アオコ

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2011年10月に軌道から撮影された、エリー湖が数十年で経験した最悪の藻類の異常発生。激しい春の雨が肥料を湖に洗い流し、ミクロシスチンを産生するシアノバクテリアのアオコの成長を促進したことを記録します。[1]

アオコまたはアオコは、淡水または海水システムにおける藻類の個体数の急速な増加または蓄積です。多くの場合、藻類の色素による水中の変色によって認識されます。[2]藻類という用語は、海藻のような巨視的な多細胞生物とシアノバクテリアのような微視的な単細胞生物の両方の、多くの種類の水生光合成生物を含みます。[3]アオコ  一般に、巨視的な藻類ではなく、微視的な単細胞藻類の急速な成長を指します。巨視的なアオコの例は、昆布の森です。[3]

アオコは、さまざまな発生源からの窒素やリンなどの栄養素（たとえば、肥料の流出やその他の形態の栄養素汚染）が水系に入り、藻類の過剰な成長を引き起こした結果です。アオコは生態系全体に影響を及ぼします。

結果は、より高い栄養段階の良性の摂食から、日光が他の生物に到達するのを妨げ、水中の酸素レベルの枯渇を引き起こし、生物によっては毒素を水中に分泌するなどのより有害な影響にまで及びます。動物や生態系を傷つける可能性のあるアオコ、特に藻類から毒素が分泌されるアオコは、通常「有害藻類ブルーム」（HAB）と呼ばれ、魚の大量死、都市の住民への断水、または州につながる可能性があります。漁業を閉鎖する必要があります。藻類の成長と酸素の枯渇につながる栄養素の過剰供給のプロセスは、富栄養化と呼ばれます。

ブルームの特性評価

上のシリーズの一部
プランクトン
プランクトンcollage.jpg
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ブルーム
関連トピック

アオコという用語は、科学分野に応じて一貫して定義されておらず、「ミニブルーム」[と定義されている場合は？]大規模で有害なブルームイベントへの無害な藻類の。[4]藻類は、さまざまなサイズ、成長速度、および栄養要求量の生物を含む広義の用語であるため、ブルームとして定義されるものに関して公式に認められたしきい値レベルはありません。科学的コンセンサスがないため、ブルームはいくつかの方法で特性化および定量化できます。新しい藻類バイオマスの測定、光合成色素の濃度、ブルームの悪影響の定量化、または他の微生物群集と比較した藻類の相対濃度です。 。[4]たとえば、ブルームの定義には、クロロフィルの濃度が100 ug / Lを超える場合、[5]クロロフィルの濃度が5 ug / Lを超える場合、[6]ブルームしていると見なされる種が1000セル/ mLの濃度を超える場合が含まれます。 、[7]そして藻類の種の濃度が単にその通常の成長から逸脱するとき。[8] [9]

アオコの例
アオコは、生態系と人間社会に問題を引き起こす可能性があります。2005年の中国成都近郊の小さな山間の村の例

アオコは、特定の藻類が地元の水系に導入するのに必要な栄養素の結果です。この成長を制限する栄養素は、通常、窒素またはリンですが、鉄、ビタミン、またはアミノ酸の場合もあります。[3]これらの栄養素を水中に加えるにはいくつかのメカニズムがあります。外洋および海岸線に沿って、風と地形的な海底の特徴の両方から湧昇することで、海の有光層または太陽に照らされたゾーンに栄養分を引き込むことができます。[10]沿岸地域に沿って、そして淡水システムでは、農業、都市、および下水の流出が藻類の異常発生を引き起こす可能性があります。[11]

アオコ、特に大規模なアオコは、水の透明度を低下させ、水を変色させる可能性があります。[3]クロロフィルや光防護色素のような藻類細胞の光合成色素は、アオコの色を決定します。生物、その色素、および水柱の深さに応じて、アオコは緑、赤、茶色、金色、および紫色になります。[3]淡水系の明るい緑色の花は、 Microcystisなどのシアノバクテリア（通称「青緑色の藻」）の結果であることがよくあります。[3] [12]ブルームは、大型藻類（非植物プランクトン）で構成されている場合もあります） 種族。これらのアオコは、海岸線に打ち上げられる可能性のある大きな藻の刃によって認識できます。[13]

栄養素が水中に存在すると、藻類は通常よりもはるかに速い速度で成長し始めます。ミニブルームでは、この急速な成長は、他の生物に食物と栄養素を提供することにより、生態系全体に利益をもたらします。[9]

特に注目すべきは、有害なアオコ（HAB）です。これは、有毒またはその他の有害な植物プランクトンが関与するアオコです。多くの種が有害なアオコを引き起こす可能性があります。たとえば、Gymnodinium nagasakienseは有害な赤潮を引き起こす可能性があり、渦鞭毛藻 Gonyaulax polygrammaは酸素の枯渇を引き起こし、大量の魚を殺す可能性があります。[14]

淡水藻類の異常発生

シアノバクテリアの活動により、コアテペケカルデラ湖がターコイズ色に変わります

淡水藻類の異常発生は、過剰な栄養素、特に一部のリン酸塩の結果です。[15] [16]過剰な栄養素は、農業またはレクリエーション目的で土地に施用される肥料に由来する可能性があり、リンを含む家庭用クリーニング製品に由来する可能性もあります。[17]

シアノバクテリアを含むブルームを軽減するには、リンの投入量を減らす必要があります。[18]夏に成層する湖では、秋のターンオーバーにより、十分な光合成光が利用可能になるとすぐに、大量の生物学的に利用可能なリンが放出され、藻類の異常発生を引き起こす可能性があります。[19]過剰な栄養素は、水の流出によって流域に入る可能性があります。[20]過剰な炭素と窒素も原因として疑われています。残留炭酸ナトリウムの存在は、栄養素の存在下で光合成を強化するために溶存二酸化炭素を提供することにより、藻類が開花するための触媒として機能します。

リン酸塩が水系に導入されると、濃度が高くなると藻類や植物の成長が促進されます。藻類は高い栄養素の利用可能性の下で非常に急速に成長する傾向がありますが、各藻類は短命であり、その結果、分解し始める高濃度の死んだ有機物になります。水中に存在する天然の分解者は、死んだ藻を分解し始め、プロセス中に水中に存在する溶存酸素を消費します。これにより、他の水生生物が利用できる溶存酸素が急激に減少する可能性があります。水中に十分な溶存酸素がないと、動植物が大量に死んでしまう可能性があります。これは、デッドゾーンとも呼ばれます。

魚が過給され、過剰な栄養分が植物に吸収されない場合、淡水水族館で花が咲くことがあります。これらは一般的に魚に有害であり、水槽内の水を変えてから与える餌の量を減らすことで状況を修正することができます。

海洋藻類の異常発生

プランクトンの変動性に関する競合する仮説[21]
Behrenfeld＆Boss2014から採用された図。[22]
NAAMES、ラングレー研究所、NASAの厚意により[23]

激しい嵐が冬に海をかき乱し、地表近くの太陽に照らされた水に栄養分を追加します。これは毎年春に摂食狂乱を引き起こし、植物プランクトンの大規模なアオコを引き起こします。これらの微細な植物の内部で見つかった小さな分子は、光合成を通じて太陽光から生命エネルギーを収穫します。クロロフィルと呼ばれる天然色素は、植物プランクトンが地球の海で繁栄することを可能にし、科学者が宇宙からの開花を監視することを可能にします。衛星は、沿岸および外洋に存在するクロロフィルの量を検出することにより、植物プランクトンの位置と量を明らかにします。濃度が高いほど、花は大きくなります。観察によると、開花は通常、春の終わりまたは初夏まで続き、栄養素の蓄積が減少し、捕食性の動物プランクトンが放牧を開始します。[24]

  • アマゾンなどの河川は、陸地から南アメリカの熱帯の海に栄養分を堆積させ、海岸線に沿って厚い花を咲かせます [24]。

  • NASAのAqua衛星で見られるように、アマゾン川の河口から注ぐ栄養豊富な水の暗いプルームで花が咲きます。[24]

NAAMES研究は、海洋生態系における植物プランクトンのダイナミクスの側面と、そのようなダイナミクスが大気エアロゾル、雲、気候にどのように影響するかを調査するために、オレゴン州立大学とNASAの科学者によって2015年から2019年の間に実施された5年間の科学研究プログラムでした（NAAMESは北大西洋のエアロゾルと海洋生態系の研究）。この研究は、地球最大の植物プランクトンのアオコの1つである、北大西洋の亜北極圏に焦点を当てました。この場所での研究の長い歴史と、比較的アクセスしやすい場所により、北大西洋は一般的な科学的仮説をテストするための理想的な場所になりました[21]。地球のエネルギー収支における植物プランクトンのエアロゾル放出の役割をよりよく理解するために。[25]

NAAMESは、花の形成のタイミングと年次の花の再作成を促進するパターンに関する議論を解決するために、年間の植物プランクトンサイクルの特定のフェーズ（最小、クライマックス、および中間のバイオマスの減少と増加）を対象とするように設計されました。[25] NAAMESプロジェクトは、植物プランクトンのアオコが雲の形成と気候にどのように影響するかを理解するために、一次生産によって生成されるエアロゾルの量、サイズ、および組成も調査しました。[26]

フランスでは、市民はプロジェクトPHENOMERを通じて着色された水域を報告するよう求められています。[27]これは海の開花の発生を理解するのに役立ちます。

山火事は、山火事エアロゾルの海洋堆積を介して植物プランクトンの異常発生を引き起こす可能性があります。[28]

有害藻類ブルーム

1999年にイギリスのデボンとコーンウォールの南海岸でアオコが発生しました
2005年にバルト海のスウェーデンのゴットランド島の周りを渦巻く植物プランクトンの衛星画像

有害藻類ブルーム（HAB）は、自然毒素の生成、他の生物への機械的損傷、または他の手段によって他の生物に悪影響を与える藻類ブルームです。これらのHABの多様性により、管理がさらに困難になり、特に脅威にさらされている沿岸地域に多くの問題が発生します。[29] HABはしばしば大規模な海洋死亡イベントに関連しており、さまざまな種類の貝中毒に関連しています。[30]経済的および健康への悪影響のため、HABはしばしば注意深く監視されています。[31] [32]

HABは人体に有害であることが証明されています。人間は、毒素を含むシーフードを直接消費したり、水中で水泳やその他の活動をしたり、毒素を含む空気中の小さな液滴を呼吸したりすることで、有毒な藻類にさらされる可能性があります。[33]

HABイベントによって藻類の濃度が十分に高くなると、水は変色または濁り、紫色からほぼピンク色に変化し、通常は赤または緑になります。すべてのアオコが水の変色を引き起こすほど密集しているわけではありません。


も参照してください

参考文献

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外部リンク

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