ビーバーダム

ビーバーダムまたはビーバー貯水池は、ビーバーが建設するダムです。コヨーテ、オオカミ、クマなどの捕食動物から身を守り、冬の間は餌を蓄える池を作ります。これらの構造物は、全体的な生態系がその変化の上に構築されるように自然環境を修正するため、ビーバーはキーストーン種であり、生態系エンジニアです。ビーバーは前足で泥を運び、歯の間に木材を挟んで、夜間に大量に建設します。

冬季にビーバーの巣穴への水中の入り口が氷で塞がれないようにするには、最低でも水位は0.6～0.9メートル（2～3フィート）必要である。 ^[要出典]十分な水深のある湖、川、大きな川では、ビーバーはダムを作らず、土手の巣穴や巣穴で生活することがある。^[1]

ビーバーは、水の流れを方向転換して水圧を弱めることから建設を始める。次に、枝や丸太を川底の泥に打ち込んで土台を作る。^[1]次に、枝、樹皮（落葉樹）、岩、泥、草、葉、植物の塊、その他入手可能なものを使って上部構造を建設する。ビーバーは自分の体重と同じ重さの材料を運ぶことができる。^[要出典]丸太を土砂崩れに沿って引きずり、運河に浮かべて所定の位置に配置することができる。 ^[2]ダムが十分な深さまで水没し、ロッジを保護する堀（多くの場合、数エーカーを覆う）が形成されると、ビーバーはロッジの建設を開始する。^[3]

直径が 90 センチメートル (3.0 フィート) に近い木でもダム建設に使用できるが、平均は 10 センチメートルから 30 センチメートル (3.9 センチメートルから 11.8 インチ) である。丸太の長さは、木の直径とビーバーの大きさによって異なる。ビーバーが高さ 45 メートル (148 フィート)、直径 115 センチメートル (45 インチ) の木を伐採したという記録がある。この大きさの丸太はダムの構造材として使用されるのではなく、樹皮は食料として、また時には上部の枝に届くために使われる。ビーバーは、幹の周りに砂時計型の溝をかじって幅 15 センチメートル (5.9 インチ) のアスペンを伐採するのに約 20 分かかる。ビーバーの顎は、1.5 センチメートル (0.59 インチ) の若木を一口で切断できるほど強力である。^[3]

ダムとロッジのメンテナンス作業は秋に行われることが多い。^[要出典]

ビーバーが中心地で餌を探す動物であると考えられる場合、ビーバーの池と切り株を地図化した2004～2012年の研究によると、彼らの運河は、巣をはるかに超えた「中心地」の延長であると考えられるかもしれない。^[4]

ダムを建設することでビーバーは道具を使う行動を表現していると考える人もいます^{（誰のように？）}。^[5]

ビーバーダムの長さは、一般的に数メートルから約100メートル（330フィート）まであります。^[6]運河は0.5キロメートル（1,600フィート）を超える長さになることがあります。^[7]最大のビーバーダムは、カナダのアルバータ州ウッドバッファロー国立公園にあり、長さは775メートル（2,543フィート）です。^[8] NASA WorldWindが提供する衛星写真では、このダムは1975年には存在していなかったが、その後の画像に登場していることが示されています。このダムには2つ以上のロッジがあり、2つの元のダムを組み合わせたものです。Google Earthの画像では、新しいダムが建設中であることが示されており、最終的にはメインのダムに接続され、今後10年間で全体の長さがさらに50〜100メートル（160〜330フィート）増加する可能性があります。^[9]座標: 58°16′15″N 112°15′6″W / 58.27083°N 112.25167°W / 58.27083; -112.25167 .

もう一つの大きなビーバーダムは、長さ2,139フィート（650メートル）、高さ¹⁴フィート（4.3メートル）、基礎の厚さ23フィート（7.0メートル）で、モンタナ州スリーフォークスで発見されました。^[3]

ダム建設は、損傷した湿地の修復に役立ちます。湿地の利点には、下流の洪水制御、生物多様性（さまざまな種の生息地を提供することによる）、および農薬などの毒素の分解とビーバーダムによるシルトの保持による水質浄化などがあります。ビーバーダムは浸食を減らし、一部の水生生物の制限要因となる濁度を低下させます。利点は長期にわたる可能性があり、集水域を注意深く監視しない限り、ほとんど気付かれない可能性があります。北米の絶滅危惧種および絶滅危惧種のほぼ半数が湿地に依存しています。^[11]

2012年に、ビーバーダムが魚類と魚類の生息地に与える影響に関する体系的なレビューが実施された（北米（88％）に偏っている）。ビーバーダムのメリットとして最も多く挙げられたのは、生息地の多様性の増加、育成・越冬生息地、流れの避難所、無脊椎動物の生産であった。最も多く挙げられたマイナスの影響は、ダムによる魚類の移動の阻害、産卵生息地の沈泥、池の酸素レベルの低下であった。メリット（184）はコスト（119）よりも頻繁に挙げられた。^[12]

ビーバーダムは水面より上のフリーボードを持つことがあります。大雨が降ると川や湖は満水になります。その後、ダムは貯めていた余分な水を徐々に放出し、川を下る洪水の波の高さをいくらか下げます。 ^{[13] [14]}

川の水面は、周囲の地下水面と交差しています。川の水位を上げると、ビーバーダムの上の地下水面の勾配が小さくなり、ビーバーダム付近の水が川にゆっくりと流れ込みます。これはまた、洪水の波を減らし、雨が降っていないときに水の流れを増やすのに役立ちます。言い換えれば、ビーバーダムは川の水で濡れる面積を増やすことで水の流れをスムーズにします。これにより、流れが遅くなる地面に水が浸透しやすくなります。この水は最終的に川に戻ります。源流にビーバーダムがある川は、満水位が低く、干水位が高くなります。

泥炭地などの湿地の地下水位を上げることで、変動する地下水位を安定させることができ、炭素と水の両方のレベルに影響を与えます。2017年のビーバーダムの水文学に関する研究では、ロッキー山脈の泥炭地で監視されたビーバーダムは、地下水貯蔵量と地域の水収支を増加させ、干ばつの防止に役立つ可能性があることがわかりました。この研究では、炭素隔離を改善する可能性も示唆されています。^[15]

ビーバーの池は、川の流れから栄養分を取り除く原因となる可能性がある。川岸での農業は、リン酸塩、硝酸塩、その他の栄養素の負荷を増加させることが多く、それが富栄養化を引き起こし、飲料水を汚染する可能性がある。シルト以外にも、ビーバーのダムには、特に秋には、ビーバーの活動で落ちた小枝や葉が集まる。この物質の主成分は、β-グルコースモノマーのポリマーであるセルロースである。（これにより、α-グルコースモノマーで構成されるデンプンよりも結晶性の高い構造が形成される。セルロースは多糖類の一種である。）多くのバクテリアがセルラーゼを生成し、これがグルコースを分解してエネルギーとして使用することができる。藻類が太陽光からエネルギーを得るのと同じように、これらのバクテリアはセルロースからエネルギーを得て、非常によく似た食物連鎖の基盤を形成している。

さらに、細菌群は水流を通過する窒素やリン化合物を吸収し、ビーバー池や周囲の生態系にこれらの栄養素やその他の栄養素を維持します。^[16]

農業では、除草剤や殺虫剤が小川に投入されます。これらの毒物の一部は、ビーバーダムのセルロースを多く含む底部のバクテリアによって代謝され、分解されます。

科学者の中には、窒素カスケード、つまり自然循環で窒素ガスに戻せる量よりも多くの固定窒素が生成される現象が、地球の生態系にとって二酸化炭素の生成と同じくらい大きな問題であると考えている者もいる。^[17]研究によると、川沿いのビーバーダムは脱窒作用（窒素化合物を窒素に戻すこと）に寄与している。ダムに集まる土や植物の残骸の中の細菌が硝酸塩を窒素ガスに変える。ガスは泡となって表面に上がり、再び大気と混ざる。^[18]

ビーバーダムとそれに付随する池は、サケやマスの養殖場となる。^[19]この兆候は、1818年にカナダの英国政府とアメリカ政府の間で、アメリカ人がコロンビア川流域にアクセスできるようにする協定が結ばれた後に見られました。ハドソン湾会社は激怒し、その地域の毛皮を持つ動物を駆除するよう罠猟師に指示しました。ビーバーは、その地域で最初に絶滅させられました。サケの遡上は、その後数年間で急激に減少しましたが、当時はサケの遡上減少に関連する要因は何も存在していませんでした。^[20]

ビーバーダムがサケの遡上を増やす理由はいくつかある。^{[21] [22] [23]ビーバーダムはサケの幼魚が}捕食性の渉禽類から身を隠すのに十分な深さの池を作る。ビーバーダムは生態系に栄養素、特に成魚の遡上によってもたらされる栄養脈を閉じ込める。これらの栄養素は卵黄嚢が消化された後、幼魚の餌となる。ダムは穏やかな水を提供するため、サケの幼魚は成長のためにエネルギーを使うことができ、流れに乗ることよりも、成長のためにエネルギーを使うことができる。食料を蓄えた大きなスモルトは海にたどり着いたときの生存率がより高くなる。最後に、ビーバーダムは水を澄ませ、すべてのサケ科魚類に有利に働く。

ビーバーダムはカエルやヒキガエルの個体群にとって有益であることが示されています。これは、より暖かく酸素が豊富な水の中で幼虫が成長するための保護された領域を提供するためと考えられます。^[24]カナダのアルバータ州で行われた研究では、「ビーバー池の落とし穴トラップは、近くの自由に流れる小川よりも、新しく変態したアメリカアカガエルの5.7倍、西部ヒキガエルの29倍、北方コーラスガエルの24倍を捕獲しました。」^[25]

ビーバーダムは渡り鳥の助けとなる。減少している鳴鳥の個体数にとって重要な植物種の成長を刺激することで、ビーバーダムは餌と生息地の創出に役立つ。ビーバーダムの存在は鳴鳥の多様性の増加と関連していることがわかっている。^[26]また、水たまりの生息地を必要とするアヒルなどの地元の水鳥にも良い影響を与える可能性がある。^[27]

ビーバーダムは破壊的な影響を及ぼす可能性があります。洪水により、広範囲にわたる物的損害が発生する可能性があり、鉄道の路盤の隣で洪水が発生すると、線路が流されて脱線を引き起こす可能性があります。ビーバーダムが決壊すると、鉄砲水によって暗渠が氾濫するおそれがあります。

ビーバー問題に対する従来の解決策は、その地域のビーバーをすべて捕獲して駆除することに重点を置いてきました。これは時には必要なことですが、ビーバーの個体数は米国で（19世紀にほぼ絶滅した後）驚異的な復活を遂げており、適切な生息地に継続的に再定着する可能性が高いため、通常は短命な解決策です。^[28]現代の解決策には、比較的費用対効果が高く、メンテナンスの手間がかからないフロー装置が含まれます。

ティエラデルフエゴ島のように、天敵のいない地域に導入されたビーバーは、何千エーカーもの土地を浸水させ、害獣とみなされている。ティエラデルフエゴ島と北米の大部分の地域との顕著な違いは、ティエラデルフエゴ島の樹木は、ヤナギ、ポプラ、ポプラ、その他の北米の樹木のように伐採できないことである^[要出典]。そのため、ビーバーによる被害はより深刻であると思われる。ビーバーによる混乱は人間の地理学に限定されず、ビーバーは絶滅危惧種の営巣地を破壊することもある。

北極の気温上昇によりビーバーは生息地をさらに北に広げることができ、ダムは船の航行を妨げ、食料へのアクセスを妨げ、水質に影響を与え、下流の魚の個体数を危険にさらしています。^[29]ダムによって形成されたプールは熱を蓄えるため、地元の水文学が変化し、永久凍土の局所的な融解を引き起こし、それが地球温暖化の一因となっています。[ ^29]

ビーバーの池が堆積物によって浅くなりすぎたり、木の供給が枯渇したりすると、ビーバーはその場所を放棄します。最終的にはダムが破壊され、水が流れ出てしまいます。古いダムの後ろにある、シルト、枝、枯れ葉の豊かな厚い層は、一部の湿地生物にとって理想的な生息地です。

湿地が植物の残骸で埋まり乾燥すると、牧草地の種がそこに定着し、湿地は最終的に以前は森林だった場所で放牧に適した牧草地になることがあります。これにより、そうでなければ排除されていた多くの動物に貴重なニッチが提供されます。ビーバーダムの建設により、ダムの材料となった植物（柳など）が伐採によって繁殖する量も増え、不定根の成長が促進されます。

最終的に、草原には、ポプラやヤナギなどビーバーが好む川沿いの木々が繁茂するようになります。その後、ビーバーがその地域に再び定着し、サイクルが再び始まります。

川のライフサイクルが繰り返されるたびに、谷底に有機土壌の層がさらに追加されます。谷はゆっくりと埋められ、底の平坦な領域が広がります。研究は乏しいですが、北アメリカの低地の一部は、そこに住んでいたビーバーの世代の努力によって作られたか、少なくとも追加された可能性が高いようです。^[30]

人間は、ビーバーのいない場所でビーバーダムの恩恵を受けるため、またはビーバーが特定の地域に定住するように促すために、小川にビーバーダムに似た構造物を建設することがあります。^[31]これらは「ビーバーダム類似物」（BDA）と呼ばれることが多いですが、他の名前も使用されています。^[32]ビーバーを引き付けることが目的の場合、その場所が現在の状態では不適切である場合があります。たとえば、浸食が進みすぎてビーバーが通常の方法でダムを建設できないなどです。BDA の建設者は、流されてしまう水平の枝を支えるために川床に木の支柱を打ち込むなど、ビーバーの能力を超えた建設技術を使用する場合があります。その望みは、そこをさまよったり連れて来られたりしたビーバーがそこに住み、ダムの建設と維持管理を引き継ぐことです。

• ビーバーの環境への影響
• 川や小川に木材の残骸が堆積した状態。

ウィキメディア・コモンズには、ビーバーダムに関連するメディアがあります。

• 「Worth a Dam」（ビーバーの情報と教育サイト）
• 「ビーバーダム」 。コリアーの新百科事典。1921年。
• ビーバーがダムを建設するビデオ