気候変動が世界中の川から着実に酸素を奪っていることが、5月15日に『Science Advances』に掲載された新しい研究で明らかになった。研究者らは、この長期的な酸素減少がほとんどの河川システムで起きており、熱帯の川が最も脆弱であることを発見した。この知見は、淡水生態系での酸素損失を遅らせる戦略が緊急に必要であることを示している——どうやら魚も呼吸する必要があるらしい。

研究は中国科学院南京地理・湖泊研究所（NIGLAS）のKun Shi教授が主導した。Qi Guan博士が筆頭著者を務め、同済大学の研究者もプロジェクトに参加した。悪いニュースに国際協力、万歳。

溶存酸素は健全な河川生態系の維持に重要な役割を果たす。水生生物を支え、生物多様性を維持し、重要な生物地球化学的プロセスに影響を与える。酸素レベルが低下すると、川の健康状態が悪化し、魚や他の淡水種が危険にさらされる。言い換えれば、酸素のない水はただの湿った空虚だ。

河川の酸素レベルが時間とともにどのように変化したかを調べるため、研究者らは機械学習スタッキングアルゴリズムを使用して、1985年から2023年までの約40年間にわたる世界中の21,439の河川区間の観測データを分析した。分析の結果、明確な世界的傾向が明らかになった。河川の酸素レベルは平均-0.045 mg L-1 decade-1の割合で低下し、研究対象の河川の78.8%が脱酸素の兆候を示した。多くの川が息を止めている。

最も強い酸素損失は、インドの河川を含む南緯20度から北緯20度の間の熱帯河川で見られた。この結果は研究者を驚かせた。なぜなら、科学者たちはこれまで、温暖化がより激しい高緯度の河川が最大の脱酸素リスクに直面すると予想していたからだ。代わりに、この研究は熱帯河川がすでに酸素濃度が低い傾向にあり、酸素レベルが低下し続けると特に脆弱であることを示した。より速い脱酸素速度と相まって、これらの条件は低酸素イベントの可能性を高める。低酸素状態では、多くの水生生物を支えるのに十分な酸素がなくなる。だから熱帯の魚たち、息を止める練習を始めよう。

研究者らはまた、河川の流れパターンとダムの貯水が酸素減少にどのように影響するかを調べた。低流量と高流量の両方の条件が、通常流量と比較して脱酸素を部分的に減少させるように見えた。低流量条件の河川では脱酸素率が18.6%低く、高流量条件では7.0%低い率と関連していた。つまり、川の流れのゴルディロックスゾーンは極端な状態——低いか高いか、中程度はダメ。

ダムの貯水は貯水池の深さによって異なる影響を及ぼした。浅い貯水池では、貯水は酸素損失を加速した。しかし、深い貯水池では、貯水は貯水域の脱酸素を減らすのに役立った。どうやら深さは酸素にとっても重要らしい。

さらなる分析により、気候温暖化による酸素溶解度の低下が世界的な酸素減少の主な原因であり、観測された変化の62.7%を占めることが示された。温度、光、水流などの要因に影響される生態系代謝は、脱酸素の12%に寄与した。チームはまた、熱波の役割を調査した。結果は、熱波イベントが世界の河川脱酸素の22.7%を占めることを示した。熱波は、平均気候温度下の条件と比較して、脱酸素率を0.01 mg L-1 decade-1増加させた。つまり、熱波は基本的に川の最大の敵であり、しかも努力すらしていない。

全体として、これらの知見は、流水生態系（別名、河川生態系）に対する気候温暖化の影響の増大を浮き彫りにしている。研究者らは、酸素枯渇の悪化を防ぐための緩和策の最優先事項として、熱帯河川を考慮すべきだと述べている。この研究はまた、