米国の定義 米国環境保護庁の 定義によれば、間欠河川または間欠小川とは、年間のある時期にのみ流れ、乾季には地表水が流れていない可能性のある河川または小川のことである。[ 11 ]
法的観点 最高裁判所による浄水法 (CWA)に関する意見では、間欠河川は管轄外と分類され、法的保護の対象外とされています。2001 年以前は、米国内のほぼすべての水域は渡り鳥の生息地として機能する可能性があるため、管轄対象とみなされていました。2001 年の米国水域に関する最高裁判所の判決、 Solid Waste Agency of Northern Cook County vs. US Army Corps of Engineers に続き、裁判所は 2006 年にこの問題をさらに扱う 2 つの訴訟を審理しました。Rapanos vs. United States とCarabell vs. United States は 、1 つの判決に統合された後、保護を受けるために満たすべき新たな分析基準を追加しましたが、最終的に保護されるべき米国の水域の決定は、EPA、米国陸軍工兵隊、および今後の裁判に委ねられました。[ 14 ] 2020年5月にEPAと陸軍工兵隊が「米国の水」とみなすものの解釈が変更されたため、18州の司法長官が最近訴訟を起こした。[ 15 ]
断続性の原因 間欠河川は、地下水位が河川の流路レベル以上または同じレベルにある期間に水を保持し、地表流を可能にします。[ 16 ] 間欠河川の地表流を制御するメカニズムは、気候と地理的に固有です。[ 17 ] 例えば、雪解け水 や氷河の融解水によって供給される間欠河川は、凍結するか、地表水を維持するのに十分な流入がないと流れが止まります。[ 17 ] より乾燥した地域の河川は、周囲の帯水層 と河岸の水貯留量が枯渇するため流れが止まります。 [ 17 ]
洪水調節や灌漑貯水などの人間による利用のために水を転用したり貯水したりした結果、かつては常時流れていた多くの河川が断続的になった。ナイル川、インダス川、黄河、アムダリヤ川、シルダリヤ川、リオグランデ川、コロラド川など、人間の干渉により過去 50 年間に断続的になった大河川がいくつかある。[ 18 ] 北米の乾燥地帯や半乾燥地帯では、かつて常時流れていた河川のほとんどが現在断続的になっている。これは、かつて湿地、デルタ、内陸の窪地に流れていた水を人間が取水するために建設されたダムや水道の広範なネットワークの直接的な結果である。[ 19 ] この現象はコロラド川でも観察でき、その流量は 1905 年以降大幅に減少している。近年、米国のいくつかの州とメキシコが農業や都市用水として大量の水を使用しているため、コロラド川デルタ に到達する流量はほぼゼロにまで減少している。[ 19 ] 気温上昇などの気候変動の影響により、乾燥が加速し、河川の断続性が増すと予測されている。[ 20 ]
分布 間欠河川はすべての大陸に存在し、常流河川よりも一般的である可能性さえあります。[ 21 ] 世界の河川網の総延長と総流量の30%以上が間欠河川であると推定されています。[ 4 ] しかし、一部の低次河川は分類や追跡が困難なため、それらを考慮に入れると、この合計は50%を超える可能性があります。[ 21 ] 地球規模の気候変動に直面して、この合計はさらに増加しており、かつては常流河川であった世界の多くの河川が、深刻な気候乾燥や水資源の乱用によって影響を受けている地域では、現在間欠河川となっています。[ 17 ]
種類
アロヨス カリフォルニア州パームデザート近郊にある、干上がった涸れ川の川床の写真。 間欠河川はさまざまな気候地域で見られます。たとえば、アロヨは、降雨イベント中にアメリカ南西部の乾燥および半乾燥地域で細かい堆積物を深く垂直な水路を侵食する間欠河川です。[ 22 ] 河床や隣接する人工構造物に破壊的な多くの侵食されたアロヨは、19世紀後半の排水路化と過放牧、および アメリカ南西部 へのアメリカ人入植者の流入の結果として形成されました。[ 23 ]
氷河の流れ 氷河の小川は 、太陽エネルギーの流入量に応じて流量が変動するため、間欠河川とみなされます。[ 24 ] [ 25 ] ほとんどの氷河の小川は、氷河の融解水から水を受け取る高山源流です。[ 26 ] 秋から春先まで小川は干上がったり凍ったりし、夏には流量が最も多くなります。[ 27 ] [ 28 ] [ 26 ] 氷河の小川の断続性は、一日のさまざまな時間帯にも変動します。[ 26 ]
ボーン ボーン[ a ] と は、泉から流れ出る間欠的な流れのこと です。白亜質や石灰岩地帯では、冬の雨で岩が飽和状態になり、岩が乾くまでゆっくりと水が流れ、流れが止まるため、ボーンがよく見られます。ボーンという用語は、常時流れている小川や川にも適用されることがあります。[ 30 ]
ウィンターボーン ウィルトシャー州のエブル川 の干上がった川床(8月に撮影)。4月に同じ場所で 冬季河川は 、帯 水層 、主に白亜帯水層、時には石灰岩帯 水層によって供給される間欠河川 の一種です。冬季河川は通常12月から4月頃まで冬季に流れ、その後、翌年の冬まで流量が減少します。雨が降ると、多孔質の白亜が帯水層に水を保持し、一定の速度で水を放出します。乾季には、地下水位が河床レベルより低くなり、河川が干上がることがあります。乾季の長さは、河川の縦方向の位置によって異なります。
生態学 間欠河川の生息生物は水位によって変化する可能性がある。年間を通して対照的な条件が続くため、同じ間欠河川の無脊椎動物群集は互いに著しく異なることがある。[ 32 ] これらの生息地の生物多様性が条件によってどのように変化するかについては、文献で議論されてきた。現在の研究結果は、流水域 の生物多様性は一般的に流量の間欠性の増加とともに減少するが、その期間中の静水域および陸生生物多様性の増加がそれを補うことができることを示唆している。[ 17 ] したがって、流水 域、静水域 (湖)、および陸生群集 をまとめて考えると、間欠河川は地域の生物多様性の大部分を占めることができる。[ 21 ] 間欠河川の河畔域 は、さまざまな生物に生息地と資源を提供することができ、下流の生息地にとって重要な栄養源となる可能性もある。[ 12 ]
雨を降らせる前線 間欠河川の乾燥期は、「再湿潤」または湿潤前線と呼ばれる現象によって終結します。再湿潤とは、河川を流れる水の流れが再開することを指します。これは、基質/土壌の孔隙への水の損失(浸透とも呼ばれる)よりも水の流入量が多い場合に発生します。[ 33 ] 再湿潤は、河川内の溶存栄養素[ 34 ]と種組成 [ 34 ] の両方に変化をもたらします。
陸生動物 間欠河川の乾季には、陸生動物は、自然または人為的な障害物のために通常はアクセスできない資源や地域にアクセスできるようになります。[ 35 ] さらに、これらの河床は乾燥すると、水位の低下に対応して移動できなかった魚などの生物が残されることがよくあります。[ 36 ] これらの生物は、鳥類、哺乳類、爬虫類などのさまざまな陸生動物の食料源としてよく利用されます。[ 37 ]
魚の種類 間欠河川にはさまざまな種類の魚が生息しています。ブラッシーミノー (Hybognathus hankinsoni )は、ワイオミング州の間欠河川であるニオブララ川の固有種です。 [ 38 ] レッドバンドトラウト (Oncorhynchus mykiss gairdneri )は、アイダホ州南西部の間欠砂漠河川の固有種です。[ 39 ] ウェストフォークスミス川は、オレゴン州に産卵のために戻ってくるギンザケを含むさまざまな種にとって重要な生息地となっています。[ 40 ]
間欠河川に生息するCobitis shikokuensis (ヒナイシドジョウ) は、水量が少ないときに河床下帯 に移動します。水量が戻ると、C. shikokuensis は 河床下帯から出てきて、再び流れる河川系に定着します。[ 41 ] 河川が干上がると、Campostoma spadiceum (ハイランドストーンローラー) は、 瀬が 浅すぎて生存できなくなると、淵の生息地に移動します。[ 42 ]
食物連鎖 間欠河川の食物網は、常時河川とは異なり、流水期、縮小/分断期、乾燥期の間で種の数と個体数が大きく変化します。間欠河川の食物網は、デトリタスに大きく依存し、ボトムアップ型の栄養モデルに従う傾向があります。[ 43 ] 捕食者と被食者の比率と栄養段階の数は、間欠河川の規模に依存します。[ 44 ]
保全 間欠河川は多くの脅威に直面している。工業用水や農業用水など、大規模な消費のために河川水を転用すると、間欠河川の生態系が変化する可能性がある。[ 45 ] 人間による撹乱は、間欠河川の生息地に短期的(パルス)および長期的(プレス)な影響を与える可能性がある。[ 46 ]
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