土地利用の変化、天候の季節的変化、気候の長期的変化は、地表水、地下水、それらの間の流れ、そしてそれらに含まれる塩分量に影響を与えます。

「塩分」とは、水や土壌中の塩分濃度を意味します。

自然界の水に含まれる少量の塩分は、水生植物や動物の生命維持に欠かせないものです。

塩分はどこから来るのですか?

水資源に含まれる塩分は、一般的に3つの源から来ています。 まず、少量の塩(主に塩化ナトリウム)が海洋水から蒸発し、雨雲に運ばれ、降雨とともに風景の中に堆積します。

2つ目は、景観によっては、岩石が風化(徐々に分解)する際に放出された塩分が含まれている場合があり、3つ目は、海面がはるかに高かったり、地表がはるかに低かったりした時代に、海が後退する際に残された堆積物に塩分が残っている場合があります。 降雨量やその他の要因にもよりますが、西オーストラリア州では毎年、1ヘクタールあたり約3~360kgの塩が沈着します(Hingston FJ & Gailitis 1976 ‘The geographic variation of salt precipted over Western Australia’ in Australian Journal of Soil Research, Vol 14, pp 319-335)。

一次塩分(自然塩分ともいう)

一次塩分は、何千年にもわたる降雨による塩分の蓄積や、岩石の風化などの自然のプロセスによって引き起こされます。

雨が風景に降ると、一部は土壌や植物の表面、水域から蒸発し、一部は土壌や地下水に浸透し、一部は小川や河川に入り、湖や海に流れ込みます。

雨の多い地域では、大量の水が土壌に浸透し、地下水に入り、河川を通って集水域から排出されることで、土壌や地下水の塩分が比較的新鮮な状態に保たれるという洗浄効果が得られます。

しかし、自然の植物が生い茂る乾燥した地域では、塩分の洗い流しがあまり行われず、景観に降り注ぐ水の多くが、植物からの蒸発や蒸散によって失われます。 その結果、土壌や地下水に塩分が蓄積され、長い年月をかけて高いレベルに達することになります。

オーストラリア南西部のグレートウェスタン・ウッドランドにある自然にできた塩湖、ジョンソン湖。 塩分を含んだ地下水が地表に近づくことで形成された塩湖で、雨の後や地下水の水位が湖の地下水位よりも上昇した場合を除き、1年のほとんどの期間は乾燥している。 写真提供:Keren G. Raiter.

二次塩分または乾燥地塩分

二次塩分は、地下水位が上昇し、「一次」塩分プロセスで蓄積された塩分が地表に出てくることで起こります。 これは、乾燥した地域の多年生(寿命の長い)植物の伐採が原因で、土壌プロファイルや地下水に時間をかけて塩分を蓄積する傾向があります。 西オーストラリアのウィートベルトで広く起こったように、植生が伐採されると、植物を通して風景から失われる水の量が激減します。

地下水位が上昇すると、地下水に含まれる塩分も一緒に運ばれてきて、土壌プロファイルの以前は不飽和だった部分の塩分も溶け出します。 最終的には、谷底の低地が完全に飽和状態になることもあり(特に冬季)、小川や河川の流れの量と時間が増加します。 排出される塩分を含んだ地下水は、より新鮮な地表水と混合し、限界水量から塩水量まで様々な流量を引き起こす。 雨季の後、これらの飽和状態の地域が乾燥すると、塩の結晶が残り、塩焼けの原因となります。 州政府は、土地利用の変化による影響を理解するための実験や、制御された条件下でのエンジニアリング作業を実施し、河川の塩分濃度の影響を管理するための実現可能なソリューションを開発しました。

河川や湿地帯の塩分濃度と流量が増加すると、植生の塩分耐性が問題になる可能性があります。 多くの植物は短期間であれば高い塩分濃度に耐えられますが、長期間の浸水には耐えられません(Barrett-Lennard EG 2003 ‘The interaction between waterlogging and salinity in higher plants: causes, consequences and implications’.

河川の塩分化は、生態系やその構成種を脅かし、人間が利用できない水にしてしまう可能性があります。

オーストラリア南西部のダンブルイアン流域にある自然にできた小川、ドラディーン・クリーク(2003年)。 土手には塩が付着しているのが見られ、流れは塩分を含んだ地下水と交差する上流の深い排水路からのものです。
写真はDoWです。

塩分の状態を分類したもの。 塩分濃度による分類

塩分濃度による分類

塩分濃度(1リットルあたりの塩分量ミリグラム)

説明と用途

td

新鮮さ

< 500

飲用およびすべての 灌漑

限界

500 – 1 000

ほとんどの灌漑。

汽水域

1,000 – 2,000

灌漑は特定の作物のみ。

塩水

2,000 – 10,000

ほとんどの家畜に有用。

高塩分

10 000 – 35 000

非常に塩分の多い地下水。

塩水

> 35 000

海水

塩水。

Mayer, XM, Ruprechtからの分類です。 JK & Bari, MA 2005, Stream salinity status and trends in south-west Western Australia, Department of Environment, Salinity and land use impacts series, Report No. SLUI 38

エガヌ湖(2001年)は、オーストラリア南西部のムーア集水域にある自然に形成された塩湖です。 塩湖は谷底の低い部分に形成され、主に伐採されたマーチャギー集水域からの流出物と塩分を含んだ地下水の排出を受けています。
Photograph by Peter Muirden.

第三次塩害または灌漑による塩害

第三次塩害は、水が何度も作物や園芸に再適用されたときに起こります。 水を再利用するたびに、水の一部が蒸発し、残った水に含まれる塩分が濃縮されていきます。

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