国土交通省と自治体が、河川を環境という観点からとらえた基礎情報の収集を目的として、全国109の一級水系河川すべてと、主要な二級水系河川やダムなどについて1990年度から実施している調査。河川環境に対する関心が高まり、その利用方法も多様化する中で、今後、より一層、河川の環境に配慮した川づくりの推進が望まれることから始められた。調査は、「魚介類調査」「底生動物調査」「植物調査」「鳥類調査」「両生類・爬虫類・哺乳類調査」「陸上昆虫類等調査」という生物調査６項目と、河川の瀬・淵や水際部の状況等を調査する「河川調査」、河川空間の利用者などを調査する「河川空間利用実態調査」の計８項目から成る。このうち、生物調査は、同一の調査項目を同一年度に109すべての一級水系河川について実施するのではない。たとえば、毎年各項目を全国の対象水系の５分の１程度で実施し、５年で各調査が一巡するように行っている。2006年度の調査結果では、外来種の占める割合が、哺乳類（13.8％）、爬虫類（13.3％）、植物（12.9％）の順で高くなっており、2005年度の結果と比較すると、ほとんどの生物項目でその割合が増えている。一方、ニッポンバラタナゴ（魚類）やクロミサンザシ（植物）、クロツラヘラサギ（鳥類）など304 種の天然記念物や環境省レッドデータブック及びレッドリストの掲載種が確認されている。河川水辺の国勢調査の結果は、国土交通省の「河川環境データベース」で見ることができる。

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