人間の活動とは隔離されているため
人間の活動とは隔離されているため、野鳥が多く、昆虫・魚類なども採取される。希少な植物も多い。環境省のレッド・データブックに掲載された絶滅危惧種も多く発見されている。このため、ラムサール条約指定湿原にすべきという意見もあるが、2006年現在、地元の藤岡町はこの地を本来目的である治水目的に利用することを希望しており、運動はあまり盛り上がっていなが、ラムサール条約登録湿地を増やす議員の会が視察を行った。
渡良瀬遊水地アクリメーション振興財団によれば、レッド・データブック掲載植物は43種。
貯水池以外のほぼ全域が葦原になっている。毎年3月にヨシズ生産農家らで組織される渡良瀬遊水地利用組合連合会がヨシ焼き(野焼き)を行っている。人為的な野焼きで植生遷移が抑制していることが、結果的に多くの絶滅危惧種が残る理由の1つとなっている。
谷中村村民を移転させる際、栃木県は旧村民に対し、ここでヨシやカヤなどを独占的に刈る権利を認めた。ただし、文書による確認はされなかった。その後、旧村民以外の藤岡町民らが、ここでヨシやカヤを刈る権利を設定。1920年から1921年にかけて、両者が遊水地で睨み合うという騒ぎに発展した(カヤ刈り事件、またはヨシ刈り事件と呼ばれる)。旧村民が弁護士に確認したところ、文書による証拠がなくても、当時の法令では元々旧村民に独占的な権利があることが判明。裁判でもこれが認められた。このため、現在でも近隣農家がこの地に育つヨシを刈り、ヨシズ作りが行われている。ただし、最近は安い中国産のヨシズに押され、生産は減少している。
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歴史飛鳥時代
民間や建設省(当時)の調べによると、土壌中の銅の濃度が作物の生育に障害が発生するといわれる125ppmを超えている地点がある。ただし、特定の地点で目立った植物の生育不良などは報告されていない。
生息魚種は33種生息する。しかし、在来種は20種程度と少なく大半はコイ科である。ブラックバスも昭和40年代後半から移植されているが、固体数は安定している様子で、ルアーで狙って釣るのはなかなか難しい。意外なところでは、ボラやスズキが海から遡上したまま定着している。