断続的な川
ウガンダ北東部のキデポ渓谷国立公園の季節の川

断続的、一時的、または季節的な河川は、毎年または少なくとも5年に2回は流れが止まります。[ 1 ]このような河川は、地球の表面の約3分の1を覆う広大な乾燥地域および半乾燥地域の排水を行います。 [ 2 ]以前は常年河川であった多くの河川が、特に灌漑用水などの水需要の増加により一時的なものになりつつあるため、一時的な河川の範囲は拡大しています。[ 3 ]水の流れが不安定であるにもかかわらず、断続的な河川は、洪水時に大量の堆積と浸食を引き起こすため、乾燥地域では土地形成要因であると考えられています。[ 4 ]乾燥したクラスト土壌と雨の非常に浸食力の高いエネルギーの組み合わせにより、堆積物が再浮遊して沿岸地域まで運ばれます。[ 5 ]これらは、人間の活動によって最も変化した水生生息地の1つです。[ 6 ]夏季には、流量がゼロの状態でも、排水などの点源は依然として活動しており、[ 7 ] [ 8 ]栄養塩や有機汚染物質が堆積物に蓄積します。堆積物は汚染物質の目録として機能し、汚染物質は最初の流入で次の流域へと移動します。[ 9 ]水利用の需要と水生生態系の保全との間の矛盾により、その脆弱性はさらに高まります。[ 10 ] tempQsimモデルなどの高度なモデリングツールは、断続的な流れの動的変化をより適切に記述するために開発されています。[ 5 ]

米国の定義

米国環境保護庁の定義によると、断続河川または断続小川とは、年間の特定の時期にのみ流れ、乾季には地表水が流れない河川または小川を指します。[ 11 ]

区別: 断続的なストリームと一時的なストリーム

断続河川は上流の水源からの雨水やその他の流出水に依存しませんが、補充される場合があります。[ 11 ]断続河川の水路は明確に定義されています。 [ 12 ]一方、一時的な河川は、水路が明確に定義されている場合もあれば、そうでない場合もありますが、水底が地下水面より上にあるため、主に雨水流出水に依存しています。[ 13 ]一時的な河川には、連続した河川や断続的な河川の生物学的、水文学的、および物理的特徴はありません。[ 13 ]

最高裁判所の水質浄化法（CWA）に関する意見では、断続的な小川は管轄外と分類され、したがって法的保護の対象外となっている。2001年より前は、渡り鳥の生息地として機能する可能性があるため、米国のほぼすべての水域が管轄権があると考えられていた。2001年の最高裁判所の米国水域に関する判決（北クック郡固形廃棄物局対米国陸軍工兵隊）に続いて、最高裁判所は2006年にこの問題に関するさらに2つの訴訟を審理した。ラパノス対米国およびカラベル対米国は、1つの判決に統合された後、保護のために満たすべき新しい分析基準を追加したが、最終的にはどの米国水域を保護すべきかの決定は、EPA、米国陸軍工兵隊、およびさらなる裁判に委ねられた。[ 14 ] 2020年5月にEPAと陸軍工兵隊が「米国の水域」とみなすものの解釈が変更されたため、18州の司法長官によって最近の訴訟が提起されました。[ 15 ]

断続性の原因

断続的な河川は、地下水位が河川の水位以上であるか同じである期間に水を含み、表面流を可能にします。[ 16 ]断続的な河川の表面流を制御するメカニズムは、気候的および地理的に特異的です。[ 17 ]たとえば、雪解け水や氷河の融解水によって供給される断続的な河川は、凍結するか、表面水を維持するのに十分な流入がなくなると流れを停止します。[ 17 ]より乾燥した地域の河川は、周囲の帯水層と河川の土手の貯水量が枯渇するために流れを停止します。[ 17 ]

洪水調節や灌漑用貯水など、人間の利用のための水の転用と貯水は、かつては常年河川であった多くの河川の間欠性を引き起こしている。ナイル川、インダス川、黄河、アムダリア川とシルダリア川、リオグランデ川、コロラド川など、過去50年間に人間の介入により間欠性になったいくつかの大河川がこれに該当する。[ 18 ]北米の乾燥地帯と半乾燥地帯では、かつて常年河川であったほとんどの河川が現在では間欠性である。これは、湿地、デルタ地帯、内陸のシンクに流れていた水を人間が取水するために建設された、広範囲にわたるダムと導水路網の直接的な結果である。[ 19 ]この現象はコロラド川で見られ、その流量は1905年以降大幅に減少している。近年、米国のいくつかの州とメキシコが農業用と都市用として大量の水を使用しており、コロラド川デルタに到達する流量がほぼゼロにまで低下している。[ 19 ]気温上昇などの気候変動の影響により、河川の乾燥が加速し、断続性が高まると予測されている。[ 20 ]

分布

断続河川はすべての大陸に存在し、常流河川よりも一般的な場合もあります。[ 21 ]世界の河川網の総延長と流量の30%以上が断続河川であると推定されています。[ 4 ]しかし、一部の低次の河川は分類や追跡が難しいため、それらを考慮するとこの合計は50%を超える可能性があります。[ 21 ]地球規模の気候変動に直面して、かつては常流河川であった世界中の河川の多くが、深刻な気候的乾燥や水収用に苦しむ地域で断続河川になっているため、この合計はさらに増加し​​ています。[ 17 ]

種類

アロヨス

カリフォルニア州パームデザート付近の乾燥した小川の川床の写真。

断続的な河川は、様々な気候帯で見られます。例えば、アメリカ南西部の乾燥・半乾燥地域では、降雨時に細粒堆積物を侵食して深い垂直の河道を形成する断続的な河川であるアロヨが見られます。[ 22 ]河床や隣接する人工構造物に破壊的な影響を与える多くの浸食性アロヨは、19世紀後半の排水路整備と過放牧、そしてアメリカ南西部へのアメリカ人入植者の流入によって形成されました。[ 23 ]

氷河の流れ

氷河川は、太陽エネルギーの流入によって流量の断続性が変動するため、断続的な川であると考えられています。[ 24 ] [ 25 ]ほとんどの氷河川は、氷河の融解水から水を受け取る高山の源流です。[ 26 ]川は秋から乾燥または凍結し始め、早春まで続きます。氷河川の流量は夏に最も高くなります。[ 27 ] [ 28 ] [ 26 ]氷河川の断続性は、一日のさまざまな時間帯でも変動します。[ 26 ]

ボーン

ボーンとは、泉から流れ出る断続的な小川のことです。白亜紀後期によく見られるもので、冬の雨で岩が飽和状態になり、ゆっくりと水が流れて岩が乾くと、小川は止まります。 [ 29 ]この言葉は、イングランドのアングロサクソン語に由来します。

ウィンターボーン

8月に撮影されたエブル川の乾いた川床
4月の同じ場所

ウィンターボーンは、夏期には水が流れない小川や河川で、断続的な小川の特殊なケースです。ウィンターボーンは、古英語のwinterburna（「冬の小川」）に由来するイギリス用語です。ウィンターボーンは、泉から流れる小川を意味するアングロサクソン語から、単にbourneと呼ばれることもありますが、この用語は一年中水が流れる水路にも使用できます。[ 30 ]ウィンターボーンは、通常、粘土質の谷や谷底に隣接する白亜質（またはその他の多孔質の岩石）のダウンランドがある地域で形成されます。雨が降ると、多孔質の白亜質が帯水層に水を保持し、一定の速度で水を放出します。乾期には、地下水位が河床のレベルより低くなり、河床が干上がることがあります。

生態学

断続河川の生息生物は水位によって変化する。年間を通して条件が対照的であるため、同じ断続河川に生息する無脊椎動物群集は互いに著しく異なる場合がある。[ 31 ]これらの生息地の生物多様性が条件によってどのように変化するかは、文献で議論されている。現在の研究結果では、流水の生物多様性は一般に流量の断続性が高まるにつれて減少するが、その期間中の静水および陸生生物多様性の増加によって補われることが示唆されている。[ 17 ]したがって、流水（流水）、静水（湖）、および陸生生物群集をまとめて考えると、断続河川は地域の生物多様性の大部分を占める可能性がある。[ 21 ]断続河川の河畔地域は、さまざまな生物に生息地と資源を提供することができ、下流の生息地にとって重要な栄養源となる可能性もある。[ 12 ]

湿潤前線

断続的な河川の乾期は、「再湿潤」または湿潤前線と呼ばれる現象によって終了します。再湿潤とは、河川における水の流れが再開することと定義されます。これは、水が流入する量が、基質／土壌の孔隙への水の流出量（浸透とも呼ばれます）を上回る場合に発生します。[ 32 ]再湿潤は、河川中の溶存栄養素[ 33 ]と生物種組成[ 33 ]の両方に変化をもたらします。

陸生動物

断続的な河川の乾期には、陸生動物は、自然または人工の障害物のために通常はアクセスできなかった資源や地域にアクセスできるようになります。[ 34 ]さらに、乾燥すると、水位の低下に対応して移動できなかった魚などの生物が川底に残されることがよくあります。[ 35 ]これらの生物は、鳥類、哺乳類、爬虫類など、さまざまな陸生動物の食料源としてよく使用されます。[ 36 ]

魚の種類

断続的な河川には様々な種類の魚が生息しています。ブラッシーミノー（Hybognathus hankinsoni）はワイオミング州の断続的なニオブララ川に生息しています。 [ 37 ]レッドバンドトラウト（Oncorhynchus mykiss gairdneri）はアイダホ州南西部の断続的な砂漠の河川に生息しています。[ 38 ]ウェストフォークスミス川は、オレゴン州に産卵のために戻ってくるコホーサーモンなど、様々な魚種にとって重要な生息地となっています。[ 39 ]

間欠河川に生息するヒナイシドジョウ（ Cobitis shikokuensis）は、水量が少ないときには河床下層に移動する。水量が回復すると、ヒナイシドジョウは河床下層から出てきて、流域に再び定着する。[ 40 ]河川が干上がると、Campostoma spadiceum（ハイランドストーンローラー）は瀬が浅くなりすぎて生息できなくなると、淵のような生息地に移動する。[ 41 ]

食物網

断続河川の食物網は、流下期、縮小期／分断期、乾期において種の数と生息数が大きく変化する点で、常流河川とは異なります。断続河川は、主にデトリタスを基盤とした食物網を形成し、ボトムアップ型の栄養段階モデル​​に従う傾向があります。[ 42 ]捕食者と被食者の比率と栄養段階の数は、断続河川の規模に依存します。[ 43 ]

保全

断続河川は多くの脅威に直面しています。工業用水や農業用水など、大規模消費のために河川水を転用することは、断続河川の生態系を変化させる可能性があります。[ 44 ]人間活動による撹乱は、断続河川の生息地に短期的（パルス）および長期的（圧力）な影響を及ぼす可能性があります。[ 45 ]

参照

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