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生態学において、回復力とは、生態系が撹乱や擾乱に対して、損傷に抵抗し、その後回復することによって応答する能力のことである。このような撹乱や擾乱には、火災、洪水、暴風雨、昆虫の個体数爆発などの確率的事象や、森林伐採、石油採掘のための地盤のフラッキング、土壌への農薬散布、外来植物や動物種の導入などの人間活動が含まれる。十分な規模または期間の擾乱は、生態系に深刻な影響を与え、生態系を閾値に達させ、それを超えると異なるプロセスと構造の体制が優勢になる可能性がある。[ 2 ]このような閾値が臨界点または分岐点と関連している場合、これらの体制転換は臨界遷移とも呼ばれることがある。[ 3 ]
生物多様性の減少、天然資源の乱用、汚染、土地利用、人為的な気候変動など、生態系の回復力に悪影響を与える人間の活動は、生態系の体制転換を引き起こし、多くの場合、望ましくない劣化した状態へと向かっています。[ 2 ] [ 4 ]回復力に関する学際的な議論には、社会生態系を介した人間と生態系の相互作用の検討、および最大持続可能収穫パラダイムから環境資源管理と生態系管理への移行の必要性が含まれています。これらは、「回復力分析、適応的資源管理、適応的ガバナンス」を通じて生態系の回復力を構築することを目的としています。[ 2 ] [ 5 ]生態系の回復力は他の分野に影響を与え、例えばサプライチェーンの回復力など、回復力の解釈方法に挑戦し続けています。
IPCC第6次評価報告書は、レジリエンスを「基本的な機能、アイデンティティ、構造を維持する能力だけでなく、変革する能力も含む」と定義している。IPCCは、生態系の回復と、自然災害に対する人間社会の回復と適応の両方の観点からレジリエンスを考慮している。[ 6 ]
生態系における回復力の概念は、カナダの生態学者CS Holling [ 7 ]によって初めて提唱され、自然または人為的な原因による生態系変数の変化に直面しても自然システムが持続する様子を説明するために用いられました。生態学の文献では、回復力は2つの方法で定義されています。
2番目の定義は「生態学的回復力」と呼ばれ、複数の安定状態または体制の存在を前提としている。[ 8 ]
例えば、浅い温帯湖の中には、多くの生態系サービスを提供する透明な水の状態と、生態系サービスが低下し、有毒な藻類の異常発生を引き起こす可能性のある濁った水の状態の両方が存在するものがあります。この状態は湖のリン循環に依存しており、どちらの状態も湖の生態系と管理次第で回復力を持つことができます。[ 1 ] [ 2 ]
同様に、オーストラリアのムルガ林は、羊の放牧を支える草が豊富な状態と、羊の放牧には適さない低木が優占する状態の両方で存在し得る。状態の変化は、火災、草食動物、および変動する降雨の相互作用によって引き起こされる。どちらの状態も、管理次第で回復力を持つことができる。[ 1 ] [ 2 ]
生態学者のブライアン・ウォーカー、CS・ホリングらは、回復力の4つの重要な側面として、緯度、抵抗力、不安定性、そして汎支配を挙げている。
最初の3つは、システム全体にも、それを構成するサブシステムにも適用できます。
回復力と密接に関連しているのが適応能力であり、これは生態系の特性で、安定性の景観と回復力の変化を表します。[ 8 ]社会生態系における適応能力とは、人間が観察、学習、相互作用の変更によって環境の変化に対処する能力を指します。[ 2 ]
レジリエンスとは、生態系の安定性、撹乱に対する耐性、そして自己回復能力を指します。撹乱の規模や期間が十分大きい場合、生態系が体制転換を起こし、場合によっては永久的な変化に至る閾値に達する可能性があります。環境財・サービスの持続可能な利用には、生態系のレジリエンスとその限界を理解し、考慮することが不可欠です。しかし、生態系のレジリエンスに影響を与える要素は複雑です。例えば、水循環、肥沃度、生物多様性、植物多様性、気候といった様々な要素が激しく相互作用し、異なるシステムに影響を与えます。
人間の活動が陸上、水生、海洋生態系の回復力に影響を与え、またそれらに依存している分野は数多く存在する。これには、農業、森林伐採、汚染、鉱業、レクリエーション、乱獲、海洋への廃棄物投棄、気候変動などが含まれる。
農業は、陸上生態系の回復力を考慮する必要がある重要な事例研究として利用できます。土壌中の有機物（炭素と窒素の元素）は、複数の植物によって補充されるはずであり、作物の成長のための主要な栄養源です。[ 9 ]しかし、世界的な食糧需要と不足に対応するため、雑草を防除するための除草剤、作物の成長を促進および増加させるための肥料、害虫を防除するための殺虫剤の使用を含む集約的な農業慣行により、植物の生物多様性が減少し、土壌の栄養分を補充し、表面流出を防ぐ有機物の供給が減少します。これは、土壌の肥沃度と生産性の低下につながります。 [ 9 ]より持続可能な農業慣行では、土地の回復力を考慮して推定し、有機物の投入と排出を監視してバランスを取る必要があります。
森林破壊という用語は、森林の回復力の閾値を超え、元の安定した状態に戻る能力を失うことを意味します。森林生態系が回復するには、気候条件と生物活動の適切な相互作用と十分な面積が必要です。さらに、一般的に、森林システムの回復力は、面積の最大 10 パーセントまでの比較的小規模な損傷 (落雷や地滑りなど) からの回復を可能にします。[ 10 ]損傷の規模が大きくなるほど、森林生態系がバランスを回復して維持することはより困難になります。
森林破壊は、植物と動物の両方の生物多様性を減少させ、地域全体の気候条件の変化につながる可能性があります。IPCC第6次評価報告書によると、土地利用と土地利用の変化による炭素排出量は主に森林破壊に由来し、それによって森林生態系が干ばつやその他の気候変動による被害に長期的にさらされるリスクが高まります。[ 11 ]森林破壊は種の絶滅にもつながり、特にキーストーン種が除去された場合や、多数の種が除去されて生態学的機能が失われた場合には、ドミノ効果を引き起こす可能性があります。[ 4 ] [ 12 ]
気候レジリエンスとは、人々や生態系が特定の気候災害からどれだけうまく立ち直れるかを説明する概念です。この用語の正式な定義は、「社会、経済、生態系が危険な出来事、傾向、または撹乱に対処する能力」です。[ 13 ] : 7例えば、気候レジリエンスは、洪水や干ばつなどの気候関連のショックから回復する能力です。[ 14 ]さまざまな行動によって、コミュニティや生態系の気候レジリエンスを高め、対処することができます。外部の力に直面してもシステムが機能し続けるようにすることができます。たとえば、沿岸のコミュニティを洪水から守るために防潮堤を建設することは、その地域の既存の生活様式を維持するのに役立つかもしれません。
国連食糧農業機関の推計によると、世界の魚類資源の70%以上が既に完全に利用されているか枯渇しており、これは乱獲が海洋生態系の回復力を脅かしていることを意味し、その主な原因は漁業技術の急速な発展である。[ 15 ]海洋生態系への悪影響の一つは、過去半世紀にわたり、経済的利益を目的とした乱獲の結果、沿岸魚類の資源が大幅に減少したことである。[ 16 ]クロマグロは特に絶滅の危機に瀕している。魚類資源の枯渇は生物多様性の低下、ひいては食物連鎖の不均衡、そして病気に対する脆弱性の増加につながる。
乱獲に加えて、沿岸地域は大型商業漁船の増加による影響で、小規模な地元漁船団の減少に苦しんでいる。淡水源である多くの地元の低地河川は、汚染物質や堆積物の流入により劣化している。[ 17 ]
廃棄物投棄は、生態系の回復力に依存する一方で、それを脅かす行為でもある。下水やその他の汚染物質を海洋に投棄することは、海洋の分散性や、海洋生物が海洋ゴミや汚染物質を処理する適応力や能力を理由に行われることが多い。しかし、廃棄物投棄は海洋生物を毒し、富栄養化を引き起こすことで海洋生態系を脅かす。
国際海事機関によると、油流出は海洋生物に深刻な影響を与える可能性がある。OILPOL条約は、油汚染のほとんどが貨物タンクの洗浄などの日常的な船上作業から発生することを認識していた。1950年代には、タンクを水で洗浄した後に、油と水の混合物を海にポンプで送り出すのが一般的な方法だった。OILPOL 54は、陸地から一定の距離内および環境への危険が特に深刻な「特別区域」での油性廃棄物の投棄を禁止した。1962年、IMOが主催した会議で採択された改正により、制限が拡大された。一方、IMOは1965年に、油汚染問題に対処するため、海事安全委員会の傘下に油汚染小委員会を設置した。[ 18 ]
海洋生物に対する石油流出の脅威は、国際タンカー所有者汚染防止連盟など、汚染の原因となる可能性のある人々によって認識されている。
海洋生態系は非常に複雑であり、種の構成、個体数、分布の自然な変動は、その正常な機能の基本的な特徴である。したがって、このような背景の変動に対して、被害の程度を検出することは困難である。しかし、被害とその重要性を理解する鍵は、流出の影響が繁殖成功率、生産性、多様性、およびシステム全体の機能の低下につながるかどうかである。流出は海洋生息地への唯一の圧力ではない。慢性的な都市および産業汚染、またはそれらが提供する資源の乱用も深刻な脅威である。[ 19 ]
ウッズホール海洋研究所は、栄養汚染を沿岸海洋における最も広範囲にわたる慢性的な環境問題と呼んでいます。窒素、リン、その他の栄養素の排出は、農業、廃棄物処理、沿岸開発、化石燃料の使用から発生します。栄養汚染が沿岸域に到達すると、有害な藻類の異常繁殖を促し、直接的な毒性影響をもたらし、最終的には低酸素状態を引き起こします。特定の種類の藻類は有毒です。これらの藻類の異常繁殖は、より一般的には「赤潮」または「褐潮」と呼ばれる有害藻類ブルームを引き起こします。動物プランクトンは有毒藻類を食べ、毒素を食物連鎖を通して伝達し始め、アサリなどの食用生物に影響を与え、最終的には海鳥、海洋哺乳類、そして人間にまで影響を及ぼします。その結果、病気や時には死に至ることもあります。[ 20 ]
持続可能な開発の目標を達成するには、生態系の回復力に対するより深い理解と重視が必要であるという認識が高まっている。[ 17 ] [ 21 ] [ 22 ]パーマンらは、持続可能性の6つの概念の1つを説明するために回復力を使用しており、同様の結論を導き出している。 「持続可能な状態とは、時間を通じて生態系の回復力の最低限の条件を満たす状態である」。[ 23 ]回復力科学は過去10年間で進化しており、生態学を超えて経済学や政治学などの分野の思考体系を反映するように拡大している。[ 24 ]そして、ますます多くの人々が人口密度の高い都市に移住し、大量の水、エネルギー、その他の資源を使用するにつれて、都市生態系と都市の回復力を考慮するためにこれらの分野を組み合わせる必要性が極めて重要になっている。[ 25 ]
生態系と社会システムの相互依存性は、1990年代後半以降、BerkesやFolke [ 26 ]などの学者によって改めて認識され、2002年にはFolkeら[ 1 ]によってさらに発展しました。持続可能な開発の概念は、持続可能な開発の3つの柱を超えて、経済開発に政治的に重点を置くように進化しました。これは、環境および社会フォーラムで広く懸念を引き起こしている動きであり、Clive Hamiltonはこれを「成長フェティシズム」と表現しています[ 27 ] 。
提案されている生態学的レジリエンスの目的は、究極的には人類の絶滅を回避することであり、ウォーカーは論文の中でホリングを引用して次のように述べている。「レジリエンスは絶滅の確率を測定することに関係している」（1973年、p. 20）。[ 28 ]持続可能な開発における環境とレジリエンスの重要性は、学術論文でより明確になってきている。[ 24 ]フォルケらは、「レジリエンスのための管理」 [ 1 ] によって持続可能な開発の可能性が高まると述べている一方、パーマンらは、「一連のサービスを提供する」ために環境を保護することは、「経済が持続可能であるための必要条件」であるべきだと提案している。[ 23 ]持続可能な開発へのレジリエンスの適用が拡大するにつれて、多様なアプローチと学術的な議論が生まれている。[ 24 ]
生態学的レジリエンスの概念を持続可能な開発の文脈に適用する際の課題は、それが従来の経済イデオロギーや政策立案と相容れない点にある。レジリエンスは、グローバル市場が機能する自由市場モデルに疑問を投げかける。自由市場の成功には、効率性を達成し生産性を向上させるために必要な専門化が不可欠である。この専門化という行為そのものが、システムが現状の条件に慣れ、それに依存するようになることでレジリエンスを弱める。予期せぬショックが発生した場合、この依存によってシステムがこれらの変化に適応する能力が低下する。[ 1 ]同様に、パーマンらは、「一部の経済活動はレジリエンスを低下させるようで、そのため、パラメトリックな変化を起こさずに生態系がさらされることのできる撹乱のレベルが低下する」と指摘している。[ 23 ]
BerkesとFolkeは、「回復力と持続可能性の構築」を支援するための一連の原則を提示しており、適応型管理、地域知識に基づく管理慣行、制度的学習と自己組織化の条件のアプローチを統合している。[ 26 ]
最近では、アンドレア・ロスが、持続可能な開発の概念は、今日の地球規模の課題や目標に適した政策策定を支援するにはもはや不十分であると提唱している。これは、持続可能な開発の概念が「弱い持続可能性に基づいている」ためであり、「地球の回復力の限界」という現実を考慮していないからである。[ 29 ]ロスは、持続可能な開発に代わるアプローチとして、「生態学的持続可能性への移行」の根本的な要因として、気候変動が地球規模の課題に与える影響 を挙げている。[ 29 ]
気候変動は生物多様性の喪失の主要かつ増大する要因であり、生物多様性と生態系の機能およびサービスは気候変動への適応、緩和、災害リスクの軽減に大きく貢献するため、生態系に基づく適応の提唱者たちは、脆弱な人間集団の回復力と、彼らが依存する生態系サービスが、変化する気候における持続可能な開発にとって重要な要素であると主張している。
レジリエンス（回復力）に関連する科学的研究は、政策決定やそれに続く環境に関する意思決定に影響を与える役割を果たし始めている。
これは様々な形で起こります。
生態系の回復力と、回復力を定義する基準値は、環境政策、法制、そしてその後の環境管理に影響を与えるという点で密接に関連している。生態系が一定レベルの環境影響から回復する能力は、法制に明示的に規定されているわけではないが、生態系の回復力のおかげで、開発に伴う一定レベルの環境影響は、環境政策やそれに続く法制によって許容されるようになっている。
法規制において生態系の回復力を考慮した例としては、以下のようなものがある。
気候変動への耐性の中心となる多くのアイデアの理論的根拠は、実際には1960年代から存在していました。もともと厳密には生態系のために定義されたアイデアである生態学における耐性は、 CS Hollingによって、生態系とそれらのシステム内の関係が「状態変数、駆動変数、およびパラメーター」の変化を持続し吸収する能力として最初に概説されました。[ 38 ]この定義は、生態学的平衡の概念の基礎を形成するのに役立ちました。生態学的平衡とは、自然生態系の挙動は、ある安定した設定点に向かう恒常性駆動によって決定されるという考え方です。この学派（この時期にかなり支配的な地位を維持していた）の下では、生態系は主に負のフィードバックシステムを通じて撹乱に反応すると考えられていました。変化があれば、生態系はその変化を可能な限り緩和し、以前の状態に戻ろうとします。
生態学的適応と天然資源管理に関する科学的研究が進むにつれて、自然システムは、状態変数の大きな変化に対する反応の仕方を変える動的で一時的な挙動に晒されることが多いことが明らかになった。あらかじめ決められた平衡状態に戻るのではなく、吸収された変化を利用して、その下で機能する新しい基準を確立する。生態系は、強制された変化を最小限に抑えるのではなく、それらの変化を統合して管理し、新しい特性の進化を促進するために利用できる。不確実性とエントロピーの要素と本質的に相乗的に機能する概念としての回復力というこの新しい視点は、ホリングとその同僚によって再び基礎が築かれた研究を通じて、適応管理と環境資源の分野における変化を促進し始めた。[ 39 ] [ 40 ]
1970年代半ばまでに、レジリエンスは人類学、文化理論、その他の社会科学において、概念として勢いを増し始めた。これらの比較的非伝統的な分野での重要な研究が、レジリエンスの視点全体の発展を促進するのに役立った。レジリエンスが均衡中心の見方から、社会生態系のより柔軟で可塑的な記述へと移行し始めた理由の一つは、社会人類学の分野におけるアンドリュー・ベイダやボニー・マッケイなどの研究によるものであり、そこでは、より現代的なレジリエンスの概念が、文化ダイナミクスの伝統的な理想に挑戦するために用いられた。[ 41 ]