メタ解析 「日本の滝」を用いた検討

宮崎の滝 熊本の滝 鹿児島の滝
要 約
北中康文著「日本の滝、東日本661滝、西日本767滝」に記載された滝データ及び写真からデータを読みとり、集計、統計学的解析を行い以下の結果を得た。ただし以下の1〜3は西日本の滝についての結果である。
 1.形態分類の永瀬氏分類では段瀑、直瀑、分岐瀑の順に多く、約1/3づつであった。渓流瀑は3%、潜流瀑は1%であった。滝おやじ分類では急斜瀑は約30%、連瀑、直下瀑は約20%、階瀑、緩斜瀑は約10%、懸崖瀑、壇瀑は数%であった。
  2.滝の落差の平均は30m、中央値22m、最頻値20mであった。それ以上は落差が高いほど頻度は低下した。 
 3.滝を構成する岩石の分類別では堆積岩30%、火山岩40%、深成岩20%、変成岩10%であった。個別の岩石で多いのは安山岩、溶結凝灰岩、花崗岩、砂岩、チャートの順で、この5種類で全体の60%であった。 
 4.滝の構成岩石と滝の形態の関係では、火山岩の滝は直下瀑が多く、単瀑の場合には落差も高く、急傾斜であった。深成岩の滝には緩斜瀑が多かった。堆積岩と変成岩の形態分類は似ていた。

 滝と地質の関係を探ることは本HPのメインテーマの一つである。そのために、私は居住地である南九州地区の滝を訪れ、更に地学の研鑽を積みつつ、滝のデータベースを構築したいと考えているところであるが、その完成までには年単位の時間が必要である。
 そんな私にとって北中康文氏の「日本の滝、東日本661滝1)、西日本767滝2)」は最高の書である。滝全体が詳細に分かる綺麗な写真ともに滝の地質データが掲載されている。東日本版では特徴的な滝のみであるが、西日本版では全滝に対して地質データが掲載されている。この地質データは専門家の手になるものである。
 この書籍に掲載されたデータを集計し、統計学的分析を加え、滝と地質の関係を探ることを意図した。多分、これほど多くの滝についての検討は少ないだろうと考える。
 この検討は将来私がやりたいことの先取りである。何年後かに、「日本の滝」より詳細な(地域限定ではあるが)データベースを構築し、統計学的検討を行い新たな知見を加えたいと考えている。
 検討は多岐に渡るので以下のページに分けて述べる。どのページを見ても概要が分かるように重複を厭わずに記載したので、全部を通読すれば冗長になることをお断りする。
 手っ取り早く結果を知りたい方は「P9.全体のまとめ」を見るとよい。

西日本の滝の集計

P1.西日本の滝、単純集計

P2.西日本の滝、地域別の特徴

滝形態と地質との関係

P3.形態分類からみた滝の特徴

P4.落差と滝の特徴

P5.地質と滝(4地層大区分ごとの特徴)

P6.地質と滝(5大主要岩石ごとの特徴)

P7.地質と滝(17の主要岩石ごとの特徴)

P8.地質と滝(8地層区分ごとの特徴)

総合討論

P9.全体のまとめ

P10.全体考察

滝の形態新分類法の提唱

P11.滝の形態新分類法の提唱

p12.形態分類法の比較検討


本検討で用いたデータ及びデータの収集方法は以下の通りである。

1.滝の形態分類
 滝の形態分類としてはいわゆる永瀬氏分類と滝おやじ分類を用いた。永瀬氏分類は「日本の滝」に記載してあるのでそのまま用いた。滝おやじ分類は同書の写真を用いて著者が判断した。同書の写真では様子が分かり難いときには、主として文献3を用いた。それでも分かりがたい時は適宜インターネット等を参照した。

永瀬氏分類(仮称)
 永瀬嘉平氏の著作に紹介された分類法(以下、永瀬氏分類とする)で最も有名である。この分類は滝の姿が人の心にどのように映るかという事に着目した心象分類と言えるであろう。簡単で分かり易く、印象深いという特徴を持つ。しかし科学的な観点からは問題が多い。滝を次の類型に分類する。

表1.永瀬氏分類4)
名前

説明

直瀑 山や崖から水柱が一気に落してくる直下態の滝。きっぱりしていて男性的。最も滝らしい滝で、名瀑と呼ばれるものはこの形が多い。
分岐瀑 断崖の途中で突き出した岩々に当たって砕け、左右あるいはいくつかに分岐して末広がりに落ちていく滝。女性的な優しさを持ち、フォトジェニック。
渓流瀑 傾斜した河床の上を滑るようにして流れていくものをいい、その高低差が大きいものを滝の中に含む。
段瀑 二段、三段と言った階層を作る滝。大小の滝が連続して六段、七段の形を見せることもある。
潜流瀑 熔岩層の下を潜流してきた流れが、崖の中腹などからにじみ出て滝を作る。
海岸瀑 川身が海岸線の断崖から落下するもの。

以上の分類のうち、北中氏は直瀑〜潜流瀑の5分類を用いている。

滝おやじ分類(仮称)
 HP「滝を観る」に記載された分類(以下、滝おやじ分類)は科学的観点からみた客観的で重厚な分類である。分類法というよりも客観的な滝の記述法という色彩が強く、初心者にはやや難解である。

表2.滝おやじ分類(メインの分類)5)
名前

説明

連瀑 複数の滝が近接して存在する。二つの滝の間には滝壺、平坦な河床があり、5〜6m離れているもの。
壇瀑 滝面の幅と高さの比が1:0.5以下(幅が高さの2倍以上)
階瀑 単瀑だが、滝面の分裂がすすみ、明瞭な段をなしている。
懸崖瀑 オーバーハングしている滝
直下瀑 滝面を垂直またはそれに近い角度で落下している滝、90−80度
急斜瀑 滝面が急傾斜で落下している滝 80−45度
緩斜瀑 滝面が緩傾斜。45度以下
分類の手順:手順1:人工瀑、湧水瀑など普通の成因でないものを選ぶ。手順2:連瀑か単瀑かを判定。手順3:壇瀑とそれ以外に分ける。手順4:滝面の断面形で階瀑〜緩斜瀑に分ける。その後、滝面の形態の修飾語、注記を付ける。

今回のデータ収集に際してはメインの分類のみを検討に用いた。また、階瀑については拡大解釈を行い、滝面傾斜が途中で変化するものとした。

2.落差
落差は「日本の滝」に記載の情報をそのまま用いた。基本的には目測値であり、公称値がある場合はそれを用いている。公称値が疑わしいと本文に記載されている場合もあるが、同書の記載のデータを用いた。

3.連瀑数
 連瀑数とは私が勝手に作った言葉である。段瀑なら段数に相当する。単独瀑が1となり、二連瀑は2となるが、多連になると書籍からは正確な情報が得られないので、5連瀑以上はすべて5とした(本文中に連瀑数が書いてある場合を含む)。本文の記載と写真から判断した。判断に苦しむときには、確認できた数とした。

4.標高
 「日本の滝」には滝口の標高も記載されている。これは河川の上流か下流の目安に記載されたものである。勿論、その指標としては無理があることは承知で、参考にと断ってある。同書の記載をそのまま用いた。

5.滝面傾斜
 滝おやじ分類の連瀑と壇瀑を除いて単独瀑のみに限定したうえで評価した。滝面傾斜を滝おやじ分類の懸崖瀑を1、直下瀑:2、急斜瀑:3、中傾斜瀑:4、緩斜瀑:5として点数化した。ただし、滝おやじ分類の緩斜瀑を比較的傾斜が急のものを中傾斜瀑、緩いものを緩斜瀑とした。また、階瀑は全体の傾斜で上記点数のいずれかを割り当てた。後は滝おやじ分類をそのまま用いた。従って、数字が少ないほど傾斜が急で、大きいほど緩傾斜であることを示す。
 評価方法は滝おやじ分類に準じる。

6.滝の構成岩石
 日本の滝に掲載されたデータをそのまま用いた。二つ以上の岩石が関与するときには主要と思われる岩石を用いた。岩石の種類によって滝数が異なり、差が激しいのでそのままでは統計学的解析ができなかった。従って、以下の四通りの方法で検討した(表3)。

@岩石の成因別に、堆積岩、火山岩、深成岩、変成岩の4グループに分けて比較検討。
A所属する滝数が多い5岩石間での検討(砂岩、チャート、溶結凝灰岩、安山岩、花崗岩、全体の約60%となる)
B所属する滝数が20(変成岩では15)以上の17岩石間での検討(上記5種に加え、泥岩、礫岩、玄武岩溶岩、火砕岩(火山角礫岩等)、溶結凝灰岩、流紋岩、安山岩、玄武岩、詳細不明の溶岩、花崗班岩(石英班岩含む)、花崗岩、花崗閃緑岩、結晶片岩(泥岩由来)、結晶片岩(玄武岩溶岩由来)、片麻岩、全滝の91%になる)
C成因が似通った岩石でグループを作り、8つに地層区分に分けて検討。その地層区分と主な所属岩石は砕屑岩(砂岩、泥岩、礫岩、砂岩泥岩互層など)、他の堆積岩(チャート、玄武岩溶岩、石灰岩など)、火砕岩・溶結凝灰岩、安山岩、他の溶岩(流紋岩、玄武岩、詳細不明の溶岩など)、花崗岩、他の深成岩(花崗班岩、花崗閃緑岩、閃緑岩など)、変成岩(ホルンフェルス、結晶片岩、片麻岩、蛇紋岩など)

なお、玄武岩溶岩は堆積岩中に含まれるもので(大洋プレートでの火山噴火に起源するとされ、最近は超苦鉄質岩、緑色岩と表現されることが多い)、堆積岩に入れた。単に玄武岩と記したのは現地で噴火したとされるもので、火山岩に入れた。
 溶結凝灰岩は通常堆積岩とされることも多いが、滝の成因を考える上で噴火との関連は不可欠であるので、火山岩の仲間に入れた。詳細不明の溶岩とは、単に「〜山溶岩」といった記載がされたもの。多くは安山岩、玄武岩混在、中間的なものかと想像する。

表3.滝の構成岩石と滝数、解析に用いた対象岩石
岩石名 滝数 主要5岩石 主要17岩石 8地層区分 地層大区分
砂岩 74 砕屑岩
155
堆積岩
266
泥岩 29  
砂岩・泥岩 18    
砂岩泥岩互層 13    
礫岩 21  
チャート 69 他の堆積岩
111
玄武岩溶岩 26  
石灰岩    
混在岩 13    
火砕岩(火山角礫岩等) 30   火砕岩・溶結凝灰岩 火山岩
477
溶結凝灰岩 150
流紋岩 58   他の溶岩
デイサイト    
安山岩 195 安山岩
玄武岩 23   他の溶岩
102
詳細不明の溶岩 19  
花崗班岩(石英班岩) 34   他の深成岩 深成岩
202
ドレライト    
花崗岩 112 花崗岩
花崗閃緑岩 40   他の深成岩
90
閃緑岩    
はんれい岩    
ホルンフェルス(砂岩由来)     変成岩
80
変成岩
80
ホルンフェルス(泥岩由来)     
ホルンフェルス(砂岩泥岩)     
ホルンフェルス(詳細不明)     
結晶片岩(砂岩由来)     
結晶片岩(泥岩由来) 16  
結晶片岩(砂岩泥岩由来)    
結晶片岩(チャート由来)    
結晶片岩(玄武岩溶岩) 17  
結晶片岩(詳細不明)       
片麻岩 18  
蛇紋岩    
合計 1025 600 931 1025 1025

7.滝の構成岩石の形成年代
 日本の滝に掲載されたデータをそのまま用いた。年代に幅がある場合には中間を用いたが、それが出来ないときには新しいものを用いた。変成岩の場合、由来岩の形成年代と変成時期が記してある場合には変成時期とした。
 1:第四紀完新世、2:第四紀更新世、3:新第三紀鮮新世、4:新第三紀中新世、5:古第三紀漸新世、6:古第三紀始新世、7:古第三紀暁新世、8:白亜紀、9:ジュラ紀、10:三畳紀、11:ペルム紀、12:石炭紀、13:デボン紀、14:シルル紀の要領で点数化し、統計学的検討を行った。

8.統計学的解析
 得られた結果が偶然なのか、何かの意味を持つのかを判定するためには統計学的解析が必要である。その原則は、得られた結果が偶然得られる確率を計算する。その確率が5%以下であるときには、偶然でなく何らかの関連があったと推定する。5%という数字は慣習で用いられている。勿論この数字が小さいほど確かな結論が得られることを意味する。
 統計学的解析には実に多くの手法があるが、本論説で主として用いたのは一元配置の分散分析とχ二乗分析である。一元配置の分散分析は落差などの間隔を表す数値で、多群を比較する場合に用いられる。まず、全体で差があるかを分析し、どの群とどの群の間に差があるかを計算する(多重比較)。χ二乗検定は白黒、男女、「ある」「なし」などの大小に関係ない類別変数(名義変数)と呼ばれる変数に対して用いられる。多群で検討するときは全体で差があるかを見るだけである。どこに差があるかは再計算が必要なのだがそこまでは行っていない。
 厳密には一元配置の分散分析に変えてノンパラメトリック解析を行わなければいけない場合もあるがそこまではしていない(解析法が変われば結論が変化するような微妙な結論は採用していない)。


注:メタ解析とは既に発表されているデータを集計して行う研究のこと。

参考文献

1)北中康文(2004):日本の滝@東日本661滝.山と渓谷社

2)北中康文(2006):日本の滝A西日本767滝.山と渓谷社

3)木田 薫(2005):日本滝名鑑4000.東方出版

4)永瀬嘉平、三島昭男、宮田登、他(1995):講談社カルチャーブック 日本の滝 躍動する水の美と名瀑への招待.講談社

5)滝おやじ: 滝を観るー千葉県の滝を例にー. 

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