川の種の豊富さはその性質とどのように関係しているのでしょうか?そして、河川網の構造とその水量を決定するパラメータは何でしょうか?地球規模の河川システムとその特徴を示す新しい高解像度地図は、これを明らかにするのに役立ちます。これは、川に囲まれた生息地の構成要素とそれらがどのように接続されているかについてのより詳細な研究の基礎を提供します。これは水生生態にとっても重要です。
川は地球の陸地の生命線です。なぜなら、それらは乾燥地域に水をもたらし、栄養素を運び、水生生物に拡散と移動の手段を提供するからです。しかし、川やその流域の大きさや形に影響を与えるものは何でしょうか?一部の地域では他の地域よりも川が多く見られるのはなぜですか?そして、気候と周囲の景観は、水域の動植物の生物多様性にどのような影響を与えるのでしょうか?
地形から河川構造まで
地球の河川系の新しい世界地図は、これらの疑問についてさらに詳しい情報を提供します。この種のものは初めてではありませんが、最高の解像度と最も詳細な画像です。 「Hydrography90m は、これまでのデータセットとは異なり、河川のより小規模な支流や最小の支流もマッピングしています」と、共著者であるライプニッツ淡水生態学および内陸水産研究所 (IGB) のサミ ドミシュ氏は報告しています。この正確さは新しい地図の名前からもわかります。最小単位の長さは 90 メートルです。小規模河川は世界の河川網の約 70% で最大のシェアを占めているため、河川関連の生物多様性にとって特に重要です。
地図の基礎となるモデルを作成するために、チームは衛星データに基づいて作成された地球の地形モデルを評価しました。この景観データはモデルの基礎を形成します。これは、景観に特定の特徴を持つ切れ目がある場所には必ず水路が流れる可能性があるためです。 「川が実際にどこを流れるのかはわかりません」とドミシュ氏は説明します。川が実際に水を運んでいるかどうかは、年間を通じて、または一時的に、追加のデータを使用して判断されます。これらには、降水量、気温、土地利用、土壌状態、斜面勾配などが含まれます。モデルでは、これらのパラメーターは、世界中の 30,000 の測定ステーションで測定された水量に関連しています。
水生生態についても答えます
チームは、Hydrography90m データセットに基づいてマップを作成するのに 2 年半とスーパーコンピューターを費やしました。 「私たちは機械学習を使用しています。つまり、データセットが追加されるたびに、モデルはどのパラメータサイズがどの水の量に関連しているかをより正確に識別できるようになります」とエール大学の筆頭著者ジュゼッペ・アマトゥリ氏は説明します。これは、水量の測定データがない場合でも、モデルは予想される流量、つまり河川の水量を表示できることを意味します。これらのデータとその他のパラメーターは、現在、世界中の合計 7 億 2,600 万の河川セクションについて決定できます。
将来的には、このモデルは水生生態学における重要な疑問に対する答えを提供できるでしょう。これが可能となったのは主に、Hydrography90m が河川セクションの集水域を非常に細かく記録し、これら 5 ヘクタールの集水域の環境データをすでに提供しているためです。これらを使用して、種群集の発生を特徴付けることができます。たとえば、それらがどの気候データやどの傾斜に関連付けられているかなどです。これから、これらの生息地の生物地理、つまりそれらがどこで発生し、どのような要因がそれらを形成するかについて結論を引き出すことができます。
出典: ライプニツ淡水生態学および内陸水産研究所 (IGB)。技術記事: 地球システム科学データ、 doi: 10.5194/essd-14-4525-2022
