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生物学的完全性指数( IBI )は、生物学的完全性指数とも呼ばれ、水質汚染の問題を特定および分類するために一般的に使用される科学的ツールですが、この考え方を陸上環境に適用する取り組みもいくつか行われています。 [1] IBI は、水体に対する人為的影響と水体の生物学的活動を関連付け、生物調査から得られたデータを使用して策定されます。生物学的完全性は、環境がどれだけ「自然のまま」であるか、および人間による改変が加えられる前の生態系の潜在的または元の状態と比較してその機能がどの程度優れているかに関連付けられています。 [2]生物学的完全性は、生態系の機能の価値の低下は主に人間の活動または改変によって引き起こされるという仮定に基づいています。環境とその元のプロセスが変更されるほど、定義上、コミュニティ全体の生物学的完全性は低下します。これらのプロセスが時間の経過とともに自然に変化した場合、人間の影響がなければ、生態系の完全性は損なわれません。生態系の健全性の概念と同様に、生態系の完全性は、生態系内で発生するプロセスに大きく依存しています。なぜなら、それらのプロセスによって、どの生物がその地域に生息できるか、またそれらの相互作用の複雑さが決まるからです。生態系の多くの可能な状態や条件のうちどれが適切または望ましいかを決定することは、政治的または政策的な決定です。[2]
概要
生物群集の構成の変化を定量的に評価するために、統計分析から生態学的複雑さを正確に反映する IBI が開発されています。普遍的な IBI は 1 つではありません。監視対象の集団を一貫して正確に評価する指標を開発するには、特定の対象に対する妥当性を確認するための厳格なテストが必要です。多くの場合、IBI は地域固有であり、スコアを正しく評価するには経験豊富な専門家が十分な品質のデータを提供する必要があります。より大きな集団から収集されたサンプルと同様に、コミュニティは自然に変化するため、許容可能な変動を持つ堅牢な統計を特定することは、活発で重要な研究分野です。
これは、生物システムの健全性に対する体系的な影響を特定するための強力なツールとなり得ます。IBI は、米国の 水質浄化法で義務付けられている1 日当たり最大総負荷プロセスにおいて、障害の特定と障害水の回復の確認にますます関与するようになっています。
水サンプルの化学検査では化学物質の濃度を短時間で把握できますが、IBI では生物群集構造に対する総合的な影響を捉えます。指標種群の完全な欠如、特に突然の消失は、特定の汚染物質またはストレス要因の強力な証拠となる可能性がありますが、IBI では通常、障害の特定の原因は解決されません。
IBIの概念は、1981年にジェームズ・カーによって策定されました。[3] [4]現在までに、魚類、藻類、大型無脊椎動物、蛹の脱皮殻（ユスリカの脱皮）、維管束植物、およびこれらの組み合わせについてIBIが開発されてきました。陸上生態系用のIBIを開発するための研究は比較的ほとんど行われていません。
バイオサーベイプロトコル
さまざまな水域タイプや生態地域で使用するための生物調査プロトコルが発行されています。そのような出版物の1つに、米国環境保護庁（EPA）が発行した河川および小川の迅速生物評価プロトコルマニュアルがあります。[5]このようなプロトコルは、分類群（種、属など）の豊富さや汚染に耐性のある分類群と耐性のない分類群の割合などの指標を含むIBIを開発するための構造を提供します。
ボランティアと専門スタッフによる開発
最低限の訓練を受けたモニタリング担当者が使用するIBIを作成することは可能ですが、得られる精度は訓練を受けた専門家が行うものよりも低くなります。誤認やプロトコルの変動の可能性にもかかわらず堅牢性を保証するための安全策には、慎重なテストが必要です。データの完全性を維持するためには、実績のある専門家による継続的な品質管理が必要であり、IBI結果の分析はより複雑になります。訓練を受けたボランティアの使用は、ミネソタ州汚染管理局（MPCA）やMPCAが支援する地元のボランティアによる河川モニタリングプログラムなど、限られたリソースで多数の水域のモニタリングを担当する政府機関によって先駆的に行われています。 [6] EPAは、ボランティアプログラムがIBIおよび関連する調査結果を策定するのを支援するためのガイダンスを公開しています。[7]このようなプログラムによるIBIは米国の裁判所で法的に許容されますが、そのような結果のみに基づいて結論の妥当性を擁護することはおそらく実現可能ではありません。
専門家が収集したデータから得た複数のIBI間の一致は、より決定的なものとなり得る。好例となるのは、都市化により周囲の流域の10～15%以上が不浸透性になった場合に、河川のIBIスコアが重大な障害、または部分的な生態系の崩壊を示すという現象である。[8]このような障害の原因と、これらの傾向の可能性のある例外を特定することは、累積的な流域の影響や、雨水流出汚染の影響を緩和するための低影響開発技術の使用を研究する学者にとって、大きな研究課題である。
参照
- バイオインジケーター
- 生物学的完全性
- 生物学的モニタリング作業部会（測定手順）
- 生物指数
- 生態系の健全性
- 規範科学
- 水質
参考文献
- ^ Andreasen, James; O'Neill, Robert; Noss, Reed; Slosser, Nicholas (2001). 「生態学的完全性の陸上指標の開発に関する考慮事項」.生態学的指標. 1 (1): 21-35. Bibcode :2001EcInd...1...21A. doi :10.1016/S1470-160X(01)00007-3.
- ^ ab Lackey, Robert (2009). 「科学は自然に偏っているか」. Northwest Science . 83 (3): 291-293. doi : 10.3955/046.083.0312 . S2CID 84582883.
- ^ Karr, James R. (1981). 「魚類群集を用いた生物学的完全性の評価」.漁業. 6 (6): 21–27. Bibcode :1981Fish....6f..21K. doi :10.1577/1548-8446(1981)006<0021:AOBIUF>2.0.CO;2. ISSN 1548-8446.
- ^ Karr, James R. 1991. 「生物学的完全性: 水資源管理において長い間無視されてきた側面」2012-07-30にアーカイブ、archive.today Ecological Applications 1:66–84。
- ^ Barbour, MT; Gerritsen, J.; Snyder, BD; Stribling, JB (1999). 小川や渡渉可能な河川で使用するための迅速バイオアセスメントプロトコル: 付着生物、底生大型無脊椎動物および魚類 (レポート) (第 2 版). ワシントン DC: 米国環境保護庁 (EPA). EPA 841-B-99-002.
- ^ たとえば、ミネアポリス大都市圏の湿地健全性評価プログラム (WHEP) をご覧ください。
- ^ 「Sec. 4.3」。ボランティアによる河川モニタリング：方法マニュアル（PDF）（レポート）。EPA。1997 年 11 月。EPA 841-B-97-003。
- ^ Schueler, Thomas R. 「不浸透性の重要性」。2009-02-27 にWayback Machineにアーカイブ。The Practice of Watershed Protection に再掲載。2008-12-23 にWayback Machineにアーカイブ。2000 年。Center for Watershed Protection。メリーランド州エリコットシティ。
外部リンク
- ピュージェット湾低地の底生生物の生物学的健全性指数 (B-IBI) - SalmonWeb / ワシントン大学
- 「生物学的完全性指数の紹介」。流域の健全性の生物学的指標。EPA。2010 年 1 月 21 日のオリジナルからアーカイブ。
- 「生物学的完全性」。流域の健全性の生物学的指標。米国環境保護庁 (EPA)。2012 年 10 月 22 日のオリジナルからアーカイブ。