川が海と出会うとき：素晴らしい河口の冒険

河川はみな海に流れ込むとは、すべての河川が海に流れ込むということだけでなく、河川に流れ込むのは淡水や泥だけではなく、下流に漂う商船や商人たちも含まれることから、人々の期待の行き先という意味合いも持ちます。

大河川の河口は重要な港であることが多く、内陸部の産物が集まって海へ出荷され、また海産物が陸揚げされて内陸部に配送される場所です。アメリカのサンフランシスコ、イギリスのロンドン、日本の東京、中国の上海はいずれも河口型海洋貿易の中心地です。

中国の沿岸最大のハブ港である上海港。画像出典: 中国港湾ネットワーク

しかし、地球システムにおいて、河口は川と海が出会う拠点であるだけでなく、陸と海の相互作用のホットスポットでもあります。では、この地域はどれくらいの広さがあり、この地域の生物や環境の特徴は何でしょうか?

パート1

珍しい黄色と青の境界線

黄河の河口では、黄色と青色の境界線が見られることがありますが、これは単に片側に川の水があり、もう一方に海水があることを意味します。これが川と海の境界であるかどうかは別として、もしそのような境界線がなければ、河口はどのようにして川と海の境界がどこにあるかを決定することができるのでしょうか。

画像出典: Wetland China

実際、淡水が海に流れ込むだけでなく、塩水も陸に流れ戻ってきます。この 2 本の線の間の領域を河口と呼びます。理論上、河口の陸地境界は、潮汐線または塩水侵入の限界によって区切られた潮上湿地の端にあり、海域境界は希釈された水の影響を受ける最も遠い端です。つまり、陸地の境界は海水が到達する最も遠い地点であり、海の境界は淡水が到達できる地点です。

明らかに、この境界は固定されておらず、流出量、潮汐、波などの多くの要因によって変化します。さらに、両方の境界を検出することは困難です。河川と海が出会う河口域の特性を考慮すると、汽水生物の分布域を河口域の範囲とすることは比較的明確な基準となります。このインジケーターにより、川と海の「境界」を直感的に明確に区別することができます。

この場合、上記の黄色と青色の線は、必ずしも科学的な意味での川と海の境界ではありません。水の塩分濃度をよく見ると、黄色い水は塩辛くなり、青い水は薄まっていることがわかります。両側の水域の生物の数は異なるかもしれないが、種の構成は決してそれほど明確ではないだろう。

したがって、黄河の河口にあるこの黄色と青色の境界線は、最大濁度帯の外縁に近いと言えます。世界中の河川は毎年 3.5 × 1013 m3 の淡水を海に運び、20 ～ 22 × 109 トンのシルトと堆積物を運んでいます。したがって、潮汐河口には通常、最大濁度帯があり、これは河口の最も重要な環境特性の 1 つでもあります。

大量の土砂を流し込む黄河。画像出典: Sogou 百科事典

本質的には、これは上流と下流の地域よりも数倍、あるいは数十倍も砂の含有量が多い水域です。その位置は固定されておらず、一定の範囲内で定期的に移動します。つまり、この黄色/青の線は、特定の条件（水量、砂の量、潮の強さ）が満たされた場合にのみ河口に表示されます。

このラインの環境的重要性は、多くの重金属元素、有機物、栄養素がここに保持されているという事実にあります。生態学的には、最大濁度帯内では一次生産と光合成は光によって制限されますが、最大濁度帯外では栄養供給によって制限される可能性が高くなります。

パート2

海底堆積物：私は海の栄養補給剤です

河口への旅では、おいしい魚介類や色とりどりの鳥がたくさん見られます。しかし、太さと美しさの起源は、前述の泥と砂にまで遡ることができます。

中国の主要な河口は、流出量と堆積物の輸送量に基づいて区別することができます。黄河は流出量が比較的多く、堆積物含有量が非常に高く、長江は流出量が豊富で堆積物含有量が低く、珠江は流出量が非常に多く、堆積物含有量が非常に低いです。

河川によって運ばれる堆積物は、その中の無機物と有機物が生物生産のための外因性栄養補給物として機能するため、海にとって極めて重要です。大河川の影響下にある棚縁海は、河川、陸地、海洋、大気が相互に作用する重要な境界領域です。地球の海の7%の面積で、一次生産力の30%、漁獲量の90%を生み出し、地球の海の有機物の約80%を埋めています。

大河川の河口域と棚縁海域における生物起源元素の生物地球化学的循環

画像提供: 中国海洋大学海洋生物地球化学研究所

大きな河川デルタの河口は、大陸棚海域で最も生物生産性が高い地域です。これらは、河川によって運ばれる大陸縁辺物質を受け取り、堆積、変質、再鉱化などの制御効果を通じて、陸生物質の外洋への輸送を決定します。

ここで繁栄する河口生態系は、海洋貝類の重要な生息地となり、魚、エビ、カニなどの主要な海洋経済生物の産卵、子育て、採餌の場となっています。例えば、わが国の揚子江河口では、伝統的に、アンチョビ、カワハギ、シミ、ドジョウ、白エビなど、経済的な河口魚類やエビ類が生産されてきました。また、チュウゴクモクズガニの産卵地にもなっており、かなりの漁獲量がある。

画像出典: Veer Gallery

パート3

河口デルタ：生物の楽園へようこそ

海に入らなかった泥や砂はどうなるのでしょうか？河口の断面が広がると、水流の速度が急激に低下し、大量の土砂が堆積して、内側が尖り外側が広い三角形の砂州が形成され、これが一般に「デルタ」と呼ばれています。

堆積したシルトには豊富な栄養分が含まれており、淡水と栄養分の供給が確保され、多種多様な河口湿地生物群集を形成しています。また、海水と淡水が合流するため、一般的な淡水湿地植物と耐塩性植物が共存しており、生物多様性が極めて高いです。

豊かな植生が隠れ家となるため、ここは鳥たちにとってまさに楽園です。植物の根、茎、葉、果実に加え、空中の昆虫や干潟の湿地動物も鳥類にとって良質の食物となります。コウノトリ、タンチョウ、オオハクチョウ、シロヘラサギなど多くの渡り鳥が河口湿地を中継地点や生息地として利用しています。

青島の大沽河口の野生のカモ（2009年に筆者撮影）

パート4

栄養素の豊かさの裏には環境リスクが潜んでいる

しかし、川は栄養素だけでなく環境リスクも運びます。他の海域と同様の人間活動による圧力（乱獲、都市化など）に直面していることに加え、流域の産業および農業による汚染物質が河川に流れ込み、海に入る前に河口で濃縮されるため、赤潮など他の海域よりも深刻な富栄養化や汚染問題を引き起こしています。

海水の赤潮現象 画像提供：中国新聞社

私の国の揚子江河口は赤潮の発生が頻発する地域です。統計によると、海に流入する汚染物質の年間流量は流出量とは明らかな関係がありませんが、社会の発展過程とは非常に一致しています。

河口は豊富な栄養補給によって繁栄していたのに、なぜ富栄養化によって衰退してしまったのでしょうか?何事にも限界があり、栄養が多ければ良いというわけではありません。河口のシルトが水域からの太陽光を遮り、光合成によって吸収できる無機栄養素が限られています。過剰な栄養分が適度な温度と光のある海域に集まると、植物プランクトンの大発生を引き起こします。

緑潮によって汚染された湖水 画像提供: Veer Gallery

栄養素の種類の不均衡な供給も環境問題を引き起こす可能性があります。陸上植物にとって最も重要な栄養素は窒素、リン、カリウムですが、海洋植物プランクトンにとって最も重要な栄養素は窒素、リン、ケイ素です。陸上農業用の余剰肥料には多量の窒素とリンが含まれていますが、同量のケイ素が含まれている可能性は低いです。

同時に、水利事業の建設により貯水池区域のシルトの堆積が増加し、貯水池水中の珪藻類もより多くのケイ酸塩を利用して堆積しました。最終結果は、河口の栄養素が不均衡に増加し、窒素が大幅に増加し、リンがわずかに増加し、ケイ素は増加しないという結果になりました。

河口域の生態系の運命は、河川流域全体によって決まることがわかります。河口を研究するには、「下流へ」行かなければなりません。上流の地形、地勢、植生被覆率が海への物質流入量を決定します。河口域を管理するには、「上流に向かい」、河口域の生態系に対する主な脅威に基づいて上流での管理戦略を決定する必要があります。両方のアプローチを採用することによってのみ、河口の価値を真に理解し、最大化することができます。

参考文献:

沿岸域における陸と海洋の相互作用、科学計画と実施戦略、IGBP報告書51/IHDP報告書18、IGBP事務局。 http://www.loicz.org, 2005年。

海洋システムへの河川流入、SCOR作業部会46最終報告書、編集者JDバートン、ユネスコ海洋科学技術論文55、1988年。

制作：中国科学普及協会

著者: 張光涛、中国科学院海洋研究所

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

この記事は著者の見解のみを表しており、中国科学博覧会の立場を代表するものではありません。

この記事は中国科学博覧会（kepubolan）に最初に掲載されました。

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