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低栄養地域と高栄養地域の違いは何ですか?生物連鎖はどのように機能しますか?
海洋生態系では、低栄養・低クロロフィル（LNLC）と高栄養・低クロロフィル（HNLC）の区別が、生態系全体の食物連鎖の働きに影響を与えます。この記事では、これらの地域の特徴、食物連鎖の仕組み、そしてこれらの現象が地球全体の炭素循環に与える影響について検討します。
低栄養地域とは、窒素、リン、鉄などの重要な栄養素のレベルが低い水域のことで、その結果、塩素濃度の低下として現れる一次生産性の低下につながります。これらの地域は世界の海洋の 75% に存在します。
低栄養地域の特徴
栄養分の少ない地域は貧栄養地域と呼ばれることが多く、栄養素の利用可能性によって一次生産が制限されます。主に亜熱帯の環流域で見られますが、地中海や一部の内陸湖にも現れることがあります。これらの地域は、主に陸地からの栄養分の流出と海洋循環の影響により、沿岸地域に比べて栄養源が比較的少ないです。
食物連鎖の構成
これらの栄養分の少ない地域では、主に小さな植物プランクトンが生産者となります。これらの植物プランクトンは限られた栄養素を効率的に吸収し、食物連鎖の基礎を形成します。植物プランクトンの一次生産は、小型動物プランクトンなど、水中の他の生物の食料源となります。これらの小さな動物プランクトンは、今度はより大きな魚や他の捕食動物の餌になります。
一次生産とは、主に植物プランクトンによる光合成に依存して二酸化炭素やその他の元素を有機化合物に変換するプロセスです。地球上の炭素固定の約半分はこのプロセスから生じます。
栄養分の多い地域の特徴
対照的に、高栄養地域は、栄養レベルは高いが、一次生産とクロロフィル濃度がまだ低い HNLC 地域として定義されることが多いです。この現象は、微量栄養素（鉄など）の不足によって引き起こされることが多く、十分な主要栄養素があっても植物プランクトンの成長が制限されます。
食物連鎖の有効性
栄養分の多い地域では、一次生産量が多く、栄養素が十分に供給されるため、生物多様性が高くなります。これらの地域の食物連鎖構造は比較的健全であり、さまざまな漁業やその他の海洋生物の繁栄を支えることができます。同時に、低栄養状態は植物プランクトン間の栄養循環を促進します。その総出力は小さいですが、比較的閉鎖的な生態系のため、全体的な効率を過小評価することはできません。
栄養分の少ない地域では、主な生産性は資源の効率的な利用から生まれ、特にこれらの地域では、微生物回路が無機栄養素を有機物に循環・変換する上で重要な役割を果たします。
今後の課題と展望
気候変動の影響が強まると、窒素やリンなどの栄養素の地球全体の供給パターンが変化し、低栄養地域と高栄養地域の境界が不明瞭になる可能性があります。科学界は、これらの変化が地球規模の炭素循環と生態系全体の健全性に影響を及ぼすことから、これを注視しています。
現在までに、低栄養段階での一次生産性は低いものの、広範囲に生息しているため、世界の海洋生産性の 40% を占めています。したがって、私たちは次のことを問わなければなりません。これらの脆弱な生態系は、将来の気候シナリオの下で変化する環境問題にどのように適応するのでしょうか?
