湖の生態系

湖沼生態系または湖沼生態系には、生物的（生きている）植物、動物、微生物、および非生物的（生きていない）物理的および化学的相互作用が含まれます。 ^{[1]湖沼生態系は、}池、湖、湿地を含む静水生態系（静水は静止した、または比較的静かな淡水を指し、ラテン語の lentusは「緩やかな」を意味する） の代表的な例であり、この記事の大部分は静水生態系全般に適用されます。静水生態系は、川や小川などの陸水が流れる流水生態系と比較できます。これら2つの生態系は、合わせて淡水生態系の例です。

静水系は多様で、数インチの小さな一時的な雨水溜まりから、最大深度1642メートルのバイカル湖まであります。 ^[2]池と湖の一般的な区別はあいまいですが、ブラウン^[1]は、池とプールの底面全体が光にさらされているのに対し、湖はそうではないと述べています。さらに、季節によって成層化する湖もあります。池とプールには、遠洋の開水域と、底部と岸部からなる底生域の2つの領域があります。湖には光にさらされない深い底部があるため、これらのシステムには深層域という追加の領域があります。^[3]これらの3つの領域は、非生物的条件が大きく異なる可能性があり、したがって、そこに生息するように特別に適応した宿主種が存在します。^[1]

湖の2つの重要なサブクラスは、池（通常は湿地と混ざり合う小さな湖）と貯水池です。長い時間をかけて、湖やその中の湾は徐々に栄養分で豊かになり、ゆっくりと有機堆積物で満たされることがあります。このプロセスは遷移と呼ばれます。人間が流域を使用すると、湖に流入する堆積物の量によってこのプロセスが加速される可能性があります。湖に堆積物と栄養素が追加されることを富栄養化といいます。^[4]

湖の生態系はいくつかのゾーンに分けられる。一般的なシステムでは、湖を3つのゾーンに分ける。最初のゾーンは沿岸域で、岸近くの浅いゾーンである。^[5]ここは、根を張った湿地植物が生息する場所である。沖合はさらに、開水域と深水域の2つのゾーンに分かれている。開水域（または光合成ゾーン）では、太陽光が光合成藻類とそれらを餌とする種を支えている。深水域では太陽光は利用できず、食物連鎖は沿岸域と光合成ゾーンから流入するデトリタスに基づいている。システムによっては他の名前が使われる。沖合の地域は遠洋域、光合成ゾーンは湖水域、無光ゾーンは深層域と呼ばれることがある。沿岸域から内陸に入ると、湖の存在によってまだ影響を受けている植物が生息する水辺地帯がよく確認される。これには、風による落下、春の洪水、冬の氷による被害などが含まれる。湖全体の生産は、沿岸域で生育する植物からの生産と、外洋で生育するプランクトンからの生産の組み合わせによるものです。

湿地は、ほとんどの湖岸に沿って自然に形成されるため、静水システムの一部である可能性があり、湿地と沿岸域の幅は、湖岸の傾斜と、年内および年間の水位の自然変化の量に依存します。このゾーンには、湖岸への風倒木や洪水時に運ばれた丸太などにより、枯れ木が堆積することがよくあります。この木質の残骸は、魚や巣を作る鳥にとって重要な生息地となるだけでなく、湖岸を浸食から保護します。

光は、静水システムの主要なエネルギー源である光合成の過程に必要な太陽エネルギーを提供します。 ^[2] 受ける光の量は、いくつかの要因の組み合わせによって決まります。小さな池は周囲の木々によって日陰になることがあり、雲量はサイズに関係なくすべてのシステムで光の可用性に影響を与える可能性があります。季節や日中の考慮事項も光の可用性に影響します。光が水に当たる角度が浅いほど、反射によって失われる光が多くなるためです。これはビールの法則として知られています。^[6]光が表面を貫通すると、水柱に浮遊する粒子によって散乱されることもあります。この散乱により、深さが増すにつれて光の総量が減少します。^{[3] [7]湖は}光合成領域と無光領域に分けられ、前者は日光を受け取り、後者は光が浸透する深さより下にあるため光合成能力がありません。^[2] 湖の帯状分布に関しては、浮遊層と底生層は光合成領域内にあると考えられており、深層層は無光合成領域内にある。^[1]

静水生態系では、温度は重要な非生物的要因です。なぜなら、生物のほとんどが変温動物であり、体温は周囲のシステムによって決まるからです。水は、表面からの放射と、空気や周囲の基質への伝導によって加熱または冷却されます。^[6]浅い池では、表面の暖かい水から底の冷たい水まで、連続的な温度勾配があることがよくあります。さらに、これらのシステムでは、日中と季節の両方で温度変動が大きく変化することがあります。^[1]

大きな湖では、温度環境が大きく異なります。たとえば、温帯地域では、気温が上昇すると、湖の表面に形成された氷の層が崩れ、水温は約 4 °C になります。これは、水の密度が最も高くなる温度です。季節が進むにつれて、気温の上昇により表層の水が加熱され、密度が低くなります。深層の水は光の浸透が減少するため、冷たく密度が高いままです。夏が始まると、2 つの明確な層が形成され、それらの層の間には大きな温度差があるため、成層したままになります。湖の最も低いゾーンは最も冷たく、下層水層と呼ばれます。上部の暖かいゾーンは上層水層と呼ばれます。これらのゾーンの間には、サーモクラインと呼ばれる急激な温度変化の帯があります。より寒い秋の季節には、表面で熱が失われ、上層水層が冷えます。2 つのゾーンの温度が十分近くなると、水は再び混ざり合って均一な温度になり始めます。この現象は、湖のターンオーバーと呼ばれます。冬には、表面近くの水が冷えて凍り、より暖かく密度の高い水が底近くに留まるため、逆成層が起こります。サーモクラインが形成され、サイクルが繰り返されます。^{[1] [2]}

露出したシステムでは、風がラングミュア循環と呼ばれる乱流の螺旋状の表層流を作り出すことがあります。これらの流れがどのように確立されるかはまだよくわかっていませんが、水平表面流と表面重力波の間の相互作用が関与していることは明らかです。どの湖でも見ることができるこれらの回転の目に見える結果は、風向と平行に走る表面泡線です。正浮力の粒子と小さな生物は表面の泡線に集中し、負浮力の物体は2つの回転の間の湧昇流に見られます。中性浮力の物体は水柱内に均等に分布する傾向があります。^{[2] [3]}この乱流は水柱内の栄養素を循環させるため、多くの遠洋種にとって重要ですが、底生生物と深海生物への影響はそれぞれ最小限かまったくありません。^[3]栄養循環の程度はシステムによって異なり、風の強さや持続時間、湖や池の深さや生産性などの要因に依存します。

酸素は生物の呼吸に不可欠である。静水域に存在する酸素の量は、1) 空気にさらされている透明な水の面積、2) システム内の水の循環、3) 存在する生物によって生成され使用される酸素の量によって決まる。^[1]浅く植物が豊富な水たまりでは、酸素が大きく変動することがあり、日中は光合成により極めて高い濃度になり、呼吸が一次生産者の支配的なプロセスである夜間には非常に低い値になる。より大規模なシステム内の温度成層も、さまざまなゾーンに存在する酸素の量に影響を与える可能性がある。表層は循環が速く、空気との接触によって酸素を獲得するため、酸素が豊富である。しかし、下層は循環が非常に遅く、大気との接触がない。さらに、下層には緑の植物が少ないため、光合成によって放出される酸素が少なくなる。春と秋に表層と下層が混ざると、酸素はシステム内でより均等に分配される。深海域では、浮遊層や底生層から降り注ぐ腐敗した植物や動物質が蓄積し、一次生産者を支えることができないため、酸素レベルが低いのが特徴である。^[1]

リンは、 DNA と RNA の成分であり、ATP と ADP の成分として細胞代謝に関与しているため、すべての生物にとって重要です。また、リンは淡水系に大量に存在しないため、一次生産者の光合成が制限され、静水系の生産の主な決定要因となっています。リンの循環は複雑ですが、以下に概説するモデルは基本的な経路を示しています。リンは主に、流域からの流出または大気沈着によって池や湖に入ります。系に入ると、反応性のリンは通常、藻類や大型水草に取り込まれ、光合成の副産物として非反応性のリン化合物が放出されます。このリンは下方に漂い、底生または深層の堆積物の一部になるか、水柱内の微生物によって反応性の形に再鉱化される可能性があります。同様に、堆積物中の非反応性リンは、反応性の形に再鉱化される可能性があります。^[2] 堆積物は一般的に湖水よりもリンに富んでいるが、この栄養素は再ミネラル化されてシステムに再導入されるまでに長い滞留時間を持つ可能性があることを示している。^[3]

細菌は静水域のあらゆる場所に存在します。自由生活型の細菌は、分解中の有機物、岩や植物の表面のバイオフィルム、水柱に浮遊しているもの、底生および深層の堆積物に存在します。他の形態は、静水域の動物の腸に寄生または共生関係で存在します。^[3]細菌は栄養素のリサイクルを通じてシステム代謝に重要な役割を果たします。^[2]これについては栄養関係のセクションで説明します。

藻類は、植物プランクトンと付着藻類の両方を含み、池や湖沼の主な光合成生物です。^[8]植物プランクトンは、外洋域の水柱に漂っています。多くの種は水よりも密度が高いため、意図せず底生動物の中に沈んでしまいます。これに対抗するため、植物プランクトンは、液胞やガス小胞を形成したり、形状を変えて抗力を誘発したりして、密度を変えるメカニズムを発達させ、沈降速度を遅くしています。^[9]少数の種が利用している非常に洗練された適応は、垂直位置を調整し、どの方向への移動も可能にする尾のような鞭毛です。 ^{[2]植物プランクトンは、}ラングミュア回転で循環することで、水柱内での存在を維持することもできます。^[3]一方、付着藻類は基質に付着しています。湖や池では、プランクトンは底生生物の表面全体を覆うことができます。どちらのタイプのプランクトンは、食物源としても酸素供給源としても重要です。^[2]

水生植物は底生帯と浮遊帯の両方に生息し、生育様式によって分類できる。⑴浮上性＝基質に根を張り、葉や花は空中に伸びている。⑵浮葉性＝基質に根を張り、葉は浮いている。⑶沈水性＝水面下で生育する。⑷浮遊性大型水草＝基質に根を張らず、水面に浮いている。^[1]これらの様々な形態の大型水草は、一般に底生帯の異なる領域に生息し、汀線に最も近いところには浮上性植物、次に浮葉性大型水草、沈水性植物が続く。浮遊性大型水草は、システムの表面のどこにでも生息する可能性がある。^[2]

水生植物は、淡水の密度が空気よりも高いため、陸上植物よりも浮力が大きい。このため、湖や池では構造的な剛性は重要ではない（地上の茎と葉を除く）。したがって、ほとんどの水生植物の葉と茎は、木質組織の構築と維持にエネルギーをあまり使用せず、そのエネルギーを急速な成長に投資する。^[1]風や波によって引き起こされるストレスに対処するために、植物は柔軟性と強靭性の両方を備えている必要がある。光、水深、基質の種類は、水中の水生植物の分布を制御する最も重要な要因である。^[10]大型水生植物は、底生帯の食物、酸素、生息地構造の源であるが、有光層の深部まで侵入することができないため、そこには生息していない。^{[1] [7]}

動物プランクトンは水柱に浮遊する微小な動物です。植物プランクトンと同様に、これらの種は、抵抗を誘発する体の形状や、付属肢（触角や棘など）の積極的な振動など、より深い水域に沈まないようにするメカニズムを発達させています。 ^[1]水柱に留まることは、摂食の点で有利かもしれませんが、このゾーンには避難場所がないため、動物プランクトンは捕食に対して脆弱です。これに応じて、一部の種、特にミジンコ属は、日中は受動的に暗い深みに沈み、夜間は積極的に水面に向かって移動することで、水柱内で毎日垂直移動を行います。また、静水系の条件は季節によって大きく変化する可能性があるため、動物プランクトンは、食物が不足している場合、温度が 2 °C を下回っている場合、または捕食者の数が多い場合に、通常の産卵から休眠卵に切り替えることができます。これらの休眠卵には休眠期間があり、その期間内に動物プランクトンが孵化したときに生存に有利な条件に遭遇できるはずです。^[11]底生帯に生息する無脊椎動物は、小型種が数的に優勢で、外洋の動物プランクトンに比べて種の数が多いです。それらには、甲殻類（カニ、ザリガニ、エビなど）、軟体動物（ハマグリ、カタツムリなど）、および多くの種類の昆虫が含まれます。^[2]これらの生物は、最も豊富な資源、高酸素水、および生態系の最も暖かい部分がある大型水草生育地域に主に見られます。構造的に多様な大型水草床は、有機物が蓄積するための重要な場所であり、コロニー形成に理想的な領域を提供します。堆積物と植物は、捕食魚からの大きな保護も提供します。^[3]

冷たく暗く酸素の少ない深海域に生息できる無脊椎動物はごくわずかである。生息できる動物は、細胞に運ばれる酸素の量を大幅に増やすヘモグロビンを大量に含むため、赤色をしていることが多い。 ^[1]この海域の酸素濃度は低いため、ほとんどの種は身を隠すためのトンネルや巣穴を作り、水を循環させるのに必要な最小限の動きで、あまりエネルギーを消費せずに酸素を吸収している。^[1]

魚には、属する種によって異なる生理学的許容範囲があります。活動レベルと行動に基づいて、致死温度、溶存酸素要件、産卵の必要性が異なります。魚は非常に移動性が高いため、あるゾーンの不適切な非生物的要因に対処するには、別のゾーンに移動するだけで済みます。たとえば、深層ゾーンのデトリタス摂食者は、酸素濃度が低下しすぎていることに気づき、底生ゾーンの近くで摂食することがあります。魚は、生涯のさまざまな段階で生息地を変えることもあります。堆積物の巣で孵化し、次に雑草の生い茂った底生ゾーンに移動して、食料資源のある保護された環境で成長し、最終的に成魚として外洋ゾーンに移動します。

他の脊椎動物の分類群も静水域に生息しています。これらには両生類（サンショウウオやカエルなど）、爬虫類（ヘビ、カメ、ワニなど）、および多数の水鳥種が含まれます。^[7]これらの脊椎動物のほとんどは陸生生息地で時間の一部を過ごすため、湖や池の非生物的要因による直接的な影響は受けません。多くの魚種は、上記の大型脊椎動物の消費者として、また獲物として重要です。

静水系は、水生植物や藻類による光合成からエネルギーの大部分を得ている。^[12]この自生プロセスでは、二酸化炭素、水、太陽エネルギーを組み合わせて炭水化物と溶存酸素を生成する。湖や池では、光合成の潜在速度は一般に、光の減衰により深さとともに低下する。^[13]しかし、紫外線による阻害のため、表面から数ミリメートルでは光合成速度が低いことが多い。この曲線の正確な深さと光合成速度の測定値はシステム固有であり、1) 光合成細胞の総バイオマス、2) 光減衰物質の量、3)光合成細胞内の光吸収色素（クロロフィルなど）の豊富さと周波数範囲に依存する。 ^{[7]これらの一次生産者によって生成されるエネルギーは、消費を通じてより高次の}栄養段階に伝達されるため、コミュニティにとって重要である。^[14]

湖や池の細菌の大部分は、植物や動物質を分解することでエネルギーを得ています。外洋域では、死んだ魚や時折発生する異地性の落葉が粗粒有機物 (CPOM>1 mm) の例です。細菌はこれを細粒有機物 (FPOM<1 mm) に分解し、さらに利用可能な栄養素に変えます。プランクトンなどの小型生物も FPOM として特徴付けられます。細菌は分解中に栄養素を利用して自身のバイオマスを構築するため、非常に低濃度の栄養素が放出されます。しかし、細菌は原生動物に消費され、原生動物は動物プランクトンに消費され、さらに栄養段階が上がります。炭素以外の元素、特にリンと窒素は、原生動物が細菌の餌食になると再生され^[15]、このようにして栄養素が再び水柱で利用できるようになります。この再生サイクルは微生物ループ^[16]として知られており、静置食物網の重要な要素となっています。^[2]

有機物の分解は、浮遊細菌によって完全に消化される前に水柱を通過した場合、底生層や深海層で継続する可能性がある。細菌は堆積物中に最も多く存在し、通常は水柱中の2～1000倍の頻度で存在する。^[11]

底生無脊椎動物は種の豊富さゆえに、獲物を捕らえる方法がたくさんある。濾過摂食者は、サイフォンや繊毛の振動によって水流を作り、水とその栄養分を自分に引き寄せて濾過する。草食動物は、掻き集めたり、やすりで削ったり、細断したりする適応を利用して、付着藻類や大型水草類を食べる。収集ギルドのメンバーは、捕食肢で特定の粒子を拾い上げながら堆積物を食べ尽くす。堆積物を食べる無脊椎動物は、堆積物を無差別に食べ、そこに含まれる有機物を消化する。最後に、一部の無脊椎動物は捕食者ギルドに属し、生きた動物を捕らえて食べる。^{[2] [17]}深層には、堆積物に作った巣穴に小さな体の動きで流れを引き寄せる、独特の濾過摂食動物のグループが生息している。この摂食方法は動きを最小限に抑えられるため、これらの種はエネルギーを節約できる。^[1]少数の無脊椎動物は深海域で捕食動物である。これらの種はおそらく他の地域から来ており、餌を食べるためにこの深海域に来るだけである。この海域の無脊椎動物の大部分は堆積物摂食者であり、周囲の堆積物からエネルギーを得ている。^[17]

魚は、その大きさ、機動性、感覚能力により、複数の帯状領域をカバーする幅広い獲物を利用することができます。無脊椎動物と同様に、魚の摂食習慣はギルドに分類できます。外洋域では、草食動物が付着藻類や大型水草を食べたり、水柱から植物プランクトンを拾ったりします。肉食動物には、水柱内の動物プランクトンを食べる魚類 (動物プランクトン食)、水面、底生構造物、または堆積物内の昆虫 (昆虫食)、および他の魚類を食べる魚類 (魚食) が含まれます。デトリタスを消費し、その有機物を処理してエネルギーを得る魚は、デトリタス食動物と呼ばれます。雑食動物は、植物、動物、デトリタス物質を含む多種多様な獲物を摂取します。最後に、寄生ギルドのメンバーは、通常は別の魚または大型脊椎動物である宿主種から栄養を獲得します。^[2]魚類の分類群は、環境条件や獲物の入手可能性に応じて食性を変化させ、摂食役割に柔軟性を持っています。多くの種は、成長するにつれて食性を変化させます。そのため、1匹の魚が生涯にわたって複数の摂食ギルドに所属している可能性が高いです。^[18]

前のセクションで述べたように、静水生物相は複雑な栄養関係の網でつながっています。これらの生物は、特定の栄養グループ（一次生産者、草食動物、一次肉食動物、二次肉食動物など）と緩く関連していると考えられます。科学者は、これらのグループ内の個体数と多様性を制御するメカニズムを理解するために、いくつかの理論を開発しました。ごく一般的には、トップダウンのプロセスにより、獲物の分類群の個体数は、より高い栄養段階の消費者の行動に依存します。通常、これらのプロセスは2つの栄養段階の間でのみ機能し、他の段階には影響しません。ただし、場合によっては、水生システムで栄養カスケードが発生します。たとえば、一次生産者が草食動物の草食動物をあまり食べない場合、肉食動物によってこれらの草食動物が抑制されるため、これが発生する可能性があります。より高い栄養段階のメンバーの個体数または多様性が、より低いレベルのリソースの可用性または品質に依存する場合、ボトムアップのプロセスが機能しています。最後に、ボトムアップとトップダウンを組み合わせた制御理論は、消費者と資源の可用性の予測される影響を組み合わせたものです。この理論では、最下層の栄養段階に近い栄養段階はボトムアップの力の影響を最も受け、トップダウンの影響は最上位レベルで最も強くなると予測されています。^[2]

静水域の生物多様性は、湖や池の表面積とともに増加します。これは、陸生種がより大きなシステムを見つける可能性が高いことに起因します。また、より大きなシステムでは一般的に個体数が多いため、絶滅の可能性は低くなります。^[19]温度条件、pH、栄養素の利用可能性、生息地の複雑さ、種分化率、競争、捕食などの追加の要因が、システム内に存在する種の数に関連しています。^{[2] [10]}

湖沼系における植物プランクトンと動物プランクトン群集は、栄養分の利用可能性、捕食、競争に関連して季節的な遷移を経る。Sommer et al. ^{[20] は、}これらのパターンをプランクトン生態学グループ (PEG) モデルの一部として説明し、多数のシステムの分析から構築された 24 のステートメントを使用した。以下は、Brönmark と Hansson ^[2]によって説明された、単一の季節サイクルによる遷移を示すこれらのステートメントのサブセットです。

冬
1. 冬の終わりに向けて、栄養分と光の利用可能性が高まり、植物プランクトンが急速に成長します。珪藻類などの優勢な種は小さく、成長が速いです。 2. これらのプランクトンは動物プランクトンに消費され、動物プランクトンが優勢なプランクトン分類群になります。

春
3. 動物プランクトンの増加による捕食の増加により植物プランクトンの個体数が減少するため、水が澄んだ時期になります。

夏
4. 植物プランクトンの餌食の減少と幼魚による捕食の増加により、動物プランクトンの個体数
は減少します。 5. 栄養分の利用可能性の増加と動物プランクトンによる捕食の減少により、多様な植物プランクトン群集が形成されます。 6. 夏が進むにつれて、リン、シリカ、窒素
の順に栄養分が枯渇します。さまざまな植物プランクトン種の個体数は、これらの栄養分の生物学的必要性に応じて変化します。 7. 小型の動物プランクトンは魚による捕食を受けにくいため、動物プランクトンの主な種類になります。

秋
8. 気温の低下により魚による捕食が減り、あらゆる大きさの動物プランクトンの数が増加します。

冬
9. 気温が低く、光が不足すると、一次生産率が低下し、植物プランクトンの個体数が減少します。 10. 気温の低下と餌の減少により、動物プランクトンの繁殖が減少します。

PEGモデルはこの遷移パターンの理想化されたバージョンを提示しているが、自然界のシステムはその多様性で知られている。^[2]

緯度が上がるにつれて植物や動物の多様性が減少するという、よく知られた地球規模のパターンがあります。つまり、極に向かうほど種が少なくなるということです。このパターンの原因は、今日の生態学者にとって最大の謎の 1 つです。説明の理論には、エネルギーの利用可能性、気候変動、撹乱、競争などがあります。^[2]この地球規模の多様性の勾配にもかかわらず、このパターンは、地球規模の海洋および陸上システムと比較すると、淡水システムでは弱い可能性があります。^[21]これはサイズに関連している可能性があり、Hillebrand と Azovsky ^[22]は、より小さな生物 (原生動物とプランクトン) は予想される傾向に強く従わなかったが、より大きな種 (脊椎動物) は従ったことを発見しました。彼らは、これはより小さな生物の分散能力が優れているためであり、それが地球規模で高い分布につながる可能性があると考えました。^[2]

湖はさまざまな方法で形成されますが、最も一般的なものについて以下で簡単に説明します。最も古く、最も大きなシステムは地殻変動の結果として形成されます。たとえば、アフリカの地溝湖は、2 つの地殻プレートが分離した場所に沿った地震活動の結果です。氷河湖は、氷河が後退して地形の異常な形状を残し、その後水で満たされたときに形成されます。最後に、三日月湖は河川起源で、蛇行した川の湾曲部が本流から切り離されたときに形成されます。^[2]

すべての湖や池は堆積物を受け取ります。これらのシステムは実際には拡大していないため、深さがどんどん浅くなり、最終的には湿地または陸上植物になると想定するのが理にかなっています。このプロセスの期間は、深さと堆積速度の組み合わせによって決まります。モス^{[7]は、深さ1500メートルに達し、堆積速度が0.5 mm/年である}タンガニーカ湖の例を示しています。堆積が人為的要因の影響を受けないと仮定すると、このシステムは約300万年で消滅するはずです。浅い静水システムも、沼地が端から内側に侵入するにつれて埋まる可能性があります。これらのプロセスははるかに短い時間スケールで進行し、消滅プロセスが完了するまでに数百年から数千年かかります。^[7]

二酸化硫黄と窒素酸化物は、火山、土壌中の有機化合物、湿地、海洋システムから自然に放出されますが、これらの化合物の大部分は、石炭、石油、ガソリンの燃焼、および硫黄を含む鉱石の製錬に由来します。^{[3]これらの物質は大気中の水分に溶解し、}酸性雨として静水系に入ります。^[1]炭酸塩が豊富な岩盤を含む湖や池には自然の緩衝作用があり、pHは変化しません。しかし、この岩盤のないシステムは、中和能力が低いため酸の流入に非常に敏感で、少量の酸の流入でもpHが低下します。^[3] pHが5～6になると、藻類の種の多様性とバイオマスが大幅に減少し、水の透明度が高まります。これは酸性化した湖の特徴です。pHが低下し続けると、すべての動物の多様性が低下します。最も重要な特徴は、魚の繁殖が阻害されることです。したがって、最終的には少数の老齢個体が個体群を構成し、最終的には死に、魚がいなくなるシステムになります。^{[2] [3]酸性雨は特に}スカンジナビア、スコットランド西部、ウェールズ西部、米国北東部 の湖に悪影響を及ぼしている。

富栄養化システムには、高濃度のリン（約30μg/L）、窒素（約1500μg/L）、またはその両方が含まれています。^{[2]リンは、}下水処理場の排水、未処理の下水からの排出、または農地の流出から静水に入ります。窒素は主に、流出または浸出とそれに続く地下水の流れからの農業用肥料に由来します。一次生産者に必要な栄養素の増加により、植物プランクトンが大幅に増加し、「プランクトンブルーム」と呼ばれます。このブルームにより水の透明度が低下し、水中植物が失われます。^[23]結果として生じる生息地構造の減少は、産卵、成熟、および一般的な生存のためにそれを利用する種に悪影響を及ぼします。さらに、寿命の短い植物プランクトンが大量に存在すると、大量の死んだバイオマスが堆積物に沈殿します。^[7]細菌は、この物質を分解するために大量の酸素を必要とするため、水中の酸素濃度が低下します。これは、特に成層湖で顕著であり、サーモクラインによって表面の酸素が豊富な水が下層と混ざるのを防ぎます。低酸素または無酸素状態は、生理的にこれらの条件に耐えられない多くの分類群の存在を排除します。^[2]

外来種は意図的な出来事（例：狩猟動物や食用種の放流）と意図しない出来事（例：バラスト水）の両方を通じて静水域に持ち込まれている。これらの生物は、獲物や生息地をめぐる競争、捕食、生息地の変化、交雑、または有害な病気や寄生虫の導入を通じて在来種に影響を及ぼす可能性がある。^[6]在来種に関しては、侵入種はサイズや年齢構成、分布、密度、個体数の増加に変化を引き起こし、個体群を絶滅に追い込む可能性もある。^[2]静水域の著名な侵入種の例としては、五大湖の ゼブラ貝やウミヤツメウナギなどがある。

• 淡水環境品質パラメータ
• 湖の曝気
• 湖沼学
• マハラシュトラ州の人工静水域

• オサリバン、パトリック、レイノルズ、CS (2005)。湖沼ハンドブック：湖沼の修復と再生。ワイリー。ISBN 978-0-632-04795-6。

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