デッドゾーン（エコロジー）

ウィキペディアから、無料の百科事典
ナビゲーションにジャンプ 検索にジャンプ
赤い円は、多くのデッドゾーンの位置とサイズを示しています。
黒い点は、サイズが不明なデッドゾーンを示しています。
海洋のデッドゾーン（深海の溶存酸素が非常に少なく、海の生き物が生き残れない領域）のサイズと数は、過去半世紀で爆発的に成長しました。– NASA Earth Observatory（2008）[1]

デッドゾーンは、世界の海と大きな湖の低酸素（低酸素）領域です。低酸素症は、溶存酸素（DO）濃度が2 ml O 2 /リットル以下になると発生します。[2]水域が低酸素状態になると、水生動植物は、より高い酸素レベルの水域に到達するために行動を変え始めます。DOが水域で0.5ml O 2 / Lを下回ると、大量死が発生します。DOの濃度がこのように低いため、これらの水域はそこに生息する水生生物を支えることができません。[3]歴史的に、これらのサイトの多くは自然に発生していました。しかし、1970年代には、海洋学者は、デッドゾーンのインスタンスと広がりの増加に注目し始めました。これらは、水生生物が最も集中している 人が住む海岸線の近くで発生します。

デッドゾーンは、ほとんどの海洋生物をサポートするのに十分な酸素（3）レベルを持たない水域です。デッドゾーンは、人間の汚染を含むがこれに限定されない酸素枯渇要因によって引き起こされます（4）。これは富栄養化と呼ばれるプロセスであり、窒素やリンなどの元素が増えると酸素レベルが低下します。健全な川では、生物が消費する酸素の量が増加します（1）。窒素が増加すると、藻類（5）は大量の酸素を生成しますが、窒素の増加により死にます。次に、分解者は藻類を分解する残りの酸素をすべて使用します。その結果、酸素が残りなくなり、酸素が生成されなくなります。（2）。

2004年3月、最近設立された国連環境計画が最初の地球環境展望年鑑（GEO年鑑2003 ）を発表したとき、酸素レベルの低下により海洋生物を支えることができなかった世界の海洋の146のデッドゾーンを報告しました。これらのいくつかは平方キロメートル（0.4 mi 2）と同じくらい小さかったが、最大の不感帯は70,000平方キロメートル（27,000 mi 2）をカバーした。2008年の調査では、世界中で405のデッドゾーンがカウントされました。[4] [2]

原因

デッドゾーンは、カリフォルニア州サンディエゴのラホヤ沖のこのような藻類の異常発生時の藻類の腐敗によって引き起こされることがよくあります。
気候は、生態学的な不感帯の成長と衰退に大きな影響を及ぼします。春の間、降雨量が増えると、ミシシッピ川の河口に栄養豊富な水が流れます。[5]同時に、春に日光が増えると、デッドゾーンでの藻類の成長が劇的に増加します。秋の月に、熱帯の嵐がメキシコ湾に入り始め、不感帯を壊し始めます、そして、サイクルは春に再び繰り返されます。

水生および海洋の不感帯は、富栄養化として知られる水中の栄養素（特に窒素とリン）の増加によって引き起こされる可能性があります。これらの栄養素は、水柱に生息する単細胞の植物のような生物の基本的な構成要素であり、その成長はこれらの材料の入手可能性によって部分的に制限されています。より多くの利用可能な栄養素により、単細胞水生生物（藻類やシアノバクテリアなど）は、以前の成長限界を超えて指数関数的に増殖し始めるのに必要な資源を持っています。指数関数的成長は、これらの植物プランクトンの特定のタイプの密度の急速な増加につながります。これは、アオコとして知られる現象です。[6]

陸水学者のデイヴィッド・シンドラー博士は、実験湖地域での研究により洗剤中の有害なリン酸塩の禁止につながり、藻類の異常発生と不感帯について警告しました。

「1960年代と1970年代に五大湖を荒廃させた魚を殺す花は消えていません。彼らは西に移動し、人々、産業、農業がそこにある淡水の水質にますます負担をかけている乾燥した世界に移りました。ここにあるのは……これは単なる草原の問題ではありません。藻類の開花によって引き起こされるデッドゾーンの世界的な拡大は急速に高まっています。」[7]

藻類の主なグループは、シアノバクテリア、緑藻類、渦鞭毛藻類、円石藻類、珪藻類です。窒素とリンの投入量が増えると、一般的にシアノバクテリアが開花します。他の藻類は消費されるため、シアノバクテリアほど蓄積しません。[要出典]シアノバクテリアは動物プランクトンや魚にとって良い食べ物ではないため、水中に蓄積し、死んでから分解します。それらのバイオマスの細菌分解は水中の酸素を消費し、それによって低酸素状態を作り出します。

デッドゾーンは、自然および人為的要因によって引き起こされる可能性があります。自然の原因には、沿岸湧昇、風の変化、水循環パターンなどがあります。デッドゾーンの発生または強度を決定する他の環境要因には、長い水の滞留時間、高温、および水柱を通る高レベルの太陽光の浸透が含まれます。[8]

さらに、自然の海洋現象は、水柱の一部の脱酸素を引き起こす可能性があります。たとえば、フィヨルドや黒海などの閉鎖された水域では、入り口に浅い敷居があり、水が長期間停滞します。[要出典]東部熱帯太平洋と北インド洋は、消費される酸素を置き換えるための循環が最小限である地域にあると考えられている酸素濃度を下げました。[9]これらの領域は、酸素最小ゾーン（OMZ）としても知られています。多くの場合、OMZは永続的または半永続的な領域です。[要出典]

ミシシッピ川の河口近くの堆積物層内で見つかった生物の残骸は、合成肥料が登場する前の4つの低酸素イベントを示しています。これらの堆積物層では、無酸素耐性種が最も一般的な遺跡です。堆積物の記録によって示される期間は、ミシシッピ州ヴィクスバーグの機器によって記録された高河川流量の歴史的記録に対応しています。[要出典]

進行中の気候変動によって引き起こされる海洋循環の変化は、海洋の酸素減少の他の原因を追加または拡大する可能性もあります。[10]

人為的原因には、化学肥料の使用とその後の水の流出や地下水への存在、河川や湖への直接的な下水排出、大量の動物廃棄物からの地下水への栄養素の排出が含まれます。化学肥料の使用は、世界中のデッドゾーンの主な人間関連の原因と考えられています。ただし、下水、都市の土地利用、および肥料からの流出も富栄養化の一因となる可能性があります。[11]

2017年8月の報告によると、米国の食肉産業と農業経済システムが、メキシコ湾で史上最大のデッドゾーンの主な原因となっています。[12] 土壌の流出と浸出された硝酸塩は、農地の管理と耕作の慣行、および肥料と合成肥料の使用によって悪化し、ハートランドからメキシコ湾までの水を汚染しました。この地域で栽培されている作物の大部分は、タイソンやスミスフィールドフーズなどのアグリビジネス企業の肉用動物の生産における主要な飼料成分として使用されています。[13]

米国の注目すべきデッドゾーンには、メキシコ湾北部地域[5]があり、ミシシッピ川の流出、太平洋岸北西部の沿岸地域、バージニアビーチのエリザベス川を取り囲んでいます。過去数年間に繰り返されるイベント。世界中で、バルト海、カテガット海峡、黒海、メキシコ湾、東シナ海などの主要な漁業地域である大陸海域でデッドゾーンが発生しています。[2]

タイプ

デッドゾーンはタイプ別に分類でき、発生の長さによって識別されます。[14]

  • 恒久的なデッドゾーンは、1リットルあたり2ミリグラムを超えることはめったにない深海での発生です。
  • 一時的なデッドゾーンは、数時間または数日続く短期間のデッドゾーンです。
  • 季節的な不感帯は毎年発生しており、通常は夏と秋の暖かい月に発生します。
  • 日周循環低酸素症は、夜間にのみ低酸素状態になる特定の季節的デッドゾーンです

デッドゾーンのタイプは、いくつかの方法で、水が完全な健康状態に戻るのに必要な時間によって分類できます。この時間枠は、富栄養化の強度と酸素欠乏のレベルに依存します。無酸素状態に沈み、コミュニティの多様性が極端に低下した水域は、完全な健康状態に戻るためにはるかに長い道のりを進む必要があります。軽度の低酸素症のみを経験し、コミュニティの多様性と成熟度を維持する水域は、完全な健康状態に戻るためにはるかに短い経路長を必要とします。[2]

効果

バルト海西部の海底の水中ビデオフレームは、死んだまたは死にかけているカニ、魚、アサリで覆われ、酸素の枯渇によって殺されました

富栄養化の最も顕著な影響は、植物の開花であり、時には有毒であり、生物多様性の喪失と無酸素症であり、水生生物の大規模な死につながる可能性があります。[8]

デッドゾーンに存在する低酸素状態のために、これらのエリア内の海洋生物は不足する傾向があります。ほとんどの魚や運動性生物は、酸素濃度が低下するとゾーン外に移動する傾向があり、酸素濃度が0.5 mg l -1 O 2未満の場合、底生生物は深刻な損失を被る可能性があります。[15]厳しい無酸素状態では、微生物の生活もコミュニティのアイデンティティに劇的な変化を経験する可能性があり、好気性微生物の数が減少し、そのエネルギー源が酸素[16]から硝酸塩、硫酸塩、または第二鉄。硫化水素として硫黄の還元は特に懸念されます毒性があり、ゾーン内のほとんどの生物にさらにストレスを与え、死亡リスクを悪化させます。[17]

低酸素レベルは、致命的な無酸素状態を超えている間、エリア内の生物の生存率に深刻な影響を与える可能性があります。北米のガルフコーストに沿って実施された研究では、低酸素状態が魚や底生無脊椎動物を含むさまざまな生物の繁殖率と成長率の低下につながることが示されています。その地域を離れることができる生物は、通常、酸素濃度が2 mg l -1未満に減少したときにそうします。[15]これらの酸素濃度以下では、酸素欠乏環境内で生き残り、その地域から逃げることができない生物は、次第に悪化するストレス行動を示して死ぬことがよくあります。低酸素状態に耐性のある生き残った生物は、低酸素環境内で持続するのに適した生理学的適応を示すことがよくあります。このような適応の例には、酸素摂取と使用の効率の向上、成長率または休眠の減少による必要な酸素摂取量の低下、嫌気性代謝経路の使用の増加が含まれます。[15]

底生生物群集の群集構成は、季節的デッドゾーンのような周期的な酸素枯渇イベントによって劇的に混乱し、日周鉛直移動の結果として発生します。このような低酸素状態の長期的な影響は、コミュニティの変化をもたらし、最も一般的には、大量死のイベントによる種の多様性の減少として現れます。底生生物群集の再構築は、幼生の加入のための隣接する群集の構成に依存します。[15]これにより、より短く、より日和見的な生活戦略を備えた植民者をより早く確立する方向にシフトし、歴史的な底生生物の組成を破壊する可能性があります。

デッドゾーンが漁業やその他の海洋商業活動に与える影響は、発生期間と場所によって異なります。デッドゾーンはしばしば生物多様性の減少と底生生物の崩壊を伴い、商業漁業における収量の多様性を低下させますが、富栄養化に関連するデッドゾーン形成の場合、栄養素の利用可能性の増加は選択された収量の一時的な上昇につながる可能性がありますカタクチイワシなどの遠海の個体群の間で。[15]しかしながら、研究は、周辺地域での生産の増加は、不感帯に起因する生産性の正味の減少を相殺しないと推定しています。たとえば、メキシコ湾のデッドゾーンの結果として、漁業の餌食として推定17,000トンの炭素が失われました。[2]さらに、漁業における多くのストレッサーは、低酸素状態によって悪化します。侵入種による成功の増加やカキなどのストレスを受けた種のパンデミック強度の増加などの間接的な要因は、影響を受けた地域の収益と生態学的安定性の損失につながります。[18]

他のほとんどの生命体は酸素の不足によって殺されていますが、クラゲは繁殖することができ、時にはデッドゾーンに大量に存在します。クラゲの花は大量の粘液を生成し、それを食べる生物がほとんどいないため、海洋の食物網に大きな変化をもたらします。粘液中の有機炭素はバクテリアによって代謝され、バクテリアが二酸化炭素の形で大気に戻します。これは「ゼリーカーボンシャント」と呼ばれています。[19] 人間の活動の結果としてクラゲの開花が悪化する可能性があるため、クラゲの個体数に対するデッドゾーンの影響に関する新しい研究が推進されています。主な懸念は、低酸素状態がクラゲの資源と一般的な捕食者の競争を追い払う結果として、デッドゾーンがクラゲ個体群の繁殖地として機能する可能性です。[20]クラゲの個体数の増加は、漁業の喪失、トロール網や漁船の破壊と汚染、沿岸システムの観光収入の低下など、高い商業コストをもたらす可能性があります。[20]

環境への影響に加えて、富栄養化は社会と人間の健康にも脅威をもたらします。富栄養化に関するレビューで、研究者は次のように書いています。

「富栄養化は、環境、経済（例えば、貝の生産、漁業、観光への影響）だけでなく、人間の健康にも脅威をもたらします（Von Blottnitz et al。、2006; Sutton et al。、2011）。富栄養化の影響は、主に米国とバルト海で過去20年間に発生しました（Dodds et al。、2009; Gren et al。、1997）。これらの研究は、定量化可能なさまざまな影響とコストを示しています。たとえば、数十万人の都市が数日間飲料水を奪われた場合、その一例は、2014年にエリー湖流域西部で有毒な藻類が咲き、40万人への水供給が途絶えた場合です（スミスet al。、2015）一方、すべての環境を統合し、間接効果の計算における健康と社会経済的影響は、より多くの課題をもたらします（Folke et al。、1994; Romstad、2014）。」[8]

場所

メキシコ湾のデッドゾーン

1970年代に、海洋の不感帯は、集中的な経済的使用が科学的精査を刺激した定住地で最初に注目されました。米国東海岸のチェサピーク湾、バルト海の河口であるカテガットと呼ばれるスカンジナビア海峡、およびその他の重要なバルト海漁場、黒海、およびアドリア海北部。[21]

チェサピーク湾のさまざまな種が必要とする溶存酸素レベル

他の海洋デッドゾーンは、南アメリカ、中国、日本、ニュージーランドの沿岸海域に現れています。2008年の調査では、世界中で405のデッドゾーンがカウントされました。[4] [2]

バルト海

PNASの問題の1つに掲載されたバルト海の巣研究所の研究者は、バルト海の不感帯が近年 約5,000 km2から60,000km2以上に増加したと報告しています。

デッドゾーンの増加の背後にある原因のいくつかは、肥料の使用、大規模な動物農場、化石燃料の燃焼、および都市下水処理施設からの排水に起因する可能性があります。[22]

その巨大なサイズで、バルト海は全体としてではなく、サブエリアで最もよく分析されます。2004年に発表された論文では、研究者はバルト海を9つのサブエリアに具体的に分割し、それぞれに固有の特性があります。[23]ボスニア湾、諸島地域、フィンランド湾、リガ湾、グダンスク湾、スウェーデン東海岸、中央バルト海、ベルト海地域、およびカテガットの9つのサブエリアが識別されます。[23]各サブエリアは、栄養素の追加と富栄養化に対して異なる反応を示しました。ただし、バルト海全体にはいくつかの一般的なパターンと対策があります。[23]研究者のRönnbergとBonsdorffが述べているように、

「バルト海への栄養素の負荷の増加による地域固有の影響に関係なく、供給源は地域全体で多かれ少なかれ類似しています。ただし、排出の程度と重症度は異なる場合があります。たとえば、HELCOM（1996）やRönnberg（2001）に見られるように、栄養素の投入における主な供給源は、農業、産業、地方自治体の下水道、および輸送に由来しています。大気中の沈着物の形での窒素放出も重要であり、水産養殖や林業からの漏出などの局所的な点源も重要です。」[23]

一般的に、バルト海の各地域は同様の人為的影響を経験しています。RönnbergとBonsdorffが述べているように、「富栄養化はバルト海地域の深刻な問題です」。[23]しかしながら、水再生プログラムの実施に関しては、各地域は地方レベルで取り扱われる必要があるだろう。

チェサピーク湾

ナショナルジオグラフィックが報告したように、「米国東海岸のチェサピーク湾には、1970年代にこれまでに特定された最初のデッドゾーンの1つがあります。チェサピークの高レベルの窒素は、都市化と農業の2つの要因によって引き起こされます。湾の西部は、空気中に窒素を放出する工場や都市の中心部でいっぱいです。大気中の窒素は、湾に入る窒素の約3分の1を占めています。湾の東部は、養殖の中心であり、大量の肥料。」[24]

ナショナルジオグラフィックはさらに、「1967年以来、チェサピーク湾財団は湾の水質を改善し、汚染の流出を抑えることを目的とした多くのプログラムを主導してきました。チェサピークにはまだ不感帯があり、そのサイズは季節や天候によって異なります。」[24]

バージニア州エリザベス川

エリザベス川の河口は、バージニア州ノーフォーク、バージニア州チェサピーク、バージニア州バージニアビーチ、バージニア州ポーツマスにとって重要です。窒素やリンだけでなく、造船業、軍隊、世界最大の石炭輸出施設、製油所、船積みドック、コンテナ修理施設などからの有毒な堆積物によって汚染されているため、魚は「1920年代から立ち入り禁止」でした。 。1993年に、マミチョグをマスコットとして採用し、それを浄化するためのグループが結成され、数千トンの汚染された堆積物が除去されました。2006年に、マネーポイントと呼ばれる35エーカーの生物学的不感帯が浚渫され、これにより魚が戻って湿地が回復しました。[25]

エリー湖

季節的なデッドゾーンは、ポイントペリーの東からロングポイントまでエリー湖の中央部に存在し、カナダと米国の海岸に広がっています。7月から10月の間に、デッドゾーンは10,000平方キロメートルのサイズに成長する能力があります。[26]エリー湖は、藻類の成長を早める農業流出のために過剰なリンを持っており、それが低酸素状態の一因となっています。[27]湖のリンの過剰は、都市や農業の流出などの非点源汚染、および点源汚染に関連しています。これには、下水および廃水処理プラントが含まれます。[28]このゾーンは、湖で富栄養化がピークに達する中、1960年代に最初に注目されました。[29]国民の関心が高まった後、カナダと米国は、デッドゾーンの成長を逆転させる手段として、1970年代に湖への流出汚染を減らすための取り組みを開始した。[29] 2018年の科学者たちは、この地域での不感帯の出現を回避するために、リンの流出をさらに40％減少させる必要があると述べました。[30]商業および遊漁産業は、低酸素ゾーンの影響を大きく受けています。[26] 2021年に、低酸素化された水は死んだシープスヘッドのイベントを引き起こしました魚の淡水ニベ種。[31]湖からの水は、人間の飲用にも使用されます。[32]湖からの水は、夏の終わりに不感帯が活動しているときに、広範囲の臭気と変色を獲得すると言われています。[33]

ロウアーセントローレンス河口

デッドゾーンは、サグネー川の東からベイコモーの東までのセントローレンス川下流域に存在し、 275メートル（902フィート）を超える深さで最大であり、1930年代から注目されています。[34]カナダの科学者にとっての主な関心事は、その地域で見つかった魚への影響です。

オレゴン

オレゴン州とワシントン州の海岸をカバーする低酸素ゾーンがあり[35]、2006年に1,158平方マイル以上の面積でピークサイズに達しました。[36] 4月から9月にかけての強い地表風は頻繁な湧昇を引き起こし、その結果、藻類の異常発生が増加し、低酸素症が季節的に発生します。[37]湧昇は、ゾーン内の気温の低下に貢献しています。[38]不感帯は、カニや魚の移動などの海の生物と商業漁業の干渉をもたらしました。[35]移動できない生物は窒息し、漁師が使用できなくなることがわかっている。[39]2009年、ある科学者は、低酸素ゾーンの海底に沿った「数千、数千」の窒息したカニ、ワーム、ヒトデについて説明しました。[40] 2021年に、190万ドルが監視に投入され、デッドゾーンが発生する地域の低酸素状態の調査が続けられた。[39]

メキシコ湾の「デッドゾーン」

メキシコ湾のルイジアナ沖でほとんどの夏に発生する一時的な低酸素底水の領域[41]は、米国で最大の再発性低酸素ゾーンです。[42]これは、夏の温暖化、地域の循環、風の混合、および大量の淡水排出のために、その年の夏の間のみ発生します。[43]米国本土の41％の流域であるミシシッピ川は、窒素やリンなどの高栄養分の流出物 をメキシコ湾に投棄している。NOAAによって作成された2009年のファクトシートによると、「低酸素症を引き起こす栄養負荷の70％は、この広大な流域の結果です」。[44]これには、米国のアグリビジネスの中心である中西部が含まれます。状態は短時間で季節的ですが、ポリシーに最大の影響を与えるために永続的なものとしてマップに示されています。都市部からの処理された下水の排出（2009年の人口は1200万人）と農業の流出が組み合わさって、c。メキシコ湾には毎年170万トンのリンと窒素が流入しています。[44]窒素は確かに作物の収穫量を増やすために必要ですが、植物はそれを吸収するのに非効率的であり、多くの場合、植物が実際に必要とするよりも多くの肥料が使用されます。したがって、適用された窒素の一部だけが作物に含まれることになります。また、一部の地域では、その数は20％未満です。[45]アイオワはミシシッピ川流域の5％未満しか占めていませんが 、アイオワの地表水からの平均年間硝酸塩排出量は約204,000〜222,000メートルトンであり、ミシシッピ川が湾に供給するすべての硝酸塩の25％です。メキシコの。[46]ラクーン川流域からの輸出は、米国で最も高く、年間収量は26.1 kg / ha /年であり、メキシコ湾の低酸素レポートで評価された42のミシシッピ川流域の中で硝酸塩の最大損失としてランク付けされています。[47] [48] 2012年、アイオワはアイオワ栄養素削減戦略を導入しました。これは、「アイオワ水域とメキシコ湾への栄養素を評価および削減するための科学技術ベースのフレームワークです。これは、栄養素削減の取り組みを指示するように設計されています。科学的、合理的、費用効果の高い方法で、点源と非点源の両方からの地表水に含まれています。」[49] 戦略は進化を続けており、自主的な方法を使用して、栄養素保持の実践のアウトリーチ、調査、および実施を通じてアイオワの負の貢献を減らしています。ミネソタ州は、ミシシッピ川流域への農業の流出を減らすために、2015年にMN法令103F.48を可決しました。これは、ミネソタ州全体の農地と公共水路の間に強制的な河岸緩衝を実施するように設計された「緩衝法」としても知られています。ミネソタ州水土資源委員会（BWSR）は、「緩衝法」の遵守が99％に達したと述べた2019年1月の報告書を発行しました。

サイズ

メキシコ湾で毎年夏に数週間発生する低酸素底水の面積は、1985年から2017年までのほとんどの年にマッピングされています。サイズは、22,730平方キロメートル（8,776平方マイル）を超える2017年の記録的な高さから毎年変化します。 ）1988年には39平方キロメートル（15平方マイル）の記録的な低さまで。[50] [41] [51] 2015年のデッドゾーンは16,760平方キロメートル（6,474平方マイル）でした。[52] ルイジアナ州ココドリーにあるルイジアナ大学海洋コンソーシアムのナンシー・ラバレは、デッドゾーンまたは低酸素ゾーンを予測した2012年には、コネチカットよりも広い17,353平方キロメートル（6,700平方マイル）の面積をカバーします。しかし、測定が完了したとき、2012年の低酸素底水の面積は合計7,480平方キロメートルにすぎませんでした。ミシシッピ川からの窒素フラックスを使用して「デッドゾーン」エリアを予測するモデルは、2006年から2014年にかけて体系的に高いと批判されており、2007年、2008年、2009年、2011年、2013年には実現されなかった記録的なエリアを予測しました。[53]

1988年の夏の終わりに、大干ばつによりミシシッピ川の流れが1933年以来の最低レベルに落ち込んだため、デッドゾーンは消滅しました。サイズは、前年より約5,000 km（3,107マイル）大きくなっています。」[54]

経済効果

一部の人々は、デッドゾーンがメキシコ湾の儲かる商業およびレクリエーション漁業を脅かしていると主張しています。「2009年の湾岸の商業漁業の波止場の価値は6億2900万ドルでした。300万人近くの遊漁者がさらに約100億ドルを湾岸経済に貢献し、2200万回の釣り旅行をしました。」[55]科学者たちは、栄養素の負荷が水産業に悪影響を与えるという普遍的な合意には至っていません。グライムスは、栄養素の負荷がメキシコ湾の漁業を強化すると主張しています。[56]コートニー等。メキシコ湾の北部と西部での真鯛の増加に栄養素の負荷が寄与している可能性があると仮定します。[57]

2017年、チューレーン大学は、より少ない肥料で作物を栽培するための100万ドルのチャレンジ助成金を提供しました。[58]

歴史

エビのトロール船は、1950年にメキシコ湾で「デッドゾーン」を最初に報告しましたが、科学者が調査を開始したのは、低酸素ゾーンのサイズが大きくなった1970年まででした。[59]

1950年以降、農業と都市開発のための森林と湿地の転換が加速しました。「ミズーリ川流域では、数十万エーカーの森林と湿地（6600万エーカー）が農業活動に取って代わられました[。..]ミズーリ川下流域では、谷の森林の3分の1が1950年から1976年の間に農業に転換されました。」[59]

2007年7月、ブラゾス川が湾に流れ込むテキサス沖でデッドゾーンが発見されました。[60]

2007年エネルギー独立安全保障法

2007年のエネルギー独立安全保障法は、2022年までに360億米ガロン（140,000,000 m 3）の再生可能燃料を生産することを求めています。これには150億米ガロン（57,000,000 m 3）のトウモロコシベースのエタノールが含まれます。トウモロコシ生産の同様の増加が必要になります。[61]残念ながら、この計画は新たな問題を引き起こします。トウモロコシ生産の需要の増加は、窒素流出の比例した増加をもたらします。地球の大気の78％を占める窒素は不活性ガスですが、より反応性の高い形態をしており、そのうちの2つ（硝酸塩とアンモニア）が肥料の製造に使用されています。[62]

イリノイ大学アーバナシャンペーン校の作物生理学の教授であるFredBelowによると、トウモロコシは他の作物よりも単位面積あたりの穀物が多く、他の作物とは異なり、完全に依存しているため、より多くの窒素ベースの肥料を必要とします。土壌中の利用可能な窒素。2008年3月18日に全米科学アカデミーの議事録で報告された結果は、150億米ガロン（57,000,000 m 3）の目標を達成するためにトウモロコシ生産を拡大すると、デッドゾーンの窒素負荷が10〜18増加することを示しました。 ％。これにより、窒素レベルがミシシッピ川流域/メキシコ湾水栄養タスクフォース（ミシシッピ川流域保全プログラム）が推奨するレベルの2倍に引き上げられます。）、1997年以来、デッドゾーンを監視している連邦、州、および部族の機関の連合。タスクフォースは、デッドゾーンを縮小する場合、窒素流出を30％削減する必要があると述べています。[61]

逆転

底生生物群集の回復は、主に低酸素ゾーン内の低酸素状態の長さと重症度に依存しています。それほど深刻ではない状態と一時的な酸素の枯渇により、隣接する地域からの底生幼生による再定着により、その地域の底生生物群集の迅速な回復が可能になり、より長い低酸素状態とより深刻な酸素枯渇がより長い再定着期間につながります。[2]回復はその地域内の成層レベルにも依存するため、より暖かい水域の重度に成層した地域は、富栄養化による低酸素症の影響を受けやすいことに加えて、無酸素または低酸素状態から回復する可能性が低くなります。[2]成層海洋環境における回復能力と低酸素に対する感受性の違いは、海洋温暖化が続くにつれて、将来のデッドゾーンの回復努力を複雑にすることが予想されます。

周囲のコミュニティが豊富な小規模の低酸素システムは、富栄養化の停止につながる栄養素の流入後に回復する可能性が最も高いです。ただし、損傷の程度とゾーンの特性によっては、大規模な低酸素状態も10年後に回復する可能性があります。たとえば、以前は世界最大だった黒海の不感帯は、ソビエト連邦の崩壊と東および中央ヨーロッパの中央計画経済の崩壊に続いて肥料が高額になりすぎた後、1991年から2001年の間にほとんど姿を消しました。漁業は再びこの地域の主要な経済活動になりました。[63]

黒海の「浄化」はほとんど意図的ではなく、制御が難しい肥料の使用量の減少を伴いましたが、国連は大量の産業排出量を削減することによって他の浄化を提唱しました。[63] 1985年から2000年にかけて、ライン川の国々による政策努力が下水と水中への窒素の産業排出を削減したとき、北海の不感帯は窒素を37％削減した。その他のクリーンアップは、ハドソン川[64]とサンフランシスコ湾に沿って行われました。[4]

逆転の他の方法はここで見つけることができます。

も参照してください

メモ

  1. ^ 水生デッドゾーン NASA地球観測所。2010年7月17日改訂。2010年1月17日取得。
  2. ^ a b c d e f g h Diaz、RJ; Rosenberg、R。（2008-08-15）。「デッドゾーンの拡大と海洋生態系への影響」。科学。321（5891）：926–929。Bibcode：2008Sci ... 321..926D。土井：10.1126 /science.11​​56401。ISSN0036-8075 。_ PMID18703733 。_ S2CID32818786 。_
  3. ^ 「NOAA：メキシコ湾の「デッドゾーン」予測は不確実性を特徴とします」。米国海洋大気庁（NOAA）。2012年6月21日。2012年6月23日取得。
  4. ^ a b c Perlman、David（2008年8月15日）。「海洋の不感帯の成長に警戒している科学者」。SFGate。
  5. ^ a b 「ひどい悲惨な状況：栄養素汚染はミシシッピ川全体で深刻化する問題です」。エコノミスト。2012-06-23 。2012年6月23日取得。
  6. ^ ゴフ、レイチェル; ホリマン、ピーターJ。; Cooke、Gavan M。; フリーマン、クリストファー（2015-09-01）。「アオコ中の藻類生成有機物の特性とトリハロメタン形成への影響​​」。水質と生態学の持続可能性。6：11–19。土井：10.1016 /j.swaqe.2014.12.008。ISSN2212-6139。_ 
  7. ^ デビッド・W・シンドラー; ジョンR.ヴァレンタイン（2008）。藻類ボウル：世界の淡水域と河口域の過剰施肥。アルバータ州エドモントン：アルバータ大学出版。ISBN  978-0888644848。
  8. ^ a b c Le Moal、Morgane、Gascuel-Odoux、Chantal、Ménesguen、Alain、Souchon、Yves、Étrillard、Levain、Alix、…Pinay、Gilles（2019）。富栄養化：古いボトルに入った新しいワイン？エルゼビア、サイエンスオブザトータルエンバイロメント651：1-11 。
  9. ^ Pickard、GLおよびEmery、WJ1982。説明物理海洋学：はじめに。ペルガモンプレス、オックスフォード、47ページ。
  10. ^ モーラ、C。; etal。（2013）。「21世紀にわたる海洋生物地球化学の予測される変化に対する生物的および人間的脆弱性」。PLOS生物学。11（10）：e1001682。土井：10.1371 /journal.pbio.1001682。PMC3797030。_ PMID24143135。_  
  11. ^ トウモロコシブームは湾岸NBCNews.msn.com
  12. ^ ミルマン、オリバー（2017-08-01）。「食肉産業は、メキシコ湾で史上最大の「デッドゾーン」を非難した」。ガーディアン。ISSN0261-3077 。_ 2017年8月4日取得。 
  13. ^ von Reusner、Lucia（2017年8月1日）。「ミステリーミートII：アメリカのハートランドの静かな破壊の背後にある産業」（PDF）。マイティアース。2017年8月4日取得。
  14. ^ Helmenstine、Anne Marie（2018年5月10日）。「海のデッドゾーンについて知っておくべきこと」。ThoughtCo。
  15. ^ a b c d e Rabalais、ナンシーN。; ターナー、R。ユージーン; ワイズマン、ウィリアムJ.（2002）。「メキシコ湾低酸素症、別名「デッドゾーン」"。生態学と分類学の年次レビュー。33（1）：235–263。doi ： 10.1146 / annurev.ecolsys.33.010802.150513。ISSN0066-4162 。
  16. ^ Schmidt-Rohr、K。（2020）。「酸素は複雑な多細胞生命に電力を供給する高エネルギー分子です：伝統的な生物エネルギー学への基本的な修正」。ACSオメガ 5：2221-2233。http://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b03352。
  17. ^ ディアス、ロバート; ローゼンバーグ、ラトガー（1995-01-01）。「海洋底生低酸素症：その生態学的影響と底生大型動物相の行動反応のレビュー」。海洋学と海洋生物学：年次レビュー。33：245–303。
  18. ^ アンダーソン、RS; Brubacher、LL; Calvo、L。Ragone; マサチューセッツ州アンガー; Burreson、EM（1998）。「カキ、Crassostrea virginica（Gmelin）のPerkinsusmarinus感染の進行と宿主防御機構に対するトリブチルスズと低酸素の影響」。魚病ジャーナル。21（5）：371–380。土井：10.1046 /j.1365-2761.1998.00128.x。ISSN0140-7775。_ 
  19. ^ Yong、Ed（2011年6月6日）。「クラゲはバクテリアに粘液と排泄物を与えることによって海洋食物網をシフトさせます」。雑誌を発見する。2018年10月4日取得。
  20. ^ a b リチャードソン、アンソニーJ。; バクン、アンドリュー; ヘイズ、グレアムC。; ギボンズ、マークJ.（2009-06-01）。「クラゲのジョイライド：よりゼラチン状の未来への原因、結果、および管理の対応」。エコロジー＆エボリューションのトレンド。24（6）：312–322。土井：10.1016 /j.tree.2009.01.010。ISSN0169-5347。_ PMID19324452。_  
  21. ^ Karleskint; ターナー; 小（2013）。海洋生物学入門（4版）。ブルックス/コール。p。4. ISBN 978-1133364467。
  22. ^ 「デッドゾーンは前世紀に10倍以上増加しました-BalticNestInstitute」。www.balticnest.org。2014-04-01 。2018年6月4日取得。
  23. ^ a b c d e Ronnberg、C。、およびBonsdorff、E。（2004年2月）。バルト海の富栄養化：地域固有の生態学的影響[記事; プロシーディングスペーパー]。Hydrobiologia、514（1-3）、227-241。https://doi.org/10.1023/B:HYDR.0000019238.84989.7f
  24. ^ a b "デッドゾーン"。2011-01-21。
  25. ^ ロナ、コベル（2011年7月1日）。「エリザベス川は深さから上昇します」。ベイジャーナル。
  26. ^ a b Almeida、Zoe（2015）。「エリー湖のデッドゾーン」（PDF）。オールドウーマンクリーク国立河口研究保護区。2021-07-15のオリジナルからアーカイブ（PDF） 。
  27. ^ 「栄養素の放出はエリー湖の毎年の「デッドゾーン」を悪化させる|大学の記録」。record.umich.edu 。2021-10-04を取得。
  28. ^ オハイオ環境保護庁（2010年4月）。「オハイオ湖エリーリン最終報告書」（PDF）。2010年12月27日のオリジナルからアーカイブ（PDF）。
  29. ^ a b コンロイ、ジョセフD。; ボーグマン、レオン; 張、紅燕; エドワーズ、ウィリアムJ。; カルバー、デビッドA.（2011-05-01）。「」エリー湖の「デッドゾーン」ダイナミクス：計算された貧酸素水塊枯渇率に対する気象とサンプリング強度の重要性」 .AquaticSciences。73 （2）：289–304。doi：10.1007 / s00027-010-0176-1。ISSN1420 -9055。S2CID24193869。_ _ _  
  30. ^ マッカーティ、ジェームズF。; ディーラー、プレーン（2018-07-25）。「エリー湖のデッドゾーンはクリーブランドの飲料水を脅かしています」。クリーブランド。2021-10-04を取得。
  31. ^ 「エリー湖沿いのすべての死んだ魚の背後には何がありますか？」。wkyc.com。2021年9月4日。2021-10-04を取得。
  32. ^ 「エリー湖」。クリーブランド水道局。2013-05-30 。2021-10-04を取得。
  33. ^ ブリスコ、トニー。「クリーブランドの住民は、理由がわからなくても、水が茶色になることに慣れています。答えはエリー湖の底にあります」。chicagotribune.com 。2021-10-04を取得。
  34. ^ 「「デッドゾーン」はセントローレンス川に広がるのだろうか？」。2013年6月26日にオリジナルからアーカイブされました。
  35. ^ a b 「デッドゾーンは、予想よりも長くオレゴン海岸沖の海にとどまっています」。kgw.com。2021年9月10日。2021-10-04を取得。
  36. ^ 「デッドゾーン-特別レポート| NSF-国立科学財団」。www.nsf.gov 。2021-10-04を取得。
  37. ^ 「オレゴン州ワシントン沖の低酸素水域は、大きな「デッドゾーン」になるリスクがあります-NOAAリサーチへようこそ」。research.noaa.gov 。2021-10-04を取得。
  38. ^ 「オレゴンデッドゾーンの通常より涼しい太平洋」。earthobservatory.nasa.gov。2006-09-01 。2021-10-04を取得。
  39. ^ a b "北西海岸沖の低酸素レベルは、海洋の「デッドゾーン」の恐れを引き起こします" 。opb。2021-10-04を取得。_
  40. ^ "オレゴン海岸沖で死の波を引き起こす「デッドゾーン」。OSUでの生活。2009-10-30。2021-10-04を取得。
  41. ^ a b 「NOAA：メキシコ湾の「デッドゾーン」予測の特徴の不確実性」。米国地質調査所（USGS）。2012年6月21日。2016年4月11日のオリジナルからアーカイブ。2012年6月23日取得。
  42. ^ 「低酸素症とは何ですか？」。ルイジアナ大学海洋コンソーシアム（LUMCON）。2013年6月12日にオリジナルからアーカイブされました。2013年5月18日取得。
  43. ^ ラバレ、ナンシー（2002年8月14日）。「メキシコ湾低酸素症、別名「デッドゾーン」。生態学と分類学の年次レビュー。33（1）：235–263。doi：10.1146 /annurev.ecolsys.33.010802.150513 。
  44. ^ a b 「デッドゾーン：メキシコ湾の低酸素症」（PDF）。NOAA。2009 。2012年6月23日取得。
  45. ^ Dybas、Cheryl Lyn（2005年7月）。「世界の海に広がるデッドゾーン」。バイオサイエンス。55（7）：552–557。土井：10.1641 / 0006-3568（2005）055 [0552：DZSIWO] 2.0.CO; 2。
  46. ^ シリング、キースE。; てんびん座、ロバートD.（2000）。「小川の硝酸塩濃度とアイオワの列作物の土地利用との関係」。環境品質ジャーナル。29（6）：1846。doi：10.2134 /jeq2000.00472425002900060016x。
  47. ^ グールズビー、ドナルドA。; Battaglin、William A。; オーレンバッハ、ブレントT。; フーパー、リチャードP.（2001）。「メキシコ湾への窒素投入」。環境品質ジャーナル。30（2）：329–36。土井：10.2134 /jeq2001.302329x。PMID11285892。_ 
  48. ^ 「デモイン市、アイオワ州、原告対サクラメント郡監督委員会他の水道局評議員会」（PDF）。アイオワ州北部地区の米国地方裁判所、西部地区。2015年3月16日。2016年8月5日のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2017年3月9日取得。 パブリックドメイン この記事には、パブリックドメインにあるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  49. ^ 「アイオワ栄養素削減戦略|アイオワ栄養素削減戦略」。www.nutrientstrategy.iastate.edu 。2018年10月16日取得。
  50. ^ 「NOAA：メキシコ湾の「デッドゾーン」はこれまでに測定された中で最大です」。米国海洋大気庁（NOAA）。2017年8月3日。2017年8月2日のオリジナルからアーカイブ。2017年8月3日取得。
  51. ^ Lochhead、Carolyn（2010-07-06）。「エタノール生産に関連する湾のデッドゾーン」。サンフランシスコクロニクル。2010年7月28日取得。
  52. ^ 2015年メキシコ湾低酸素ゾーンサイズ、ミシシッピ川/メキシコ湾低酸素タスクフォース、EPA、nd
  53. ^ コートニー、マイケルW。; コートニー、ジョシュアM.（2013）。「デッドゾーンエリアの予測が再び間違っている-メキシコ湾が栄養素の負荷に抵抗する」。arXiv：1307.8064 [ q-bio.QM ]。
  54. ^ リサM.フェアチャイルド（2005）。ミシシッピ川の放流に関連するデッドゾーンに関する意思決定プロセスに対する利害関係者グループの影響（理学修士）。サウスフロリダ大学（USF）。p。14。
  55. ^ 「メキシコ湾の「デッドゾーン」予測の特徴の不確実性」（プレスリリース）。NOAA。2012年6月21日。2019年9月25日取得。
  56. ^ グライムス、チャーチルB.（2001年8月）。「水産業とミシシッピ川の放流」。水産。26（8）：17–26。土井：10.1577 / 1548-8446（2001）026 <0017：FPATMR> 2.0.CO; 2。
  57. ^ コートニー、ジョシュアM。; コートニー、エイミーC。; コートニー、マイケルW.（2013年6月21日）。「栄養素の負荷はメキシコ湾の真鯛の生産を増加させる」。ライフサイエンスにおける仮説。3（1）：7–14–14。arXiv：1306.5114。Bibcode：2013arXiv1306.5114C。
  58. ^ 「Adapt-Nはデッドゾーンを減らすためのTulane窒素削減チャレンジに勝つ：次は何ですか？」。2017年12月19日。
  59. ^ a b Jennie Biewald; アニーロセッティ; ジョセフスティーブンス; ウェイチェイウォン。メキシコ湾の低酸素ゾーン（レポート）。
  60. ^ コックス、トニー（2007-07-23）。「排他的」。ブルームバーグ。2010年6月9日にオリジナルからアーカイブされました。2010年8月3日取得。
  61. ^ a b ポテラ、キャロル（2008）。「燃料：トウモロコシエタノールの目標はデッドゾーンの懸念を復活させる」。環境衛生の展望。116（6）：A242–A243。土井：10.1289 /ehp.116-a242。PMC2430248。_ PMID18560496。_  
  62. ^ 「デッドウォーター」。エコノミスト。2008年5月。
  63. ^ a b Mee、ローレンス（2006年11月）。「デッドゾーンの復活」。サイエンティフィックアメリカン。
  64. ^ 'デッドゾーン'ジョンニールセンによる世界の海での増殖。2008年8月15日、モーニングエディション、NPR。

参考文献

さらに読む

外部リンク

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dead_zone_(ecology)&oldid=1073479058"
0.063889980316162