生態水文学

生態水文学は、土壌水分が植生をどのように制御するか、また流量レジームが河川や湿地をどのように構造化するかといった、水と生態系の間の双方向の相互作用を研究する学問である。

Definition

生態水文学は、水文学的循環と生態系の間の相互作用を学際的に研究するものであり、水の利用可能性と動きが植生や水生生物をどのように形成するか、そして生物が水文学的フラックスにどのように影響するかを考察する。

Scope

このトピックは、水文学的プロセスと植生および水生生態系の結合を扱い、水制限系における土壌水分動態、水収支に対する植生のフィードバック、河川生態系のための環境流量などを含む。これは水文学の生態学的インターフェースであり、水循環、流出、流量レジームのトピックに基づいている。

Core questions

• 水制限環境において、土壌水分はどのように植生を制御するのか？
• 植生は蒸発散と水収支にどのようにフィードバックするのか？
• 流量レジームは河川および湿地生態系をどのように構造化するのか？
• 淡水生態系を維持するためにどのような流量が必要か？

Key concepts

• 土壌水分動態
• 植物の水ストレスと水利用
• 水収支に対する植生のフィードバック
• 河畔および湿地の水文学
• 環境（生態学的）流量
• 気候-土壌-植生の結合

Key theories

気候-土壌-植生動態

生態水文学は、気候、土壌水分、植生の結合した動態を枠組みとして捉える。確率的な降雨が土壌水分の変動を駆動し、それが植物の水ストレスを制御し、水制限地域における生態系を構造化する。

環境流量と自然流量レジーム

河川流量の規模、時期、頻度、期間における自然な変動性は水生生態系を構造化するため、環境流量の維持は生態水文学的管理の中心である。

Clinical relevance

生態水文学は、ダムや分水路の下流における環境流量の管理、河川や湿地の再生、干ばつや気候変動に対する植生の応答予測、そして水と生態系の関連性を考慮した自然ベースおよび水に配慮したアプローチの設計に情報を提供する。

History

1980年代のイーグルソンによる生態学的最適性に関する研究と、2000年頃のロドリゲス＝イトゥルベによる気候-土壌-植生動態の枠組みが、生態水文学を分野として確立した。これと並行して、自然流量レジームのパラダイムと環境流量科学が河川生態学と水文学を結びつけ、以来この分野は急速に発展してきた。

Key figures

• Ignacio Rodriguez-Iturbe
• Peter S. Eagleson
• N. LeRoy Poff

Seminal works

• rodriguez2000
• eagleson1982
• poff1997

Frequently asked questions

環境流量とは何か？

環境流量とは、淡水生態系とその提供するサービスを維持するために必要な水量の、時期および変動性のことである。その管理は、河川の健全性を維持するために、ダムや分水路の下流で自然流量レジームの十分な部分を保持することを目指す。

植生は水文学にどのように影響するか？

植物は土壌から水を吸い上げ、それを蒸散させることで、土壌水分、蒸発散、および降雨の分配に影響を与える。また、植生は浸透と流出にも影響を与えるため、植生の変化は流域の水収支を大幅に変化させる可能性がある。