酸素は湖の堆積物からのリンの放出を制御する - 限界生態学における長期的パラダイム

要旨：エインゼル、モーティマー、オールの先駆的な研究は、70年前にリン（P）と鉄（Fe）サイクルの関連を解明し、限界生態学者の間で長年にわたるパラダイムの理論的基盤を作り出しました。つまり、「酸素は堆積物からのリン放出を制御する」です。多くの実証研究や、酸素消費とリン放出の強い相関がこのパラダイムを支持しているように見えますが、さまざまなフィールド観察、実験室試験、及び低層水の酸素化措置の繰り返しの失敗は、その普遍的な有効性に疑問を投げかけています。酸化された薄い堆積物表面層の一時的存在は、堆積物表面の一時的なリンプールの変動にのみ影響を与える可能性がありますが、長期的なリン保持には影響しません。長期的には、リン放出は、リン沈殿と無酸素堆積物層のリン結合能力との不均衡です。湖の堆積物のリン保持は、堆積物の特性と流域の土地利用に大きく依存しています。Al(OH)₃や還元されないFe(III)鉱物などのレドックス非感受性リン結合システムの存在は、リン保持を強化し、無酸素条件下でもリン放出を完全に防ぐことができます。カルシウム結合リンの溶解や、有機リンの分解など、酸素の有無にかかわらず、他の放出メカニズムは、レドックス駆動のFe結合リンサイクルよりも重要な場合があります。さらに、細菌はレドックス条件を変えるだけでなく、有機物のミネラリゼーション中のリン放出と細菌リンの蓄積および放出によってリン循環に影響を与えます。微生物プロセスは酸素を消費し、リンを放出するため、酸素消費がリン放出の結果か原因かを区別することは難しいです。現在では古いパラダイムが否定され、パラダイムシフトが起こっています。堆積物中のリン交換は、沈降したリンの量と種類、及びその後の堆積物内での堆積変化によって主に決定される複雑なプロセスと考えられるべきです。古典的なパラダイムは特別なケースでのみ有効であり、現実はそのパラダイムが示唆しているよりもはるかに複雑です。すべてを可能な限りシンプルにするべきですが、単純すぎてはいけません！アルバート・アインシュタイン (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ワインハイム)