デッドゾーン（エコロジー）

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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 ゾーンを示します。
海洋デッド ゾーン (海洋生物が生き残れないほど深海の溶存酸素が少ない領域) のサイズと数は、過去半世紀で爆発的に増加しました。– NASA 地球観測所(2008) [1]

デッド ゾーンは、世界中の海や大きな湖にある低酸素(低酸素) 地域です。低酸素症は、溶存酸素 (DO) 濃度が 2 mg 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、水中の動植物は、酸素レベルの高い水域に到達するために行動を変え始めます。DOが水域で0.5 ml O 2 /リットル未満に低下すると、大量死が発生します。DO 濃度が非常に低いため、これらの水域は、そこに住む水生生物をサポートできません。[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、海洋学者は、デッド ゾーンの増加と拡大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 人が住んでいる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欠乏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、窒素やリンなどの元素が増加するにつれて酸素レベルが減少します。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、窒素の増加によって死滅します。次に、分解者は藻類を分解するために残りの酸素をすべて使用するため、酸素が残っておらず、酸素が生成されません。(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 Year Book 2003 ) を発行したとき、世界の海には、酸素レベルが低下したために海洋生物が生息できない146 のデッド ゾーンがあると報告されました。これらの一部は 1 平方キロメートル (0.4 mi 2 ) ほどの小ささでしたが、最大のデッド ゾーンは 70,000 平方キロメートル (27,000 mi 2 ) をカバーしていました。2008 年の調査では、世界中で 405 のデッド ゾーンが数えられました。[4] [2]

原因

カリフォルニア州サンディエゴのラ ホーヤ沖のこの海域のように、デッド ゾーンは藻類の開花期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、生態系デッド ゾーンの成長と減少に大きな影響を与えます。春になると降水量が増えるため、ミシシッピ川の河口には栄養豊富な水が流れ込みます。[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。秋になると熱帯性暴風雨がメキシコ湾に入り始め、デッド ゾーンが崩壊し、春になるとこのサイクルが再び繰り返されます。

水生および海洋のデッド ゾーンは、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物質の利用可能性によって部分的に制限されます. 利用可能な栄養素が増えると、単細胞の水生生物 (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リソースを持ちます。指数関数的な成長は、藻類ブルームとして知られる現象である、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。[6]

実験湖水域での研究が洗剤中の有害なリン酸塩の禁止につながったリムノロジストのデビッド・シンドラー博士は、藻類のブルームとデッドゾーン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。それらは西に移動し、乾燥した世界に移動しました。そこでは、人々、産業、農業が、そこにあるわずかな淡水の質にますます負担をかけています。 ....これはプレーリーだけの問題ではありません.藻類ブルーム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増加しています. [7]

藻類の主なグループは、藍藻類、緑藻類、渦鞭毛藻類、コッコリソフォア類、珪藻類です。窒素とリンの投入量が増えると、一般にシアノ 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、死に、そして分解する. バイオマスのバクテリア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、自然要因と人為的要因によって発生する可能性があります。自然の原因には、沿岸の湧昇、風の変化、水の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その他の環境要因には、長い水の滞留時間、高温、水柱を通る高レベルの太陽光の浸透などがあります。[8]

さらに、自然の海洋現象は、水柱の一部の脱酸素化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には、入り口に浅い敷居があり[9]、そこに水が長時間閉じ込められます。[要出典]熱帯太平洋東部とインド洋北部では酸素濃度が低下しており、消費された酸素を置き換える循環が最小限に抑えられている地域にあると考えられています。[10]これらの地域は、酸素極小地帯(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。[引用が必要]

ミシシッピ川の河口近くの堆積層内に見られる生物の残骸は、合成肥料が出現する前に 4 回の低酸素イベントが発生したことを示しています。これらの堆積層では、無酸素耐性種が最も多く見られます。堆積物の記録によって示される期間は、ミシシッピ州ビックスバーグで計測器によって記録された高流量の歴史的記録に対応しています。[引用が必要]

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. [11]

人為的原因には、化学肥料の使用とそれに続く水の流出や地下水への存在、川や湖への直接的な下水の排出、蓄積された大量の動物の排泄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 ゾーンの主な人為的原因と考えられています。ただし、下水、都市の土地利用、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。[12]

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 ゾーンの主な原因であることが示唆されました。[13] 土壌流出と浸出硝酸塩は、農地管理と耕作慣行、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た作物の大部分は、 TysonやSmithfield Foodsなどのアグリビジネス企業の食肉生産における主要な飼料成分として使用されています。[14]

米国の注目すべきデッド ゾーンには、ミシシッピ川の河口を取り囲むメキシコ湾北部地域[5] 、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が含まれます。ここ数年繰り返される出来事。バルト海、カテガット海域、黒海、メキシコ湾、東シナ海など、世界の主要な漁業地域である大陸海域にデッドゾーンが発生しています。[2]

タイプ

デッド ゾーンはタイプによって分類でき、発生する長さによって識別されます: [15]

  • 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発生します。
  • 一時的なデッド ゾーンは、数時間または数日続く短命のデッド ゾーンです。
  • 季節的なデッド ゾーンは毎年発生しており、通常は夏と秋の暖かい時期に発生します。
  • ディール サイクリング低酸素症は、特定の季節的なデッド ゾーンであり、夜間にのみ低酸素状態になります

デッド ゾーンの種類は、水が完全な状態に戻るまでの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枯渇のレベルによって異なります。無酸素状態に陥り、コミュニティの多様性が極端に減少した水域が完全な健康状態に戻るには、はるかに長い道のりをたどる必要があります。軽度の低酸素状態だけを経験し、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、酸素の枯渇によって死亡または瀕死のカニ、魚、アサリで覆われています

富栄養化の最も顕著な影響は、水生生物の大量死につながる可能性のある植物の開花、時には有毒であり、生物多様性の喪失と無酸素症です。[8]

デッド ゾーンに存在する低酸素状態のため、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。ほとんどの魚類および運動生物は、酸素濃度が低下するにつれてゾーンの外に移動する傾向があり、酸素濃度が 0.5 mg l -1 O 2を下回ると、底生個体群は深刻な損失を被る可能性があります。[16]深刻な無酸素状態では、微生物の生命も群集のアイデンティティーに劇的な変化を経験する可能性があり、その結果、好気性微生物の数が減少し、硝酸塩、硫酸塩、鉄還元などの酸化のエネルギー源に切り替わるため、嫌気性生物の存在量が増加します。硫黄の削減は、硫化水素として特に重要です有毒であり、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、致死的な無酸素状態を超えている間、地域内の生物の生存能力に深刻な影響を与える可能性があります。北米の湾岸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。通常、酸素濃度が 2 mg l -1未満に低下すると、生物はその領域を離れることができます。[16]これらの酸素濃度以下では、酸素欠乏環境の中で生き残り、その地域から逃げることができない生物は、しばしばストレス行動が次第に悪化し、死んでしまいます。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、酸素の摂取と使用の効率の向上、成長率の低下または休眠による必要な酸素摂取量の低下、および嫌気性代謝経路の使用の増加が含まれます。[16]

底生生物群集の群集構成は、季節的デッド ゾーンやディール サイクルの結果として発生する周期的な酸素欠乏イベントによって劇的に混乱します。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、大量死亡イベントによる種の多様性の減少として現れます。底生生物群集の再確立は、幼虫の募集のための隣接する群集の構成に依存します。[16]この結果、より短期間でより日和見的な生活戦略を持つ入植者の確立が速くなり、歴史的な底生生物の組成が破壊され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及ぼす影響は、発生の長さ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個体群の崩壊を伴い、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アンチョビなどの遠洋個体群の間で。[16]しかし、研究によると、周辺地域での生産量の増加は、デッド ゾーンに起因する生産性の純減を相殺しないと推定されています。たとえば、メキシコ湾のデッド ゾーンの結果として、漁業の獲物の形で推定 17,000 トンの炭素が失われました。[2]さらに、漁業におけるストレス要因の多くは、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、影響を受ける地域の収益と生態系の安定の両方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欠乏によって殺されますが、クラゲは繁栄することができ、時には膨大な数がデッド ゾーンに存在します。クラゲの開花は大量の粘液を生成し、それを餌とする生物がほとんどいないため、海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、「ゼリーカーボンシャント」と呼ばれる二酸化炭素の形で大気中に戻されます. [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、低酸素状態が資源とクラゲの一般的な捕食者との競争を遠ざける結果として、デッドゾーンがゼリー個体群の繁殖地として機能する可能性があることです。[20]クラゲの個体数の増加は、漁業の損失、トロール網や漁船の破壊と汚染、および沿岸システムの観光収入の減少を伴う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（貝類の生産、漁業、観光への影響など）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 年間に発生してきました (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. 1 つの例は、2014 年に西エリー湖流域で発生した有毒な藻類の異常発生で、400,000 人への水の供給が途絶えました (Smith et al., 2015) 一方、すべての環境を統合すると、間接効果の計算における健康と社会経済への影響は、より大きな課題となります (Folke et al., 1994; Romstad, 2014)。[8]

場所

1970 年代に、集中的な経済的利用が科学的精査を刺激した定住地域で海洋デッド ゾーンが最初に指摘されました。米国東海岸のチェサピーク湾、スカンジナビアのカテガットと呼ばれる海峡、バルト海の河口、その他の重要なバルト海です。漁場、黒海、北アドリア海。[21]

南アメリカ、中国、日本、ニュージーランドの沿岸海域には、他の海洋デッド ゾーンが出現しています。2008 年の調査では、世界中で 405 のデッド ゾーンが数えられました。[4] [2]

バルト海

PNASの問題の1つに掲載されたBaltic Nest Instituteの研究者は、近年 、バルト海のデッドゾーンが約5,000 km 2から60,000 km 2以上に拡大したと報告しています。

不感帯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、および都市の廃水処理プラントからの排水に起因する可能性があります. [22]

バルト海はその巨大なサイズのため、全体としてではなく、サブエリアで分析するのが最適です。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、それぞれが固有の特徴を持っています。[23] 9 つのサブエリアは次のように識別されます: ボスニア湾、群島地域、フィンランド湾、リガ湾、グダニスク湾、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。[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ています。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、放電の程度と重症度は異なる場合があります。HELCOM (1996) や Rönnberg (2001) などに見られるように、栄養素の主な供給源は、農業、産業、都市下水、および輸送に由来します。水産養殖や林業からの漏出などの局所的な点源と同様に、大気中の沈着の形での窒素排出も重要です。」[23]

一般に、バルト海の各地域は同様の人為的影響を受けています。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、水再生プログラムの実施に関しては、各地域を地方レベルで処理する必要がある可能性が高い.

チェサピーク湾

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

ナショナル ジオグラフィックが報じたように、「米国東海岸のチェサピーク湾には、1970 年代に最初に確認されたデッド 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、都市化と農業という 2 つの要因によって引き起こされています。湾の西部には窒素を大気中に放出する工場や都市の中心部がたくさんあります. 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. 湾の東部は養鶏業の中心地です.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、汚染物質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デッド ゾーンがあり、そのサイズは季節や天候によって異なります」と述べています。[24]

バージニア州エリザベスリバー

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。窒素とリンだけでなく、造船業、軍隊、世界最大の石炭輸出施設、製油所、荷積みドック、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、マミチョグをマスコットとして採用し、それを浄化する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、Money Point と呼ばれる 35 エーカーの生物学的デッド ゾーンが浚渫され、魚が戻ってきて湿地が回復しました。[25]

エリー湖

エリー湖の中央部、ペレー岬の東からロング ポイントまでの季節的な不感地帯が存在し、カナダと米国の海岸まで伸びています。7 月から 10 月にかけて、デッド ゾーンは 10,000 平方キロメートルのサイズにまで拡大します。[26]エリー湖には、低酸素状態の一因となる藻類の成長を早める農業流出による過剰なリンがあります。[27]湖の過剰なリンは、点源汚染だけでなく、都市や農業の流出などの非点源汚染にも関連しています。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した 1960 年代に初めて注目されました。[29]世間の関心が高まった後、カナダと米国は、1970 年代に湖への流出汚染を減らす努力を開始し、デッド ゾーンの拡大を逆転させました。[29]科学者は 2018 年に、この地域にデッド ゾーンが発生するのを避けるために、リンの流出をさらに 40% 減らす必要があると述べました。[30]商業漁業およびレクリエーション漁業は、低酸素ゾーンの影響を大きく受けています。[26] 2021 年、酸素濃度の低い水域で大量殺戮が発生しました。淡水ドラムフィッシュ種 (シープヘッド フィッシュとも呼ばれます)。[31]湖の水は人間の飲用にも使用されている。[32]湖からの水は、夏の終わりにデッド ゾーンがアクティブになると、広範囲にわたる臭気と変色を獲得すると言われています。[33]

ローワー セント ローレンス河口

サグネ川の東からベ コモーの東までのセント ローレンス川下流域にデッド ゾーンが存在し、275 メートル (902 フィート) を超える深さで最大となり、1930 年代から注目されていました。[34]カナダの科学者の主な関心事は、こ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[35]を覆う低酸素地帯があり、2006 年に 1,158 平方マイルを超える領域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、藻類のブルームが増加し、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]デッド ゾーンは、カニや魚などの海洋生物の移動や、商業漁業の妨害をもたらしました。[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、低酸素地帯の海底に沿って「何千もの」窒息死したカニ、ミミズ、ヒトデを記述しました。[40] 2021 年には、190 万ドルがモニタリングに投入され、デッド ゾーンが発生する地域の低酸素状態の研究が続けられました。[39]

メキシコ湾の「デッドゾーン」

メキシコ湾のデッドゾーン

ほとんどの夏にメキシコ湾のルイジアナ州沖で発生する一時的な低酸素底水の領域[41]は、米国で最大の反復低酸素ゾーンです。[42]夏の温暖化、地域循環、風の混合、大量の淡水の排出により、1 年の夏の数か月間のみ発生します。[43]米国本土の 41% の流域であるミシシッピ川は、硝酸塩やリンなどの栄養分の多い流出物 をメキシコ湾に投棄しています。NOAAが作成した 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、米国アグリビジネスの心臓部である中西部が含まれます。この状態は短期間で季節的なものですが、ポリシーへの影響を最大限にするために、マップ上では永続的であると示されています。都市部からの処理済み下水の排出 (2009 年の人口約 1,200 万人) と農業流出水を組み合わせた c. 毎年 170 万トンのリンと窒素がメキシコ湾に流れ込んでいます。[44]作物の収量を増やすには確かに窒素が必要ですが、植物はそれを吸収するのに効率が悪く、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、適用された窒素のうち作物に到達するのはごくわずかです。一部の地域では、その数は 20% 未満です。[45]アイオワ州はミシシッピ川流域の 5% 未満しか占めていないが、アイオワ州の地表水からの年間平均硝酸塩排出量は約 204,000 から 222,000 メートルトンであり、ミシシッピ川がメキシコ湾に運ぶ全硝酸塩の 25% に相当する 。メキシコの。[46]ラクーン川流域からの輸出は、メキシコ湾の低酸素レポートで評価されたミシシッピ州の 42 のサブ流域の中で最高の硝酸塩損失としてランク付けされた 26.1 kg/ha/年の年間収量で、米国で最も高いものの 1 つです。[47] [48] 2012 年、アイオワ州はアイオワ栄養削減戦略を導入しました。これは、「アイオワ州の水域とメキシコ湾への栄養素を評価して削減するための科学と技術に基づく枠組みです。栄養素を削減するため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、費用対効果の高い方法で、点源と非点源の両方から地表水に。」[49] この戦略は進化し続けており、自発的な方法を使用して、アウトリーチ、研究、および栄養素保持慣行の実施を通じて、アイオワ州の負の貢献を減らしています. ミシシッピ川流域への農業流出を減らすために、ミネソタ州は 2015 年にMN法令 103F.48を可決しました。これは「緩衝法」としても知られ、ミネソタ州全体の農地と公共水路との間の義務的な河川緩衝を実施するように設計されました。ミネソタ州水土資源委員会( BWSR) は 2019 年 1 月のレポートで、「緩衝法」の遵守率が 99% に達したと述べています。

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領域は、1985 年から 2017 年までのほとんどの年で地図化されています。そのサイズは、22,730 平方キロメートル (8,776 平方マイル) を超えた 2017 年の記録的な高さから、毎年変化します。 ) は 1988 年に 39 平方キロメートル (15 平方マイル) という過去最低を記録しました。[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・ラバレスは、デッドゾーンまたは低酸素ゾーンを予測しました2012 年には、コネチカットより大きい 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、測定が完了すると、2012 年の低酸素底水の面積は合計で 7,480 平方キロメートルに過ぎませんでした。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」領域を予測するモデルは、2006 年から 2014 年にかけて体系的に高くなると批判されており、2007 年、2008 年、2009 年、2011 年、2013 年には実現しなかった記録的な領域を予測しました。[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、前年よりも約 5,000 km (3,107 マイル) 大きい". [54]

経済効果

デッドゾーンは、メキシコ湾での儲かる商業漁業やレクリエーション漁業を脅かすと主張する人もいます. 「2009 年、湾岸の商業漁業の波止場での価値は 6 億 2900 万ドルでした。300 万人近くのレクリエーション フィッシャーがさらに湾岸経済に約 100 億ドルを貢献し、2200 万回の釣り旅行が行われました。」[55]科学者は、栄養素の負荷が漁業に悪影響を与えるという点で普遍的な合意を得ているわけではありません. Grimes は、栄養素の負荷がメキシコ湾の漁業を強化することを主張しています。[56]コートニー等。栄養負荷が、メキシコ湾の北部と西部での真鯛の増加に寄与した可能性があるという仮説を立てています。[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に 100 万ドルのチャレンジ助成金を提供しました。[58]

歴史

1950 年にメキシコ湾でエビ トロール漁船が最初に「デッド ゾーン」を報告しましたが、科学者が調査を開始したのは、低酸素ゾーンのサイズが拡大した 1970 年のことでした。[59]

1950 年以降、農業や都市開発のための森林や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 (66,000,000 エーカー) が農業活動に取って代わられました [. . .] ミシシッピ川下流域では、1950 年から 1976 年の間に谷の森林の 3 分の 1 が農業に転換されました。」[59]

2007 年 7 月、ブラゾス川がメキシコ湾に流れ込むテキサス州沖でデッド ゾーンが発見されました。[60]

2007 年のエネルギー独立および安全保障法

2007 年のエネルギー独立および安全保障法は、2022 年までに 360 億米ガロン (1 億 4000 万 m 3) の再生可能燃料の生産を要求しています。とうもろこしの生産量を同様に増やす必要があります。[61]残念ながら、この計画は新たな問題を引き起こします。とうもろこし生産の需要の増加は、窒素流出の比例増加をもたらします。地球の大気の 78% を構成する窒素は不活性ガスですが、より反応性の高い形態があり、そのうちの 2 つ (硝酸塩とアンモニア) は肥料の製造に使用されます。[62]

イリノイ大学アーバナ シャンペーン校の作物生理学教授であるフレッド ビロウ氏によると、トウモロコシは他の作物よりも単位面積あたりの穀物生産量が多く、他の作物とは異なり、窒素ベースの肥料を多く必要とします。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/メキシコ湾水栄養素タスク 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 倍に上昇します。)、1997 年以来デッド ゾーンを監視してきた連邦、州、および部族の機関の連合。タスク フォースは、デッド ゾーンを縮小するためには窒素流出の 30% 削減が必要で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。条件がそれほど厳しくなく、酸素が一時的に枯渇すると、隣接地域からの底生幼虫による再定着により、その地域の底生生物群集の急速な回復が可能になります。[2]回復は、その地域内の成層レベルにも依存するため、暖かい海域の重度に成層された地域は、富栄養化による低酸素症の影響を受けやすくなるだけでなく、無酸素状態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症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。

豊かな周囲のコミュニティを持つ小規模な低酸素システムは、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くなります。ただし、被害の程度とゾーンの特性によっては、大規模な低酸素状態が 10 年後に回復する可能性もあります。たとえば、以前は世界最大だった黒海のデッド ゾーンは、1991 年から 2001 年にかけて、ソビエト連邦の崩壊と東ヨーロッパと中央ヨーロッパの中央計画経済の終焉に続いて肥料のコストがかかりすぎて使用できなくなったため、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「クリーンアップ」はほとんど意図的ではなく、制御が困難な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を削減することによって他のクリーンアップを提唱しました. [63] 1985 年から 2000 年にかけて、北海のデッド ゾーンでは窒素が 37% 削減されました。これは、ライン川沿いの国々による政策努力により、下水と窒素の工業排出が水中に減少したためです。ハドソン川[64]とサンフランシスコ湾に沿って、他の浄化が行われました。[4]

リバースの他の方法については、こちらを参照してください。

も参照

注意事項

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参考文献

さらに読む

外部リンク

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