Loading article…
淡水生態系は、地球の水生生態系のサブセットであり、湖、池、川、小川、泉、沼、湿地などの淡水域に生息する生物群集を含みます。[ 1 ]これらは、はるかに塩分濃度が高い海洋生態系とは対照的です。淡水生息地は、温度、光の透過、栄養分、植生など、さまざまな要因によって分類できます。
淡水生態系には、基本的に 3 つのタイプがあります。静水域(流れの遅い水域、池、湖など) 、流水域(流れの速い小川、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半水域)。 [ 2 ] [ 1 ]淡水生態系には、世界の既知の魚種の 41% が生息しています。[ 3 ]
淡水生態系は時間の経過とともに大きな変化を遂げており、それが生態系のさまざまな特性に影響を与えています。[ 4 ]淡水生態系を理解し監視するための最初の試みは、人間の健康への脅威（例えば、下水汚染によるコレラの発生）によって促進されました。[ 5 ]初期の監視は化学指標に焦点を当て、次に細菌、そして最後に藻類、菌類、原生動物に焦点を当てました。新しいタイプの監視には、さまざまな生物群（大型無脊椎動物、大型水生植物、魚類）を定量化し、それらに関連する河川の状態を測定することが含まれます。[ 6 ]
淡水生物多様性に対する脅威には、過剰利用、水質汚染、流量の変化、生息地の破壊または劣化、外来種の侵入などがある。[ 7 ]気候変動は、水温がすでに約1 ℃上昇し、氷の被覆が大幅に減少して生態系にストレスがかかっているため、これらの生態系にさらなる圧力をかけている。[ 8 ]
淡水生態系には、基本的に 3 つのタイプがあります。静水域(流れの遅い水域、池、湖など) 、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)。陸水学(およびその一分野である淡水生物学) は、淡水生態系の研究です。[ 1 ]
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。 [ 9 ] [ 10 ]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、小さな源流が中規模の河川に流れ込み、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、溶存酸素の濃度が高く、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。[ 11 ]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。 [ 12 ]
河川生態系は、流水生態系の代表的な例です。流水とは、ラテン語のlotus（洗われた）に由来する流れる水のことです。流水は、幅がわずか数センチメートルの泉から、幅が数キロメートルにも及ぶ大河まで多岐にわたります。[ 13 ]この記事の多くは、小川や泉などの関連する流水系を含む、流水生態系全般に当てはまります。流水生態系は、湖、池、湿地などの比較的静止した陸上の水域を含む静水生態系と対比できます。静水は、ラテン語のlenis （穏やかな）に由来します。これら 2 つの生態系は、淡水生態学または水生生態学というより一般的な研究領域を形成します。ただし、2 つのシステムの間には明確な境界はありません。[ 14 ]
湿地は、地表が水に浸かっているか飽和している、独特な半水生生態系であり、その状態は数年または数十年にわたって恒久的である場合もあれば、季節的にのみである場合もある。浸水により、特に土壌において酸素不足（無酸素）プロセスが発生する。[ 15 ]湿地は水域と乾燥地の間の移行帯を形成し、植生の根が酸素不足の水浸土壌に適応しているため、他の陸上または水生生態系とは異なる。[ 16 ]湿地は、あらゆる生態系の中で最も生物多様性に富むものと考えられており、広範囲の水生および半水生植物や動物の生息地として機能し、硝酸塩やリンなどの過剰な栄養素が植物によって除去されるため、水質が改善されることが多い。
湿地は南極大陸を除くすべての大陸に存在します。[ 17 ]湿地の水は淡水、汽水、または海水です。[ 16 ]湿地の主な種類は、優占する植物と水源に基づいて定義されます。たとえば、沼地は、アシ、ガマ、スゲなどの水生植物が優占する湿地です。沼地は、樹木や低木などの木本植物が優占します（ただし、ヨーロッパのアシ沼地は樹木ではなくアシが優占します）。マングローブ林は、マングローブと塩水に耐えるように進化した耐塩性木本植物がある湿地です。
水源によって分類される湿地の例としては、潮汐湿地（水源は海洋の潮汐） 、河口（水源は潮汐水と河川水の混合）、氾濫原（水源は氾濫した河川や湖からの余剰水）、沼地や春季池（水源は降雨または融雪水で、地下水湧水を介して供給される場合もある）などがある。[ 15 ] [ 18 ]世界最大の湿地には、アマゾン川流域、西シベリア平原[ 19 ]、南米のパンタナル[ 20 ]、ガンジス川・ブラマプトラ川デルタのスンダルバンス[ 21 ]などがある。
淡水生物多様性に対する5つの大きな脅威には、過剰利用、水質汚染、流量の変化、生息地の破壊または劣化、外来種の侵入が含まれます。[ 7 ]近年の絶滅傾向は、主に堆積、河川の分断、化学物質および有機汚染物質、ダム、侵入種に起因すると考えられます。[ 22 ]淡水生態系の健全性に対する一般的な化学的ストレスには、酸性化、富栄養化、銅および農薬による汚染が含まれます。[ 23 ]
淡水生物多様性は多くの脅威に直面している。[ 24 ]世界自然保護基金のリビングプラネット指数は、 1970年から2014年の間に淡水脊椎動物の個体数が83%減少したと指摘している。[ 25 ]これらの減少は、同時期の海洋または陸上システムの減少を上回り続けている。これらの減少の原因は、次のことに関連している。[ 26 ] [ 24 ]
外来植物や外来動物は淡水生態系にとって大きな問題であり、[ 27 ]多くの場合、在来種との競争に勝ち、水質を変化させます。外来種は、絶滅危惧種が生息する生態系にとって特に壊滅的な影響を与えます。その一例として、ミシシッピ川でヘラチョウザメと競合するアジアコイが挙げられます。[ 28 ]淡水生態系における外来種の一般的な原因としては、水槽からの放流、スポーツフィッシングのための導入、食用魚としての利用のための導入などがあります。 [ 29 ]
1900 年以降、北米では 123 種を超える淡水動物が絶滅しました。北米の淡水種のうち、ムール貝の 48.5%、腹足類の 22.8% 、ザリガニの 32.7%、両生類の 25.9%、魚類の 21.2% が絶滅危惧種または絶滅の危機に瀕しています。[ 22 ]外来種、キーストーン種の喪失、すでに機能的に絶滅している種 (繁殖していない種など) により、多くの種の絶滅率は次の世紀に大幅に増加する可能性があります。[ 22 ]控えめな推定値を使用しても、北米の淡水魚の絶滅率は背景絶滅率 (300 万年に 1 種) の 877 倍です。[ 30 ]淡水動物の予測絶滅率は陸上動物の約 5 倍で、熱帯雨林群集の絶滅率に匹敵します。[ 22 ] 淡水生物多様性の深刻な状況を踏まえ、世界中の科学者と実務家のチームが最近、淡水生物多様性を回復させるための緊急行動計画を策定した。[ 31 ]
現在の淡水生物モニタリング技術は主に群集構造に焦点を当てていますが、一部のプログラムでは、生化学的（または生物学的）酸素要求量、底質酸素要求量、溶存酸素などの機能的指標を測定しています。[ 6 ]大型無脊椎動物群集構造は、分類の多様性、収集の容易さ、さまざまなストレス要因に対する感受性、および生態系全体に対する価値のため、一般的にモニタリングされています。[ 32 ]さらに、藻類群集構造（多くの場合、珪藻を使用）は、生物モニタリングプログラムで測定されます。藻類もまた、分類学的に多様で、収集が容易で、さまざまなストレス要因に敏感で、生態系全体に対して価値があります。[ 33 ]藻類は非常に速く成長し、群集は環境条件の急速な変化を反映する可能性があります。[ 33 ]
群集構造に加えて、淡水ストレス要因に対する反応は、生物の行動変化、成長率、繁殖率、死亡率の変化を測定する実験的研究によって調査される。[ 6 ]制御された条件下での単一種に関する実験結果は、必ずしも自然条件や複数種の群集を反映するとは限らない。[ 6 ]
淡水生態系の理想的な「健全性」を定義する際には、参照サイトの使用が一般的です。参照サイトは、人間の撹乱や影響が最小限の場所を選択することで空間的に選択できます。 [ 6 ]しかし、珪藻殻、水生植物の花粉、昆虫のキチン、魚の鱗などの保存された指標を使用することで、大規模な人間の撹乱以前の状態を判断するために、参照条件を時間的に確立することもできます。[ 6 ]これらの時間的な参照条件は、安定した堆積物が生物指標物質をよりよく保存できるため、流れる水よりも止水の方が再構築しやすい場合が多いです。
気候変動の影響は、多くの魚類[ 34 ] 、無脊椎動物[ 35 ] 、植物プランクトン[ 36 ] 、その他の生物を脅かす他のストレス要因の影響を著しく複雑化させ、しばしば悪化させています。気候変動は水域の平均水温を上昇させ、基質組成の変化、酸素濃度の変化、およびシステムの生物に波及効果をもたらすその他のシステムの変化などの他の問題を悪化させています。[ 8 ]水温はすでに約1 ℃上昇しており、氷の被覆の著しい減少がその後の生態系ストレスを引き起こしています。[ 8 ]
{{cite book}}: CS1メンテナンス: 日付と年 (リンク){{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)