外来種がニューヨークの水道水の水質を脅かしている

この記事はもともとInside Climate Scienceに掲載されたもので、Climate Deskのコラボレーションの一環です。

ニューヨークの飲料水の質、そしてそれをニューヨーク市民一人ひとりの蛇口まで届ける複雑なシステムは、長年にわたり市当局と住民の双方にとって誇りの源となってきました。デラウェア川とキャッツキル川の流域、そしてより近いクロトン貯水池からも、複雑な構造の導水管が市内へと水を供給しています。これらの導水管は主に重力によって動いています。

ニューヨーク市環境保護局が長期流域保護計画を通じてこれらの流域を保護するための一貫した努力を行った結果、このネットワークは都市の給水における最高水準とみなされています。

しかし近年、市内最古の貯水池であるクロトン貯水池の水質を脅かす外来種が3種出現している。

現在、クロトン水系は、市内に初めて大規模に水を供給する流域であり、通常は市の水量の約10%を供給しています。北部の干ばつ時には、さらに多くの水を供給することができます。ハドソン川の東に位置するこの水系は、12の貯水池と3つの管理湖を擁し、そのすべてがウェストチェスター郡のニュークロトン貯水池に流れ込んでいます。

ニューヨーク州北部の流域の水質により、市の水道水の大部分は未濾過のままですが、クロトン水系からの水は1990年代から、味、臭い、色に関する基準を時折違反するようになりました。これに対処するため、市環境保護局はクロトン水ろ過施設を建設し、2015年に稼働を開始しました。

現在、市の水道網、特にニューデラウェア水路は、数十年前から漏水していたため、ニューヨーク州北部の地下に数百万ガロンもの水を流出させていた漏水を修復するための工事が行われています。この工事が最終段階に入ると、ニュークロトン貯水池が市の水供給の大部分を担うことになります。

しかし、過去5年間で、成長の早い水生植物、爪ほどの大きさの軟体動物、ミジンコという3つの外来種がそこに生息するようになった。

侵略的外来種は、生息する生態系に本来は存在しない種であり、在来の動植物に重大な脅威をもたらすことがよくあります。通常、侵略的外来種は人間の介入によって直接的または間接的に持ち込まれ、駆除には多大な費用がかかることがよくあります。

直近の会計年度において、環境保護局は流域全体の水源保護に約1億ドルを費やしました。そのうち150万ドル以上は、外来種の管理などの生態系保護に費やされました。

ゼブラ貝：止めるのが難しい

ゼブラ貝はユーラシア原産の小型軟体動物で、殻の縞模様にちなんで名付けられ、2021年にクロトン水系に侵入しました。市環境保護局の生物学者メレディス・テイラー氏によると、ゼブラ貝は、流域内の私有湖で開催されたバス釣り大会に全国からボートが集まった際に持ち込まれました。これらのボートは環境保護局の管轄外であったため、厳格な除染手順（ボートに生物が残っていないことを確認するために、通常は船体全体を蒸気洗浄すること）の対象とはなりませんでした。

「一度水域に定着してしまうと、拡散を阻止する方法は実際には存在しません」とテイラー氏は述べた。「今年の個体数は、まさに初めて大量の個体数が増加し始めた年でした。」

これらの貝類は、極端な降雨によって最終的に貯水池に流れ込みました。これらのゼブラ貝は濾過摂食者であり、水を吸収し、水柱内のプランクトンを餌とします。これにより、小魚や在来のムール貝の餌が減少し、自然の食物網が乱されます。また、在来のムール貝に巻き付いて取り囲み、摂食や繁殖を阻害し、時には死に至ることもあります。

表面に蓄積する性質により給水システムが詰まることもあり、クロトン貯水池では実際にそのような事態が起きている。

「私たちは、どこにどのくらいの密度で生息しているかを把握し、いつ清掃業者を呼んでインフラから駆除する必要があるかを予測しようとしています」とテイラー氏は述べた。「サンプル採取用のパイプが詰まっているものもあったので、交換する必要がありました。」

彼らの存在は水質化学にも影響を与える可能性があります。ゼブラ貝は特定の種類の藻類を餌とし、他の藻類を排泄するため、排泄物中に副産物を排出します。これがシアノバクテリアの繁殖地となり、高濃度になると「ブルーム」を引き起こす可能性があります。

これらの藻類は水面に生息し、釣りやボートの航行を妨げ、不快な臭いを放つことが多く、水質に悪影響を及ぼすだけでなく、水中の酸素量を減少させ、水域に生息する在来魚の生存にも悪影響を及ぼします。有害な毒素を運ぶことさえあります。

環境保護局は、ムール貝の流入以来、水中のシアノバクテリアの監視を強化しているが、貯水池のより広範な生態系への影響に関しては、ほとんど何もできない。

ヒドリラは「一夜にして」生態系を変えることができる

湖や池、流れの緩やかな川の表面に密集して広がることで知られる水生植物、ヒドリラが、クロトン川下流だけでなく、クロトン貯水池にも生息している。

「私たちはその個体群を根絶しようとしています。この地域ではまだ広範囲に生息しておらず、ハドソン川河口に侵入しないように努めています」とテイラー氏は述べた。「ハドソン川本流では容易に定着しないかもしれませんが、上流から下流にかけての多くの支流では定着する可能性があります。」

水族館でよく使われる水草であるハイドリラは、水域に投棄された際に混入することがよくあります。ハイドリラが水域全体に広がると、在来の水生植物への日光を遮り、枯死を招き、それらを餌とする魚類にも影響を与えます。また、特に拡散防止策が講じられていない場合、船舶の航行も困難になります。ハイドリラは秋に枯死するため、大量の水草が分解し、水中の酸素が枯渇します。これは海洋生物にも影響を与えます。

「生態系が一夜にして変化するのを見ることができます。特にハイドリラの場合は顕著です。普通の池が、生育期の終わりにはハイドリラで完全に覆われてしまうのです」と、リトルベア環境コンサルティングの創設者、ニコール・ホワイト氏は語る。同社は市や州の政府機関と連携し、外来種対策に取り組んでいる。「他の生物はそこでは生き残れません。窒息してしまっています」

ホワイト氏は、環境保護局を含む他の組織と連携し、2018年から2022年にかけてクロトン川のハイドリラの駆除に取り組んだ。当初サンプルを採取した449地点のうち、40パーセントにハイドリラが存在していた。

最終的に、彼らは5シーズンにわたって非常に低濃度の除草剤を使用して下流の川3マイルからハイドリラを駆除することに成功しましたが、ハイドリラが川の生態系に与えた影響は非常に深刻だったため、プロジェクトの最後にホワイト氏はクロトン川に多くの在来の水生植物を植え直さなければなりませんでした。

テイラー氏によると、ニュークロトン貯水池にはヒドリラがまだ残っているとのことだ。環境保護局も除草剤を使ってこれを駆除しようとしている。

貯水池におけるヒドリラの存在は、海洋生態系だけでなく、水質や地元の鳥類の生存にも影響を及ぼす可能性があります。ヒドリラは、毒素を生成するシアノバクテリア（Aetokthonos hydrillicola）を保有していることも知られています。この種の有害藻類は、水鳥やハクトウワシを死滅させる可能性があり、人体にも害を及ぼす可能性があります。

「これは神経毒なので、アエトクトノスがハイドリラに寄生している場所では、多くの野生動物が脳損傷で死んでいます」とホワイト氏は述べた。「魚類、カメなどの爬虫類、ハイドリラを食べる水鳥、そしてそれらの水鳥の捕食者も死にました。」

気候変動により、秋の気温が上昇し、降水量も激化します。これらの降水量により、水柱内の堆積物が移動します。その結果、ハイドリラやシアノバクテリアの大量発生、そして間接的にこれらの毒素の拡散が起こりやすくなります。ニューヨーク州では、環境保護局がサンプル採取を行っていますが、これらの毒素の存在は確認されていません。

ミジンコ、迫りくる脅威

昨年、この貯水池でミジンコが発見されました。このミジンコの出現は初めてであるため、環境保護局の職員は海洋生態系への悪影響をまだ確認しておらず、食物連鎖へのより広範な影響は不明です。ミジンコは大量の動物プランクトンを食べることで水質に悪影響を与え、有害な藻類の繁殖に適した環境を作り出します。テイラー氏は、ミジンコの卵は長期間乾燥しても生存できるため、漁具を介して持ち込まれた可能性が高いと考えています。

ゼブラ貝と同様に、一度定着してしまったミジンコを水域から完全に駆除することは事実上不可能です。多くの科学者にとって最も重要なのは、新たな水路への拡散を阻止することです。ニューヨーク州の淡水の約40%は運河に繋がっており、種にとって移動が容易になっています。

政策が変更されなければ、より多くの外来種が市の貯水池に侵入し、ニューヨーク市民の飲料水の質や釣りの楽しみを支える生態系に新たな形で影響を及ぼす可能性があります。将来、これを阻止するための取り組みには、流域を利用する人々の行動の変化が不可欠です。

「最大の障害は、レクリエーション目的の利用者にとって、自分たちの行動が深刻な影響を及ぼす可能性があることが容易には理解できないことです。ある場所で釣りをしていて何も釣れず、次の貯水池へ行こうと決めた時、その小さな行動がこれほど大きな影響を及ぼすとは考えないでしょう」とテイラー氏は述べた。「そのメッセージを伝えるために最大限の啓蒙活動を行っても、実現は難しいでしょう。」

米国地質調査所（USGS）の生物学者スコット・ジョージ氏は、ニューヨーク州の水路全域で、在来種の魚類を凌駕する小型の外来種であるハゼの蔓延を監視している。ハゼは2021年にハドソン川水系に急速に侵入し、科学者たちを警戒させた。

「私が驚いたのは、この侵入の過程がいかに予測不可能だったかということです」とジョージ氏は語った。「2016年頃にニューヨーク州中部、そしてユティカ地域でハゼの研究を始めたとき、数年間にわたって生息数の拡大の証拠はほとんど見られませんでした。」

ハゼは、一度定着すると、コクチバスなどの在来の営巣魚の卵を食べるため、その個体数を減少させることが多いが、同時に成魚のコクチバスに豊富な食料源を提供することで、より広範囲の生態系への影響を複雑化させている。

結局のところ、外来種は水路に生息する在来種に重大な影響を与え、根絶することはできません。ジョージ氏のような生物学者は、マルハゼのような外来種を綿密にモニタリングし、その影響を測定することに重点を置いています。同時に、除草剤に反応するヒドリラのような種については、早期発見と迅速な対応の重要性を強調しています。

「ここでの前提は、植物、動物、魚類など、問題のある外来種をより早く特定できればできるほど、それが新しい地域に定着していることをより早く特定できればできるほど、それを管理できる可能性、あるいは完全に根絶できる可能性が高くなるということです」とジョージ氏は述べた。

特定の水域における外来種の影響を理解することは困難です。ニューヨーク州では、州内の多くの水域に複数の外来種が生息していることが多く、特定の動物や植物の影響が分かりにくくなっています。

メグ・モドリーは、シャンプレーン湖流域プログラムの水生外来種コーディネーターです。この流域は、バーモント州、ニューヨーク州、そしてカナダのケベック州にまたがる水域を包含し、それらはすべてシャンプレーン湖流域に流れ込んでいます。

近年、シャンプレーン湖水域プログラムは、米国陸軍工兵隊と連携して、ハドソン川とシャンプレーン湖を結ぶ運河を通じて外来種の拡散を防ぐ方法の設計に取り組んでいます。

「水上バイクのレクリエーション用具を陸地の高いところまで持ち上げ、高圧の熱湯で消毒し、分水嶺の反対側に置くのです」とモドリー氏は、この計画の可能性のある成果の一つを説明した。

流域プログラム自体も、流域沿いに複数のボート洗浄施設を既に設置しており、レジャーボート利用者に外来種のボート点検を促しています。モドリー氏は、外来種の拡散を防ぐ米国の政策と、そのための連邦政府資金の配分を非常に歓迎しています。政治家は、これらの種が定着した水域から外来種の影響を軽減し、根絶するためにかかる費用をより深く理解する必要があると彼女は考えています。

モドリー氏は、流域にミジンコが飛来するのを観察し、それが水中のプランクトンの存在に及ぼす大きな影響を監視してきました。彼女は、特に気候変動によって嵐が頻発するにつれて、シャンプレーン湖にヒドリラやマルハゼ、そして外来種の水生植物であるイタドリがさらに広がる可能性を懸念しています。

「このような激しい雨や嵐が発生すると、大きな撹乱が起こり、堆積物の分布が大きく変化します」とモドリー氏は述べた。「そして、撹乱が生じた場所では、外来種がまず優勢になったり定着したりする傾向があります。」

ニューヨークの冬が穏やかになるにつれ、水槽への投棄などを通じて持ち込まれた外来種の一部が、予想外にこれらの水路で冬を越せるようになるのではないかと、一部の科学者は懸念している。

「多くの種がどのような能力を持っているか分からないため、懸念されている」とホワイト氏は語った。