多くの浅い湖には栄養分が過剰に与えられています。これにより藻類が増殖し、水が濁り、生態系全体が危険にさらされます。これまでのところ、水の研究者たちは、藻類の発生を防ぐための生物学的対策を導入することで、この運命を回避しようと試みてきた。しかし科学者たちが今回発見したように、長期的には湖の生態系はまだ曖昧な元の状態に戻っている。唯一の解決策は、導入する栄養素を大幅に減らすことです。
下水処理場、農業、その他人間の影響により、世界中の水域がリンや窒素などの栄養素で過剰に肥沃になっています。水文学者らは以前、浅瀬の湖はこの過剰な施肥に対して 2 つの方法で対応できると考えていた。透明な水と多数の水生植物、または濁った水と豊富な藻類のいずれかです。理論によれば、状態が交互になることもありますが、どちらも長期的な性質を持っています。
藻は出てますが大丈夫ですか？
論理的な帰結: 藻類に悩まされた湖を再び「健全な」状態にするには、藻類に対する対策を講じるだけで十分です。その後、湖は澄んだ水で 2 番目に考えられる状態になり、高い栄養塩濃度が続いているにもかかわらず、長期間その中に留まります。この基本的な考え方に基づいて、濁った湖の状態を改善するための対策がすでに数百回も講じられています。これらの対策の 1 つは、捕食性の魚を湖に特別に放流することです。そこでは他の魚を食べることになっており、その結果、小さな甲殻類を食べることが少なくなります。カニは全体的により多くの藻類を食べるため、藻類の成長が減少します。藻類の発生がなければ、水中の酸欠や毒素、そしてそれに伴う魚の死亡のリスクが減少します。
ライプツィヒのヘルムホルツ環境研究センターのダニエル・グレーバー氏は、「それはなんだかうますぎる話のように思えます」と言う。彼は現在、この理論の現実性を検証する研究チームの一員です。これを行うために、科学者らはデンマークと米国の合計 902 の浅水湖からの長期モニタリング データを分析しました。彼らは、栄養素の濃度と藻類の成長の関係が時間の経過とともにどのように変化するかを調べました。特別な統計手法を使用して、彼らは最終的に、湖が実際に 2 つの代替状態しか取り得ないのかどうか、またそれらがどの程度安定していて自立しているのかを確認することができました。
栄養素の摂取量を減らす必要がある
その結果、肥料を過剰に与えたすべての湖で藻類の成長が必然的に発生しました。 「どの湖も、高い栄養塩濃度に対して異なる反応を示しませんでした。 2 つの代替的な安定状態の説明モデルは、少なくとも温帯緯度の湖では現実には起こらないようです」とグレーバー氏は説明します。しかし、これまでの対策がまったく無駄だったというわけではありません。研究者らは、藻類の抑制により湖が再び透明になり、水生植物が確実に定着したと判断できた。
しかし、これらの成功は長くは続きませんでした。遅くとも 5 ～ 10 年後には、湖は元の曇った状態に戻りました。実際には、これは次のことを意味します。「捕食性の魚の放流などの生物操作では、浅水湖の生態系を長期的に安定させることはできません。浅い湖のバランスを永続的に安定した状態に保つ唯一の方法は他に方法がなく、栄養塩の投入量を一貫して削減する必要があります」とグレーバー氏は言う。
出典: ヘルムホルツ環境研究センター (UFZ);専門記事：Nature Communications、
土井: 10.1038/s41467-023-36043-9
