大型無脊椎動物群集指数

大型無脊椎動物群集指数（MCI）は、ニュージーランドで淡水河川の水質を測定するために使用されている指数です。 [ 1 ]河川や小川における昆虫、ミミズ、カタツムリなどの大型無脊椎動物の有無は、その水路の健全性を示す生物学的指標となります。 [ 2 ] MCIは、汚染に対する種の感受性に基づいて、各種の大型無脊椎動物に番号を割り当てます。そして、指数は平均スコアを計算します。[ 1 ] MCIのスコアが高いほど、一般的に河川は健全であることを示します。[ 2 ]

MCI （大型無脊椎動物群集指数）は、淡水産大型無脊椎動物の汚染耐性に基づいてスコアを割り当てています。汚染されていない環境で見つかった淡水産大型無脊椎動物は、汚染された地域で見つかったものよりも高いスコアになります。[ 3 ] MCI値は、大型無脊椎動物の存在・不在データを用いて、以下の式で計算できます。[ 3 ]

MCI = [(サイトスコア)/(スコアリング対象分類群の数)]*20

これまでの水質評価は化学分析と生息地分析の両方に依存していましたが、これらの方法は非点源からの汚染のために不十分であることが証明されています。[ 4 ]水生環境に生息する種は、環境の質を示す最良の自然指標である可能性があり、生息地の変化や汚染の影響を明らかにします。 [ 4 ]また、堆積、都市化、農業活動、森林伐採の影響など、さまざまなストレス要因に反応することが証明されています。[ 5 ]大型無脊椎動物群集で多様性の減少につながる変化が発生すると、貧毛類やユスリカなど、汚染に耐性のある無脊椎動物の優位性が高まります。[ 6 ]そのため、種の多様性の欠如と生息する大型無脊椎動物の生物指数スコアの低さは、水質が悪いことを示す指標である可能性があります。[ 7 ]水質悪化のリスクは、高強度農業と都市開発が主要な土地利用となっている低標高地域で最も高くなります。[ 8 ]

大型無脊椎動物群集は、収集と識別が非常に容易であり、寿命が短いため環境の変化に非常に迅速に反応するため、水生生態系の健全性の指標として好まれています。 [ 5 ]大型無脊椎動物群集を利用して水生環境の全体的な健全性を評価するMCI法は、世界中で最も信頼性が高く、適用可能で、広く評価されている方法です。[ 9 ]

MCIのバリエーション

上記で定義された MCI 指数に加えて、MCI には他に 2 つのバリエーションがあります。QMCI (定量的大型無脊椎動物群集指数) と SQMCI (半定量的大型無脊椎動物群集指数) です。MCI と QMCI はどちらもニュージーランドなどの国で広く使用されています。水生生態系の水質を検出する上での MCI と QMCI の広範な使用と優れた性能の組み合わせにより、ニュージーランドでは手法のさらなる改良に対する関心が高まっています。[ 10 ] QMCI は、MCI と同様に、当初は水生生態系の有機物濃縮を評価するために設計されました。3 番目の指数である SQMCI は、QMCI に必要なサンプリングと処理の労力を削減するために作成されました。[ 11 ] SQMCI は、群集の優占度に関して QMCI と似た反応を示しますが、同じ精度を達成するために必要なサンプル数は少なくなります。 SQMCIは、大型無脊椎動物の密度が必要とされない状況において、 40%未満の労力でQMCIとの比較評価を行います。これにより経費が削減され、バイオモニタリングプロジェクトの理論的堅牢性も向上します。 [ 10 ] QMCIとSQMCIはどちらも、1（非常に耐性が高い）から10（非常に耐性が低い）のスケールで等級付けされる点でMCIと似ています。ただし、MCIは存在-不在データを使用して計算されるのに対し、QMCIは定量的またはパーセンテージデータを使用するという点で異なります。[ 11 ]同じ指標の定性的、定量的、および半定量的バージョンがあることで、それが良いことなのかどうかについていくつかの疑問が生じています。3つの指標はすべて同じ目的で、水生生態系の質を測定することですが、それぞれの指標をいつ使用するのが最も適切であるかについての明確な推奨事項はありません。 Scarsbrookら（2000）は、88河川を対象とした研究で、河川水質の経時的変化を把握するにはMCIの方がQMCIよりも有用であると結論付けました。類似の指標が3種類存在すると、様々な結論につながる可能性があり、また、専門家の特定の立場や見解に偏りを持たせるために、どちらかのファイルを特定の用途で利用する道が開かれることになります。[ 11 ] 2019年8月、環境省は淡水管理に関する国家政策声明案と、MCI、QMCI、平均スコア・パー・メトリック（ASPM）という3つの異なる指標を含めることを推奨する科学技術諮問委員会の報告書を発表しました。[ 12 ]

QMCI 値は以下を使用して計算できます。

QMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N

SQMCI値はQMCIと同様に計算できますが、実際のカウントの代わりにコード化された存在量が用いられます。例：

SQMCI = Σ_(i=1)^(i=s)▒(n_i*a_i)/N

MCIに影響を与える要因水生生態系の水質を評価する際に、MCIのデータ取得に 影響を与える要因がいくつかあります。硬底チャネルと軟底チャネルでは結果が異なる場合が多く、多くの研究者は2つの異なるバージョンのMCIを使用します。例えば、Stark & Mallard (2007) の研究では、硬底チャネルと軟底チャネルにはそれぞれ異なるバージョンのMCIがあり、分類群と許容値の違いにより、2つのバージョンを1つのデータセットに統合できないことが示されています。[ 8 ]

MCIによって取得されるデータに影響を与える空間的変動も重要です。下流に向かうにつれて、MCI値が低くなる傾向があります。また、単一の河川区間を持つ瀬、流れ、または淵の間でも交絡効果が見られる可能性があります。[ 13 ]

深度と流速も結果に影響を与える懸念事項として挙げられてきたが、Stark（1993）は、サンプル採取方法、水深、流速、基質が結果に及ぼす影響を調査し、石質瀬から採取された大型無脊椎動物サンプルでは、​​MCIとQMCIはどちらも深度、流速、基質とは無関係であることを発見した。[ 10 ]この発見は、水質汚染の評価に有利である。

水質評価に最も影響を与える要因と考えられている季節変動については、いくつかの研究が行われてきました。すべてのモデルは、参照データとして使用される季節に収集されたデータを検証する必要があるという結論に達しています。[ 13 ]

水温、無脊椎動物の生活史、溶存酸素濃度など、季節変動の原因として説明されてきた他のいくつかの要因があります。温暖な季節には、河川の健康状態が悪いことを示す生物指標があります。[ 13 ]夏などの温暖な季節は気温が上昇するため、水温が上昇し、水中の溶存酸素量が減少し、水生大型無脊椎動物にとって環境が不利になります。その結果、大型無脊椎動物の個体群密度に影響を与え、指標の結果も変化します。

参考文献

  1. ^ a b「大型無脊椎動物群集指数」 www.lawa.org.nz陸地・空気・水・アオテラロア2016年8月24日閲覧
  2. ^ a b「大型無脊椎動物群集構成（MCI）」ニュージーランド環境省。2016年9月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年8月24日閲覧。
  3. ^ a b Stark, JD (1993)「大型無脊椎動物群集指数の性能：サンプリング方法、サンプル複製、水深、流速、基質が指数値に与える影響」ニュージーランド海洋淡水研究誌27:4, 463-478。
  4. ^ a b Bennett, HH, MW Mullen, PM Stewart, JA Sawyer, ECW (2004) アラバマ沿岸平野流域における無脊椎動物群集指標の開発. アメリカ水資源協会誌, 40:1, 43-51
  5. ^ a b Collier, KJ.​​ (2014) 木材腐朽速度と大型無脊椎動物群集構造（ニュージーランド、ワイカト）の対照的な人為的圧力勾配に沿った構造、ニュージーランド海洋淡水研究ジャーナル、48:1、97-111
  6. ^ Hall, MJ, GP Closs, RH Riley. (2001) ニュージーランド南島の沿岸河川集水域における土地利用と河川無脊椎動物群集構造の関係. ニュージーランド海洋淡水研究ジャーナル, 35:3, 591-603
  7. ^ Collins, CL, MW Mullen, PM Stewart, EC Webber. (2008) アラバマ州沿岸平野流域における都市河川の無脊椎動物群集指数の検証. アメリカ水資源協会誌, 44(3), 663-669
  8. ^ a b Larned, ST, T. Snelder, MJ Unwin, GB McBride. (2016) ニュージーランドの河川の水質：現状と傾向. ニュージーランド海洋淡水研究ジャーナル, 50:3, 389-417
  9. ^ Olomukoro, JOおよびA. Dirisu. (2014)「ナイジェリア南部の派生サバンナ湿地におけるエディオン川とオモド川の大型無脊椎動物群集と汚染耐性指数」Jordan Journal of Biological Sciences, 7:1, 19-24.
  10. ^ a b c Stark, JD (1998) SQMCI: 淡水マクロ無脊椎動物のコード化された生息数データの生物学的指標。ニュージーランド海洋淡水研究ジャーナル、32:1、55-66。
  11. ^ a b c Wright-Stow, AEおよびWinterbourn, MJ (2003) ニュージーランドの河川監視指標である大型無脊椎動物群集指数とその定量的変種はどの程度一致しているか? New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research, 37:2, 461-470.
  12. ^ MfE (2019年9月). 「健全な水路のための行動計画」.環境省.
  13. ^ a b c Stark, JD and N. Phillips. (2009) 大型無脊椎動物群集指数の季節変動：季節補正係数は必要か？ ニュージーランド海洋淡水研究ジャーナル、43:4、867-882
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