

【本技術の有効性】

  • 他の魚類にも環境DNA分析技術が適用可能
    工事現場周辺の河川に生育する生物を対象に、他の魚類でも広範囲かつ高頻度に採水し、DNA分析を行うことにより、生息の有無や種類の確認、産卵から死滅までの分布が推定できるようになります。従来の地点ごとに専門家を配置し目視調査を実施していましたが、複数地点で頻繁に採水するだけでDNA分析が可能となるため、モニタリング調査の効率化を図ることができます。この結果、生息環境に配慮した建設工事の施工計画立案において、DNA分析を取り入れることにより、より多くの生物情報を収集、活用することが可能となります。

 今後、当社は、本技術によるモニタリング可能な生物の種類を増やし、湖沼、河川、海洋などの水域での建設工事に広く適用できる生物環境モニタリング技術として積極的に活用してまいります。

図1 サクラマスのモニタリング調査概要
図1 サクラマスのモニタリング調査概要
図2 サクラマスのモニタリング調査結果(目視調査、環境DNA分析値)
図2 サクラマスのモニタリング調査結果(目視調査、環境DNA分析値)
  1. ※1

    環境DNA分析技術
    水や土などあらゆる環境には、そこに生息している生物由来のDNAが存在しています。そのDNAを総称し「環境DNA」と呼んでいます。その環境DNAを採取し分析することで、生物の生息分布や生物量を把握する技術で、採取した水や土から生物に関する情報を取得し、広域での希少種や外来種の存否調査などへの活用が徐々に拡大しています。

  2. ※2

    サクラマス
    河川上流で産卵、海で成長、再び河川を遡上して産卵する遡河性回遊魚であり、環境省絶滅危惧リストでは「準絶滅危惧種:現時点での絶滅危険度は小さいが、生息条件の変化によっては、より危険度の高い絶滅危惧に移行する可能性のある種。」に指定されています。

    サクラマス