Loading article…
河川代謝は、淡水（湖、河川、湿地、小川、貯水池）および海洋生態系の両方において、水生生態系代謝とも呼ばれ、総一次生産量（GPP）と生態系呼吸量（ER）を含み、正味生態系生産量（NEP = GPP - ER）として表すことができます。個々の生物の代謝と同様に、河川代謝は、水生生態系内でエネルギーがどのように生成（一次生産）され、どのように使用されるか（呼吸）を表します。従属栄養生態系では、GPP:ERは1未満（生態系が生成するエネルギーよりも多くのエネルギーを使用する）であり、独立栄養生態系では1より大きい（生態系が使用するエネルギーよりも多くのエネルギーを生成する）です。ほとんどの河川は従属栄養性である。従属栄養生態系では、葉や残骸などの外来性（生態系外から流入する）有機物が生態系の呼吸速度を加速させ、結果として生態系内での生産量よりも呼吸量が増加することが多い。しかし、従属栄養生態系においても、自生性（生態系内から流入する）経路は代謝において依然として重要である。一方、独立栄養生態系では、藻類や水生植物による一次生産量が呼吸量を上回り、生態系が呼吸量よりも多くの有機炭素を生産していることを意味する。
河川の代謝は、河川の物理的特性（勾配、幅、深さ、流速/流量）、河川の生物学的特性（細菌から魚類まで、生物の豊富さと多様性）、一次生産を促進する光と栄養素の利用可能性、呼吸を促進する有機物、水質と水温、ダム、河畔植生の除去、栄養汚染、山火事、洪水などの自然または人為的な撹乱など、さまざまな要因によって影響を受ける可能性があります。
河川の代謝状態を測定することは、撹乱が利用可能な一次生産性をどのように変化させるか、また、そのNEPの増減が食物網の動態、外来性/自生性経路、栄養段階間の相互作用にどのように影響するかを理解する上で重要です。一次生産性だけを測定するのではなく、代謝（ERとGPPの両方を含む）を測定する必要があります。なぜなら、一次生産性だけを測定しても、より高次の栄養段階に利用可能な余剰生産量を示すことはできないからです。水生生態系の代謝状態を決定するためによく用いられる方法の1つは、酸素濃度の日々の変化であり、そこからGPP、ER、および正味日代謝量を推定できます。
撹乱は、食物網の単純化、栄養カスケードの発生、炭素源や主要なエネルギーの流れの経路の変化など、さまざまな方法で栄養関係に影響を与える可能性があります (Power et al. 1985、Power et al. 2008)。撹乱が栄養動態にどのように影響するかを理解する上で、撹乱が河川代謝に与える影響を理解することが重要です (Holtgrieve et al. 2010)。たとえば、アラスカの河川では、産卵するサケによる底生生物の撹乱が河川代謝に明確な変化をもたらしました。独立栄養河川は産卵期には正味従属栄養河川となり、産卵期後には独立栄養河川に戻りました (Holtgrieve and Schindler 2011)。この季節的な撹乱が底生無脊椎動物の栄養動態、ひいてはその脊椎動物捕食者に影響を与えるという証拠がある（Holtgrieve and Schindler 2011、Moore and Schindler 2008）。山火事による撹乱も、河川において同様の代謝的および栄養的な影響を及ぼす可能性がある。