特に貴重な生態系であると考えられている深い透明な水の湖でさえ、明らかな理由もなく、富栄養化や藻類の増殖の兆候を示すことがあります。ライプニッツ淡水生態学・内水産研究所（IGB）の4人の研究者による新たな研究は、その原因が必ずしも集水域からの栄養塩投入量の増加や、水域の深部での再溶解プロセスにあるとは限らないことを示した。湖だけでなく、水深約20メートルまでの浅い場所にもあります。研究チームは、水化学に関する長期データ、沈砂トラップによる数年間の測定、堆積物分析、単純な物質収支モデルを組み合わせて、シュテクリン湖の突然の富栄養化の背後にあるメカニズムを解読した。この結果は驚くべきものであるだけでなく、世界中の同様の種類の湖にも当てはまる可能性があります。
富栄養化としても知られる過剰施肥は、世界中の湖で最も差し迫った環境問題の 1 つです。これは通常、不適切に処理された廃水や農地の施肥などの人為的な栄養素の投入によって引き起こされます。藻類の発生、酸欠、魚の死亡などの影響は長い間知られていました。しかし、人間活動の影響をほとんど受けていない辺鄙な湖では、現在、突然の富栄養化の兆候が見られる湖が増えている。これまでのところ、気候変動、大気流入、または湖の深さからの内部汚染が考えられる原因として議論されています。
研究のために、IGB チームは、ドイツ北東部にある深層の透明な湖、シュテクリン湖を調査しました。この湖では、近年、栄養素が劇的に増加しています。わずか 10 年以内にリン濃度は 4 倍に増加し、それに伴って藻類の発生、深海の酸素欠乏、その他の富栄養化の症状が発生しました。
浅い水域: 新しい植物組成と堆積物特性の変化によりリンが増加
研究者らは、湖の自然なリン保持量に影響を与えるのは、より深い領域の堆積物におけるプロセスだけではなく、湖の浅い水域も決定的な役割を果たしているということを発見した。これは、研究者らが意味するところは、光が依然として底まで浸透するゾーンであり、シュテクリンでは水深約20メートルまでのエリアが含まれており、したがって湖面の46パーセントに相当する。
特に、そこで見られる水中植物の変化と堆積物のリンと結合する能力の低下により、内部のリンの動態が強化されます。これまで、いわゆるレジームシフトは主に浅い湖について説明されてきましたが、層状湖については説明されていませんでした。しかし、シュテクリン湖は最大深さが約 70 メートルあり、ドイツ北部で最も深い湖の 1 つです。
植物に加えて、堆積物の性質の変化も重要な要素です。科学者らは、最上層の堆積物層には鉄が少なく、リンと結合する能力が低下していることを発見した。これは、数十年かけて湖の浅い堆積物と深い堆積物で硫化鉄が徐々に形成されたことによって引き起こされた可能性があります。鉄は硫化鉄として固定されることが多くなり、リンを結合することができなくなります。
「植物と堆積物の特性の間の複雑な相互作用は、ステクリン湖が近年これほど急速に富栄養化した理由を説明する可能性がある」と、この研究の筆頭執筆者2人のうちの1人であるトーマス・ゴンシオルチク博士は説明する。 「深い湖であっても、これらのプロセスの結果として、浅い水域では深刻な富栄養化状態に達する可能性があります。」
深海でのプロセスと外部からの入力は、Stechlin では従属的な役割を果たしています
傾向の反転: リン濃度は 2020 年以降低下している
湖のリン濃度は2020年以降再び急激に低下している。「2024年の湖のリン濃度は2020年の半分しかない」と、この研究の筆頭著者でもあるマイケル・ユプファー教授は言う。しかし、この発展が今後も続くかどうか、そしてこの変化が水中植物の定着における長期的な傾向の逆転をもたらすかどうかはまだ分からない。リン濃度の低下も、深海の酸素状態の決定的な改善にはまだつながっていない。
防水との関連性
多くの成層湖はその深さにも関わらず、上記の意味で浅瀬の割合が高いため、今回の研究結果は水の保護にとって興味深いものである。したがって、同様のプロセスがそこで行われる可能性があります。気候変動は、夏の成層の長期化、豪雨、嵐の頻度の増加により、湖の富栄養化現象を悪化させています。 「したがって、層状の透明な水の湖を長期的に保護するためには、将来的にはより光が当たる浅い水域も保護対策に含める必要がある」とマイケル・ユプファー氏は強調する。 「これは湖の栄養動態をより深く理解し、水質悪化に対抗するための効果的な戦略を開発するのに役立つ可能性があります。」
#浅瀬が湖の栄養バランスの鍵