洪水パルスの概念

洪水パルスの概念は、定期的な洪水と干ばつ（洪水パルス）が、主要な河川水路（または湖）と接続された氾濫原の間の水、栄養素、生物の横方向の交換をどのように制御するかを説明します。^[1]年間の洪水パルスは、河川の生態系の最も重要な側面であり、最も生物学的に生産的な特徴です。^{[2] [3]}河川生態系における水の動き、分布、水質、および水と陸の遷移帯（水陸遷移帯 - ATTZ）における動的相互作用を説明します。これは、洪水を壊滅的な出来事と 見なしていた以前の生態学的理論とは対照的です。

河川氾濫原システムは、河川の氾濫や降雨によって定期的に洪水になる河川周辺の地域で構成され、水陸遷移帯（ATTZ）と呼ばれます。ATTZは、洪水の間だけ水に覆われる地域です。^[4] この洪水は、次に、多くの異なる種の生存に不可欠な独特の生息地を作り出します。^[5]洪水パルスの概念は、周辺の河川や小川を組み込んでいる点で独特であり、以前の概念、たとえば、大河川とその氾濫原で発生するプロセスを説明できなかった河川連続体概念（RCC）に横方向の側面を追加します。この横方向の視点から、河川は幅に基づいた水システムの集合体として見ることができます。^[2]

洪水は複数の段階から成ります。まず、洪水が始まると、洪水が発生した場所から栄養分が流れ込みます。洪水期に最も重要な要素は、移動沿岸層と呼ばれます。洪水が始まり水位が上昇すると、乾期に鉱化された栄養分が洪水水と本川の堆積物とともに浮遊します。移動沿岸層は、海岸線から川の深さ数メートルまでの水で構成されます。この水の脈動は、栄養素をシステム内外に移動させ、多くの河口生物種にとって良い繁殖場となるため、高い生産性と分解率の主な原動力となります。^[5]この時点で、生産率が分解率を上回っています。水位が安定すると、分解率が生産率を上回り、溶存酸素欠乏の一因となることがよくあります。^[6]水が引き始めると、移動沿岸層は逆転し、栄養分が濃縮されて植物プランクトンの成長に寄与します。

洪水の脈動は氾濫原の生態系における遺伝子と種の多様性を維持するのに役立ち、また、動物相と分解を助ける酸素をもたらします。洪水の脈動はまた、水の表面積を増やすことで収穫量を増やし、川の生物相で土地を潤します。氾濫原システムは、多くの種の移動ルート、冬眠場所、産卵場所としても機能します。 ^[5]アカハラピラニアの場合、年間2回の繁殖期は洪水の脈動に依存しています。しかし、洪水の脈動は一部の種を圧倒する可能性があります。洪水の脈動が異常な時期に発生したり、長引いたりすると、陸上の植物が圧倒される可能性があります。^[4]さらに、洪水の脈動の終わりに洪水が引くと、酸素欠乏につながる可能性があります。

河川氾濫原システムは、自然のものと人工のものの両方があり、後者はダムや堤防が氾濫原を作ったときに発生します。^[4]人間は洪水の脈動にいくつかの影響を及ぼしてきました。ダム、瓦礫の除去、水路の造成、堤防、航行、灌漑、汚染、伐採、火災の抑制、種の導入、農業用排水などの生態系の変化を通じて、人間は湿地の破壊と種の絶滅に貢献してきました。生物相は食料供給、産卵、避難場所として氾濫原に依存しており、洪水の脈動が速すぎたり遅すぎたりすると、これが妨げられます。これは、河岸生態系に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。^{[4] [5]}

洪水パルス概念は、大河川生態系を説明する3つの主要モデルの1つである。^[7] 他のモデルには、河川連続体概念（RCC）と連続不連続体概念がある。^[2]関連理論には、栄養塩スパイラル概念がある。^{[8] [9]} 多くの理論家は洪水パルス概念を批判しており、他の概念が大河川で発生する現象を説明するのに役立つ可能性があると考えている。洪水パルス概念は温帯および熱帯システムにのみ適用されるため不十分であると言う人もいる。^[5]洪水パルス概念には多くの仮定が含まれており、多くの理論家はこれらの仮定に基づいて概念に反対している。洪水パルス概念は、すべてのシステムが階層的または線形であり、物理的特徴が生物学的構造を制御し、生物学的リズムと物理的リズムの間に動的平衡があると仮定している。 ^[4]洪水パルス概念に対する批判のために、一部の理論家は河川連続体概念を好んでいる。しかし、Junk et al.河川連続体概念は、小規模な温帯河川に関する研究に基づいており、誤ってすべての水系に適用されているため不十分であると主張している。さらに、河川連続体概念は、流動状態と静水状態の間で変動する生息地を説明できないが、洪水脈動概念はこれらのシステムを適切にカバーしている。^[5]