生態学：温帯域湖沼の広範な貧酸素化

水系の溶存酸素濃度は、生物多様性、栄養塩類の生物地球化学的循環、温室効果ガスの放出、飲料水の水質の調節に役立っている。沿岸水と海洋水の溶存酸素濃度の長期にわたる低下は、気候温暖化と人間活動に関連付けられてきたが、湖沼の溶存酸素濃度の変化についてはほとんど分かっていない。溶存酸素の溶解度は水温の上昇とともに減少するが、長期にわたる湖沼の変化を予測するのは困難である。水温が上昇した湖沼では、分解が増加し、温度成層が強くなることで酸素の損失が増幅される可能性があるが、一次生産の増大の結果として酸素が増加する可能性もある。本論文では、総計4万5148の溶存酸素と温度の深さ分布を合わせて分析し、393の温帯域湖沼について1941〜2017年の変化傾向を計算した。その結果、溶存酸素の減少が、表層と底層の水中生息環境において広範に見られることが分かった。表水層における溶存酸素の減少は、水温の上昇による溶解度の減少と主に関連しているが、極めて生産力が高い温暖化した湖沼の一部では、おそらく植物プランクトンの生産の増加に起因して、表水層の溶存酸素が増加していた。対照的に、深水層における溶存酸素の減少は、より強い温度成層と水の透明度の低下に関連しているが、気体の溶解度の変化とは関連していなかった。今回の結果は、気候変動と水の透明度の低下によって、湖沼の物理的環境と化学的環境が変化したことを示唆している。陸水域の溶存酸素の減少は、世界の海洋での観測結果より2.75〜9.3倍大きく、湖沼の基盤的な生態系サービスを脅かす可能性がある。

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