中国・南京／MENA Newswire／— 世界的な研究により、気候温暖化が河川における酸素の持続的な減少を引き起こし、水生生物、水質、生物地球化学的循環を支える淡水生態系に圧力を加えていることが明らかになった。5月15日に科学誌「Science Advances」に掲載されたこの査読付き研究は、世界中の河川系における溶存酸素の長期的な傾向を調査し、分析対象となったほとんどの区間で広範囲にわたる減少が確認された。
中国科学院南京地理湖沼研究所の史坤教授率いる研究チームは、1985年から2023年までの期間に21,439の河川区間を分析した。研究チームは、衛星観測、気候データ、機械学習スタッキングアルゴリズムを用いて、約40年間にわたる溶存酸素のパターンを再構築し、流水の変化に関する世界的な評価を提供した。
この研究によると、河川生態系では10年あたり平均0.045ミリグラム/リットルの割合で酸素が失われており、調査対象となった河川区間の78.8％で酸素欠乏が見られることが明らかになった。溶存酸素は魚類、無脊椎動物、その他の水生生物にとって不可欠であり、栄養循環や河川の健全性を左右する化学プロセスにも影響を与える。
熱帯河川が最も脆弱性を示している
最も深刻な酸素欠乏は、南緯20度から北緯20度の間の熱帯河川、特にインドの河川系で確認された。この研究によると、これらの河川は、すでに酸素濃度が低い状態にあることに加え、脱酸素化の傾向がさらに加速しているため、脆弱性が高まっているという。この組み合わせにより、多くの水生生物が必要とする酸素濃度を下回る低酸素症への曝露が増加する。
今回の調査結果は、高緯度地域の河川が急速に温暖化しているため、脱酸素化の主なホットスポットになると予想されていたものとは異なっていた。むしろ、この研究では、既存の低酸素状態と継続的な酸素減少の両方による複合的なリスクが最も高いのは熱帯河川であることが明らかになった。著者らはまた、流量条件の役割についても評価し、低流量期と高流量期はいずれも、通常の流量条件下と比較して脱酸素化率が低いことを発見した。
温暖化が主な要因として特定された
この研究では、観測された酸素損失の62.7％は、気候変動による酸素溶解度の低下に起因すると結論付けており、これは水温が高いほど水温が低いほど酸素を多く保持できるという物理的な限界を反映している。温度、光、水流などの要因によって測定される生態系代謝は、酸素損失の12％を占めた。熱波は世界の河川の酸素欠乏の22.7％の原因であり、平均気温条件と比較して、10年あたり1リットルあたり0.01ミリグラムずつ酸素欠乏率を増加させた。
この研究では、ダムによる貯水が貯水池域の酸素濃度の傾向を変化させ、その影響は貯水池の深さによって異なることも明らかになった。浅い貯水池では酸素濃度の低下が加速する一方、深い貯水池では酸素損失が緩和されることが分かった。この研究は、世界の河川における気候変動関連の変化を測定するための広範な基礎データを提供し、淡水生態系の健全性を示す主要指標として溶存酸素濃度を追跡することの重要性を強調している。
気候温暖化が河川の酸素濃度低下を引き起こすという記事が、アラビアン・オブザーバーに最初に掲載されました。