Loading article…
水生生態系は、陸上生態系とは対照的に、水域内およびその周辺に存在する生態系です。水生生態系には、互いに、そして環境に依存している生物群集（水生生物）が含まれています。水生生態系の主な種類は、海洋生態系と淡水生態系の2つです。[ 1 ]淡水生態系には、静水域（流れの遅い水域、例えば池、沼、湖）、流水域（流れの速い水域、例えば小川や川）、湿地（土壌が少なくとも一部の時間、飽和または浸水している地域）があります。[ 2 ]
海洋生態系は地球上の水生生態系の中で最大規模であり、塩分濃度が高い水域に存在します。これらの生態系は、塩分濃度が低い淡水生態系とは対照的です。海洋水は地球表面の70%以上を覆い、地球上の水の供給量の97%以上[ 3 ] [ 4 ]、地球上の居住可能な空間の90%を占めています[ 5 ] 。海水の平均塩分濃度は水1000分の35です。実際の塩分濃度は、さまざまな海洋生態系によって異なります[ 6 ] 。海洋生態系は、水深と海岸線の特徴に応じて多くのゾーンに分けられます。外洋域は、クジラ、サメ、マグロなどの動物が生息する広大な外洋域です。底生域は、多くの無脊椎動物が生息する水面下の基質で構成されています。潮間帯は、満潮と干潮の間の領域です。沿岸域（浅海域）には、干潟、海草藻場、マングローブ林、岩礁潮間帯、塩性湿地、サンゴ礁、ケルプ林、ラグーンなどが含まれる。深海には熱水噴出孔があり、そこでは化学合成硫黄細菌が食物連鎖の基盤を形成している。
海面を自由に泳ぐ生物はネウストンと呼ばれ、サルガッソ海を構成する黄金色の海藻サルガッサム、浮遊性のフジツボ、巻貝、ウミウシ、刺胞動物などのキーストーン生物が含まれます。生態学的にも経済的にも重要な多くの魚種はネウストンとして生活したり、ネウストンに依存したりしています。海面の生物は均一に分布しているわけではなく、海面は特定の緯度と特定の海洋盆地にのみ存在する独自のネウストン群集と生態地域に生息地を提供しています。しかし、海面は気候変動と汚染の最前線でもあります。海面の生命は世界をつないでいます。浅瀬から深海、外洋から河川や湖に至るまで、数多くの陸上および海洋生物が海面生態系とそこに生息する生物に依存しています。[ 7 ]
湖沼生態系または湖沼生態系には、生物（生きている）植物、動物、微生物、および非生物（生きていない）物理的および化学的相互作用が含まれます。[ 9 ] 湖沼生態系は、池、湖、湿地を含む静水生態系（静水とは、静止または比較的静止した淡水を指し、ラテン語のlentus（「緩慢な」という意味）に由来します）の代表的な例であり、この記事の多くは静水生態系全般に当てはまります。静水生態系は、河川や小川などの流れる陸水を含む流水生態系と比較できます。これら2つの生態系は合わせて淡水生態系の例です。
静水系は多様で、数インチの深さの小さな一時的な雨水溜まりから、最大水深が 1642 m のバイカル湖まであります。 [ 10 ]池/水たまりと湖の一般的な区別は曖昧ですが、ブラウン[ 9 ]は、池や水たまりは底面全体が光にさらされているのに対し、湖はそうではないと述べています。さらに、一部の湖は季節的に成層化します。池や水たまりには、外洋域と底域（底と岸域を含む）の 2 つの領域があります。湖は光にさらされない深い底域があるため、これらのシステムには深底域という追加の領域があります。[ 11 ]これら 3 つの領域は、非常に異なる非生物的条件を持つ可能性があり、したがって、そこに生息するために特別に適応した種を宿主とすることができます。[ 9 ]
河川生態系は、景観を排水する流れる水であり、植物、動物、微生物間の生物的（生きている）相互作用、および多くの構成要素間の非生物的（生きていない）物理的および化学的相互作用を含みます。 [ 12 ] [ 13 ]河川生態系は、より大きな流域ネットワークまたは集水域の一部であり、小さな源流の小川が中規模の小川に流れ込み、それが次第に大きな河川ネットワークに流れ込みます。河川生態系の主要なゾーンは、河床の勾配または流れの速度によって決定されます。流れの速い乱流水は通常、より多くの溶存酸素を含み、流れの遅い水たまりの水よりも生物の多様性を支えています。これらの区別は、河川を高地河川と低地河川に分ける基礎となっています。
河畔林内の小川の食物基盤は主に樹木から得られますが、幅の広い小川や樹冠のない小川は食物基盤の大部分を藻類から得ています。遡河性魚類も重要な栄養源です。河川に対する環境上の脅威には、水の喪失、ダム、化学汚染、外来種などがあります。[ 14 ]ダムは流域全体に悪影響を及ぼします。最も重要な悪影響は、湿地を損傷する春の洪水の減少と、デルタ湿地の喪失につながる堆積物の保持です。 [ 15 ]
水生生態系は多くの重要な環境機能を果たします。例えば、栄養素の循環、水の浄化、洪水の緩和、地下水の涵養、野生生物の生息地の提供などです。[ 18 ]水生生態系の生物相は、その自己浄化に貢献しており、特に微生物、植物プランクトン、高等植物、無脊椎動物、魚類、細菌、原生生物、水生菌類などが挙げられます。これらの生物は、有機物の分解や水のろ過など、複数の自己浄化プロセスに積極的に関与しています。水生生態系はそこに生息する生物の生息地も提供するため、水生生態系が確実に自己維持されることが不可欠です。[ 19 ]
水生生態系は環境機能に加えて、人間のレクリエーションにも利用されており、特に沿岸地域では観光産業にとって非常に重要です。 [ 20 ]また、キリスト教徒によるヨルダン川への宗教観光などの宗教目的や、生態学的研究のための湖の利用などの教育目的にも利用されています。[ 21 ]
生物的特性は主にそこに生息する生物によって決定されます。たとえば、湿地植物は堆積物の広い範囲を覆う密生した樹冠を形成することがあり、カタツムリやガチョウが植生を食べて大きな干潟を残すことがあります。水生環境は酸素濃度が比較的低いため、そこに生息する生物は適応を強いられます。たとえば、多くの湿地植物は酸素を根に運ぶために通気組織を作らなければなりません。その他の生物的特性は、競争、共生、捕食の相対的な重要性など、より微妙で測定が困難です。[ 22 ]カタツムリ、ガチョウ、哺乳類などの沿岸草食動物による捕食が支配的な生物的要因であると思われる事例が増えています。[ 23 ]
独立栄養生物は、無機物から有機化合物を生成する生産者です。藻類は太陽エネルギーを利用して二酸化炭素からバイオマスを生成し、水生環境において最も重要な独立栄養生物である可能性があります。[ 24 ]水深が浅いほど、根を張る維管束植物と浮遊する維管束植物からのバイオマスの寄与が大きくなります。これら2つの供給源が組み合わさって、河口や湿地の驚異的な生産性を生み出し、この独立栄養バイオマスは魚類、鳥類、両生類、その他の水生生物に変換されます。
化学合成細菌は、海底生態系に生息しています。これらの生物は、火山噴出孔から噴出する水中の硫化水素を餌とすることができます。これらの細菌を餌とする動物は、火山噴出孔周辺に多数生息しています。例えば、体長1.5mの巨大チューブワーム（Riftia pachyptila）や、体長30cmの二枚貝（ Calyptogena magnifica）などがいます。[ 25 ]
従属栄養生物は独立栄養生物を摂取し、体内の有機化合物をエネルギー源および自身のバイオマスを生成するための原料として利用する。[ 24 ]
広塩性生物は塩分耐性があり、海洋生態系で生存できる一方、狭塩性または塩分不耐性種は淡水環境でしか生存できない。[ 26 ]
生態系は、生物間の相互作用と非生物的環境要因によって構造化された生物群集で構成されています。水生生態系の重要な非生物的環境要因には、基質の種類、水深、栄養レベル、温度、塩分濃度、流量などがあります。 [ 22 ] [ 18 ]かなり大規模な実験を行わない限り、これらの要因の相対的な重要性を判断することはしばしば困難です。複雑なフィードバックループが存在する可能性があります。たとえば、堆積物が水生植物の存在を決定するかもしれませんが、水生植物も堆積物を捕捉し、泥炭を通して堆積物を増やす可能性があります。
水域の溶存酸素量は、水域における有機生命の範囲と種類を決定する上で重要な物質となることが多い。魚類は生存に溶存酸素を必要とするが、低酸素に対する耐性は種によって異なり、極端に低酸素の場合、一部の魚は空気を飲み込むことさえある。[ 27 ]植物はしばしば通気組織を生成しなければならず、葉の形や大きさも変化することがある。[ 28 ]逆に、酸素は多くの種類の嫌気性細菌にとって致命的である。[ 24 ]
栄養レベルは、多くの藻類種の豊富さを制御する上で重要である。[ 29 ]窒素とリンの相対的な豊富さは、事実上、どの藻類種が優占するかを決定する可能性がある。[ 30 ]藻類は水生生物にとって非常に重要な食料源であるが、同時に、過剰になると、腐敗時に魚の減少を引き起こす可能性がある。[ 31 ]メキシコ湾などの沿岸環境で藻類が同様に過剰になると、腐敗時にデッドゾーンとして知られる低酸素水域が生成される。[ 32 ]
水域の塩分濃度は、その水域に生息する生物種の種類を決定する要因でもある。海洋生態系の生物は塩分濃度に耐性があるが、淡水生物の多くは塩分に耐性がない。河口や三角州の塩分濃度は、湿地の種類（淡水、中間、汽水）やそれに付随する動物種を左右する重要な要因である。上流に建設されたダムは春の洪水や堆積物の蓄積を減少させる可能性があり、その結果、沿岸湿地への塩水侵入につながる可能性がある。[ 22 ]
水生生態系の健全性は、生態系がストレスを吸収できる能力を超えたときに低下します。水生生態系へのストレスは、環境の物理的、化学的、または生物学的変化の結果である可能性があります。物理的変化には、水温、水流、および光の利用可能性の変化が含まれます。化学的変化には、生物刺激栄養素、酸素消費物質、および毒素の負荷率の変化が含まれます。生物学的変化には、商業種の過剰採取および外来種の導入が含まれます。人間の人口は、水生生態系に過度のストレスを与える可能性があります。[ 18 ]人為的活動によって引き起こされる気候変動は、植物や動物の現在の分布パターンを混乱させることにより、水生生態系に害を及ぼす可能性があります。これは、深海の生物多様性、沿岸の魚類の多様性、甲殻類、サンゴ礁、およびこれらの生態系の他の生物的構成要素に悪影響を及ぼしています。[ 33 ]溝、養殖池、灌漑用水路などの人工水生生態系も、生物多様性と本来の目的とのトレードオフによって、自然に存在する生態系に害を及ぼす可能性がある。例えば、溝は主に排水のために使われるが、その存在は生物多様性にも悪影響を与える。[ 34 ]
過剰なストレスが負の結果をもたらす例は数多くあります。北米の五大湖の環境史はこの問題をよく示しており、特に水質汚染、過剰漁獲、外来種などの複数のストレスがどのように組み合わさるかを示しています。[ 31 ]イギリスのノーフォーク・ブロードランドは、汚染と外来種による同様の衰退を示しています。[ 35 ]メキシコ湾沿いのポンチャートレイン湖は、堤防建設、湿地の伐採、外来種、塩水侵入など、さまざまなストレスの負の影響を示しています。[ 36 ]
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)
この資料は、クリエイティブ・コモンズ表示4.0国際ライセンスの下で利用可能なこの情報源からコピーされました。{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)