バッファローリーフのスタンプサンドの未解決の危機
スタンプサンドがミシガン湖周辺の魚の生息地や地元の生態系を脅かしてる。
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レイクスーペリア周辺の銅鉱採掘は、特に銅鉱石の処理後に残るスタンプサンドによって、かなりの環境問題を引き起こしてるんだ。このサンドは銅を多く含んでいて、特にミシガン州のキウェナウ半島近くの地元の生態系を汚染しちゃってる。この記事では、スタンプサンドが地元の魚の生息地、特にバッファローリーフに与える影響について話すよ。
背景
1900年代初頭から1930年代初頭にかけて、採掘作業はキウェナウ半島の東岸に約2280万メトリックトンのスタンプサンドを放出したんだ。時間が経つにつれて、このサンドの一部が近くの水域に流れ込み、水中の生息地に影響を与えてる。バッファローリーフは、捨てられたサンドから約5キロ離れた場所にあって、特にレイクトラウトやレイクホワイトフィッシュの繁殖に欠かせない場所なんだ。スタンプサンドがこれらの魚やリーフ全体の健康を害してるんじゃないかと心配されてるよ。
魚の生息地への影響
バッファローリーフは魚の産卵を支える大きな水中エリア。地元の漁師、特に部族コミュニティの人たちは、最近レイクトラウトやレイクホワイトフィッシュの数が減ってきてることに気付いてる。この減少は、スタンプサンドがリーフに漂流して重要な産卵場を覆ってるのと一致してる。研究によると、これらのサンドは魚にとって毒性があり、リーフのかなりの部分が今やスタンプサンドで覆われてるみたい。
2009年には、リーフの表面の25%以上がスタンプサンドで覆われてることがわかり、2015年にはその数字は35%に増加したよ。何も対策を取らなければ、2026年にはその覆いが60%に達するって予測されてる。スタンプサンドの存在は、地元の漁師たちの間で重要な産卵地への影響を懸念させてるんだ。
スタンプサンドとその毒性
スタンプサンドは銅の危険なレベルを含んでいて、冷水魚には有害なんだ。このサンドは重要な産卵場所を覆い隠すだけでなく、さまざまなライフステージでの魚の生存にも悪影響を与える。特に若いレイクホワイトフィッシュは、スタンプサンドが生態系に引き起こす物理的変化に対して特に脆弱なんだ。
研究によれば、スタンプサンドの存在は魚の重要な食料源である小さな水生生物の多様性の減少と関連してる。サンドの影響で、生息地の変化が起こり、ゾープランクトンや底生無脊椎動物などの重要な餌となる生物の数が減少してる。多くの魚はこれらの小さな生物を食べるから、その数が減ると魚の個体数にも直接的な影響が出るんだ。
解決策を求めて
スタンプサンドによる問題に対処するために、バッファローリーフタスクフォースが結成されたよ。このグループは、バッファローリーフの生態系を保護・回復することに焦点を当てた、さまざまな部族や州、連邦機関の代表者で構成されてる。彼らは、海岸からスタンプサンドを取り除くための長期計画を立てて、異なる管理オプションを評価するための生態学的評価も行ってるんだ。
しかし、スタンプサンドが魚の生息地に与える影響についての詳細な生物学的調査はまだ不足してるんだ。既存のデータの多くは定期的なモニタリングから得たもので、影響の範囲を完全に理解するのが難しいんだ。最近の調査結果は、スタンプサンドが底生コミュニティの健康の低下と関連していることを示していて、特にこれらのサンドの影響を強く受けた地域で顕著なんだ。
調査地域
研究はキウェナウ半島周辺のいくつかのビーチに焦点を当てていて、スタンプサンドの存在によってそれぞれ異なるんだ。これらの場所は幼魚の餌や生息地として重要で、研究にはスタンプサンドの存在が高、中、低のビーチが含まれていて、異なる汚染レベルが水生コミュニティに与える影響を観察できるようになってるよ。
サンプルとして堆積物や底生無脊椎動物を採集して、スタンプサンドの影響を評価してる。研究者たちはまた、水質のさまざまなパラメータも調べてて、水生生物の健康に影響を与える可能性があるんだ。
調査方法
堆積物のサンプルは、さまざまな水深からサンプルを採取するために特別なツールを使って取られたんだ。これらのサンプルは、堆積物の組成や金属の存在を調べるために分析されたよ。底生無脊椎動物の調査にも同じサンプリング方法が適用されてて、生態系に寄与する重要な生物群なんだ。
水流と一緒に漂う小さな水生生物であるゾープランクトンも収集され、異なるビーチでのその豊富さや多様性を理解するために分析された。この多面的なアプローチによって、スタンプサンドが水生環境に与える影響がより明確になったんだ。
堆積物の組成についての発見
研究によると、スタンプサンドはバッファローリーフに直接隣接する地域に広がっていて、堆積物中の金属濃度に影響を与えることがわかった。研究者たちは、スタンプサンドの存在が多い地域では金属濃度が高いことに明確な違いがあると指摘してる。サンプルを取ったビーチの中で、スタンプサンドの割合が高い場所では、銅のような潜在的に有害な金属のレベルが増加してるんだ。
底生コミュニティへの影響
底生コミュニティは、海底に生息する生物で構成されていて、サンプルを取ったビーチの中での違いが顕著だった。スタンプサンドの影響を受けた地域では、これらの生物の多様性と豊富さが大幅に低下してる。たとえば、幼魚のための重要な食料源を提供する種が、強く影響を受けた地域にはほとんど存在しなかったんだ。
健康な底生コミュニティは、これらの生物を食べる魚の全体的な健康にとって重要だから、スタンプサンドの存在が高い地域と、底生無脊椎動物の多様性や密度の低下との間に明確な関連があることが示唆されたよ。
ゾープランクトンの密度
ゾープランクトンのサンプルは、スタンプサンドの影響を受けた地域では個体数が著しく少なく、影響が少ないサイトと比較して明らかだった。ゾープランクトンは若魚の主な食料源だから、彼らの数の減少は地域の魚の成長と生存に脅威をもたらしてるんだ。
結論
研究は、スタンプサンドがレイクスーペリア周辺の生態系、特にバッファローリーフに深刻な影響を与えてることを浮き彫りにしてる。この発見は、スタンプサンドの存在と魚の生息地および成長に必要な食料源の減少との間に直接的な相関関係があることを示してるんだ。
管理努力が続く中で、スタンプサンドの影響に対処するために即時の行動が必要であることが明らかだ。回復努力は、サンドを取り除くだけでなく、それが引き起こした広範な生態学的影響を理解することにも焦点を当てなければならない。保護戦略は、健康な魚の個体群を支える生息地を保護・再生することを目指し、これらの重要な生態系が将来にわたって繁栄できるようにする必要があるね。
タイトル: Effect of copper mill waste material on benthic invertebrates and zooplankton diversity and abundance in Lake Superior beaches
概要: From 1900 to 1932 a copper (Cu) mill operated near Gay, Michigan, along the eastern shore of the Keweenaw Peninsula (Lake Superior, Michigan) and discharged waste material (stamp sands [SS]) to a nearby beach. These SS escaped containment structures and have been redeposited by wave action along the beaches in northern Grand Traverse Bay and onto Buffalo Reef, an important spawning area for native fish. Newly hatched fish move into nearby beach habitats where they grow during their first summer. Juvenile fish initially consume zooplankton before switching to benthic invertebrates once they are large enough. SS contain metals (especially Cu) that are toxic to many invertebrate taxa, and studies have observed few benthic taxa in areas covered by SS. We sampled the invertebrate community from four Lake Whitefish nursery areas: one near Buffalo Reef with high SS, one south of the Traverse River with moderate SS, one in nearby Little Traverse Bay with little SS, and a beach [~]58 km away with no SS (Big Bay). We also resampled the benthos at sites that had been sampled as part of an earlier Grand Traverse Bay study. Buffalo Reef (high SS) had fewer benthic taxa, and less density of several taxa than Little Traverse Bay (little SS), especially benthic copepods. All beaches had comparable zooplankton diversity, but the abundance was [~]2 orders of magnitude lower at Buffalo Reef (high SS) than other beaches. Cu and several other metals were elevated at beaches with more SS. We found support for associations between benthic density and diversity with depth (positive effect) and Cu concentration (negative effect). Cu concentration was a better predictor of declines in benthic invertebrate abundance and diversity than SS. We also observed that the relationship between Cu concentration and SS was non-linear, and highly variable. For example, 149 mg Cu/kg dry weight sediment is a consensus toxicity threshold used in the literature, but the prediction interval around that concentration from our model is 26-851 mg Cu/kg dry weight. A better predictive model of this relationship would be beneficial to develop to understand what level of SS reduction would prevent Cu impacts on invertebrates.
著者: James H Larson, M. R. Lowe, S. W. Bailey, A. H. Bell, D. M. Cleveland
最終更新: 2024-03-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.20.585947
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.20.585947.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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