河川緩衝帯

河岸緩衝帯または河川緩衝帯は、河川の近くの植生のあるエリア（「緩衝帯」）で、通常は森林に覆われており、日陰を作り、隣接する土地利用の影響から河川を部分的に保護するのに役立ちます。関連する河川、川、湖の水質を向上させる上で重要な役割を果たし、環境上の利点をもたらします。農業により多くの水生生態系が衰退しているため、河岸緩衝帯は、水質の向上と汚染の削減を目的とした非常に一般的な保全活動になっています。

河岸緩衝帯は、表面流出水に含まれる堆積物、栄養素、農薬、その他の物質を遮断し、浅い地下水流に含まれる栄養素やその他の汚染物質を減らす働きをします。^{[1]また、主に農業地帯に}生息地や野生生物の回廊を提供する役割も果たします。また、河岸を安定させることで侵食を減らす鍵にもなります。大規模な結果から、植林システムの導入による河岸緩衝帯の拡大は、水への窒素排出と風食による土壌の損失を効果的に減らすと同時に、現在の農業生産への悪影響を限定的に抑えながら、環境面で大きな相乗効果をもたらすことが実証されています。^[2]

河岸緩衝帯は堆積物と栄養素を遮断します。河岸緩衝帯は下流の湖沼の富栄養化を阻止します。大規模な富栄養化により魚が大量に死ぬため、水生生物の生息地に悪影響を与える可能性があります。河岸緩衝帯は、水生生物に有害な農薬などの化学物質を水中から遠ざけます。農薬の中には、生物に蓄積すると特に有害なものがあり、人間の消費に適した状態になると化学物質が有害なレベルに達します。河岸緩衝帯は水域を囲む土手を安定させる役割も果たします。これは、土手が切断（浸食）されると土地の生産ができなくなるため、農業地域では浸食が大きな問題になる可能性があるため重要です。浸食は下流の湖沼、池、貯水池の堆積やシルト化にもつながります。シルト化は貯水池や貯水池を形成する ダムの寿命を大幅に縮める可能性があります。

河岸緩衝帯は、多くの生物種、特に農地が生産用に転用されたために生息地を失った生物種にとって、重要な生息地として機能することができます。緩衝帯によって提供される生息地は、さまざまな土地利用によって生息地が断片化された生物種の回廊としても機能します。水源の近くにこの植生のある土地を追加することで、非保全的な土地利用によって追い出された生物種が再定着できる場所が提供され、生物多様性が向上します。この再定着により、在来種の数と生物多様性全体が増加します。 ^[3]河岸緩衝帯の最初のゾーンにある大きな木は日陰を提供し、それによって水を冷却し、生産性を高め、水生生物種の生息地の質を高めます。枝や切り株（大きな木質の残骸）が河岸地帯から小川に落ちると、より多くの小川の生息地の特徴が作成されます。小川の 生物相のエネルギー源として炭素が追加されます。

緩衝地帯は土地の価値を高め、収益性の高い代替作物の生産を可能にします。黒クルミやヘーゼルナッツなどの収益性の高い収穫が可能な植物を河岸緩衝地帯に組み込むことができます。生息地が広くなれば狩猟目的の土地の需要が高まるため、狩猟のリース料も増加します。従来使用されてきた固定幅方式ではなく、水文学的機能に基づいて緩衝地帯を設計することは、林業の実践において経済的に有益です。^[4]

河岸緩衝帯は通常3つの異なるゾーンに分かれており、それぞれが流出水をろ過し、隣接する水系と相互作用するという特定の目的を持っています。緩衝帯の設計は緩衝帯の有効性にとって重要な要素です。一般的に、これらの3つのゾーンに植える植物には在来種を選択することが推奨されており、緩衝帯の一般的な幅は川の両側で50フィート（15メートル）です。^[5]

ゾーン1

このゾーンは主に水源を遮蔽し、堤防の安定装置として機能する。このゾーンには、成長が早く、これらの役割を素早く果たすことができる大型の在来樹種を含める必要がある。このゾーンは通常、3つのゾーンの中で最も小さく、汚染物質の吸収も最も少ないが、汚染物質のほとんどはゾーン2とゾーン3によって除去されている。^[6]

ゾーン2

このゾーンは通常、在来の低木で構成されており、鳥類の巣作り場所を含む野生生物の生息地を提供します。このゾーンは、ゾーン3が取り残した汚染物質の吸収を遅らせ、吸収する役割も果たします。このゾーンは、草原と森林の間の重要な移行地帯です。^[6]

ゾーン3

このゾーンは汚染物質に対する最初の防御線として重要です。主に在来の草で構成されており、主に水の流出を遅らせ、汚染物質が他のゾーンに到達する前に吸収し始める役割を果たします。これらの芝生帯は最も広いゾーンの1つであるはずですが、設置も最も簡単です。^[6]

河床地帯

河岸地域の川床ゾーンは、ゾーン 1 と密接に関連しています。ゾーン 1 には、倒れた枝、木、木の根があり、水の流れを遅くして、水の流れの増加と洪水に関連する侵食プロセスを軽減します。この木質の残骸は、さまざまな水生種の生息地と隠れ場所も増やします。

米国国立森林農園センターは、AgBufferBuilder と呼ばれるフィルター ストリップ設計ツールを開発しました。これは、空間的に不均一な流出を考慮するために地形分析を利用して農地の周囲に植物フィルター ストリップを設計するための GIS ベースのコンピューター プログラムです。

河川沿いの緩衝地帯では、経済的インセンティブを与えるために伐採が管理方法として推奨されることがあります。しかし、いくつかの研究では、伐採が野生生物、特に鳥類の個体数に悪影響を与える可能性があることが示されています。ミネソタ大学の研究では、河川沿いの緩衝地帯での木材の伐採と鳥類の個体数の減少の間に相関関係があることがわかりました。^[7]そのため、伐採は環境保護の観点から一般的に推奨されておらず、指定された伐採地域でのみ行われるようになっています。

米国の農業支援プログラムである保全保護プログラム( CRP)は、非点源性水質汚染の可能性が高い、浸食されやすい水系の周囲に河岸緩衝地帯を設置するよう土地所有者に奨励する多くのインセンティブを提供しています。たとえば、ネブラスカ州の河岸緩衝地帯支払い制度では、設置費用、入会ボーナス、年間レンタル料の支払いが行われます。

これらのインセンティブは、農地を耕作から外すことで農家が被る経済的損失を補うために提供される。土地が侵食されやすく、経済的利益がほとんどない場合は、これらのCRPプログラムを利用した方が経済的になることがある。^[8]

河岸緩衝帯はその有効性について多くの精査を受けており、徹底したテストと監視が行われています。ジョージア大学が9年間にわたって実施した研究では、施用源から流域に到達した肥料の量を監視しました。その結果、これらの緩衝帯は流出水の窒素の少なくとも60％、施用された肥料からのリンの少なくとも65％を除去したことがわかりました。同じ研究では、ゾーン3の汚染物質除去の有効性はゾーン1と2の両方よりもはるかに高いことが示されました。^{[9]しかし、2017年の別の研究では、}グリホサートとAMPAの河川への浸出を減らす効率（または非常に限られた能力）は見つかりませんでした。自生する草本植物のRBSはヤナギの植生と同じくらい効果的であり、1年後の流出水におけるグリホサートの測定値は、RBSが予想外の持続性を示し、さらには土壌の深さ70cmまでグリホサートの浸透を促進する可能性があることを示唆している。^{[10] [説明が必要]}

最初に河岸緩衝帯を設置した後は、緩衝帯を良好な状態に保つために比較的わずかなメンテナンスで済みます。木や草が成長すると、自然に再生し、より効果的な緩衝帯となります。河岸緩衝帯の持続可能性は、土地所有者にとって非常に魅力的です。なぜなら、比較的手間がかからず、支払いを受けられるからです。河岸緩衝帯は、中規模および小規模の町に水処理および供給システムを設置する資金がない開発途上国において、水生生物の多様性と水質を保護し、水資源を管理する最も効果的な方法となる可能性があります。

ネブラスカ州の地域に基づいた種の選択の例:

ゾーン1

コットンウッド、バーオーク、ハックベリー、スワンプホワイトオーク、シベリアニレ、ハニーロカスト、シルバーメープル、ブラックウォールナット、ノーザンレッドオーク。^[11]

ゾーン2

マンチュリアンアプリコット、シルバーバッファローベリー、カラガナ、ブラックチェリー、チョークチェリー、サンドチェリー、ペキンコトネアスター、ミッドウェストクラブアップル、ゴールデンカラント、エルダーベリー、ワシントンサンザシ、アメリカンヘーゼル、アムールスイカズラ、コモンライラック、アムールメープル、アメリカンプラム、スカンクブッシュスマック。^[11]

ゾーン3

ウエスタンウィートグラス、ビッグブルーステム、サンドブルーステム、サイドオーツグラマ、ブルーグラマ、ヘアリーグラマ、バッファローグラス、サンドラブグラス、スイッチグラス、リトルブルーステム、インディアングラス、プレーリーコードグラス、プレーリードロップシード、トールドロップシード、ニードルアンドスレッド、グリーンニードルグラス。

ウィキメディア・コモンズには、河川緩衝地帯に関連するメディアがあります。

• 国立森林農業センター (USDA)
• フィルターストリップ設計ツール (AgBufferBuilder; USDA)
• 広範な河岸緩衝帯の文献