Качество наших рек и озер может ухудшиться из-за вредных уровней растворимого фосфора, несмотря на благонамеренные меры по уменьшению эрозии почвы и улучшению управления и сохранения сельскохозяйственных угодий для выращивания сельскохозяйственных культур, как показывает новое исследование.
Находящийся в Великобритании Центр экологии и гидрологии (CEH) возглавил группу международных ученых, которые обнаружили, что повышенный уровень растворимого фосфора в реках, впадающих в озеро Эри в США, может быть связан с мерами по сохранению, несмотря на их успех в снижении эрозии почвы и потерь питательных веществ в виде твердых частиц.
Исследование показывает, что с начала 2000-х годов наблюдается повышенный уровень поступления растворимого фосфора из рек, впадающих в бассейн западного озера Эри, что связано с увеличением масштабов и интенсивности вредоносного цветения водорослей.
Фосфор является важным питательным веществом для растениеводства, а также для наземных и пресноводных экосистем. Но повышенный уровень растворимого фосфора может вызвать размножение водорослей, которые производят токсины, которые могут быть вредны для рыб, других животных и растений в озерах, реках и ручьях. Вредные водоросли также могут повредить воду, которая очищается для потребления человеком.
Ведущий автор, профессор Хелен Джарви, главный научный сотрудник Центра экологии и гидрологии по качеству воды, сказала: «Мы учли изменение погоды и характер осадков и обнаружили, что одно только увеличение речного стока составляет около одной трети заметное увеличение растворимого фосфора, поступающего в озеро Эри с 2002 года, несмотря на сокращение использования удобрений и количества фосфора, хранящегося в почве. Остальные две трети должны возникнуть в результате других изменений в водоразделе».
Мы отметили, что с течением времени консервационная обработка почвы, когда поля не вспахиваются, а растительные остатки остаются на полях до и после посева следующей культуры для уменьшения эрозии почвы и поверхностного стока, продолжает усиливать тенденцию внедрение с середины 1980-х годов. Вполне вероятно, что переход от традиционной к консервирующей обработке почвы, наряду с меньшим внесением в почву разбросанных фосфорных удобрений, мог непреднамеренно вызвать накопление легкорастворимого фосфора на поверхности почвы.
"Это может увеличить потери растворимого фосфора во время дождевых стоков, а также может быть усугублено установкой подземного дренажа, который может быстро передавать растворимый фосфор с полей в реки."
Она добавила: «Результаты этих исследований имеют важные последствия далеко за пределами бассейна озера Эри, потому что консервирующая обработка почвы широко рекомендуется в качестве полезной практики управления для уменьшения эрозии и потерь питательных веществ с пахотных земель в Великобритании, а также в Европе и Северной Америке."
В 1980-х и 1990-х годах качество воды в озере Эри значительно улучшилось в результате принятия Закона о чистой воде, регулирующего сброс сточных вод, улучшения управления удобрениями и мер по сохранению, которые уменьшили эрозию почвы и потери твердый фосфор, прикрепленный к частицам почвы.
Однако за последние 15 лет качество воды ухудшилось, а цветение водорослей в Западном бассейне увеличилось, что связано с повышением содержания более экологически вредной растворимой формы фосфора. В 2014 году ядовитое цветение водорослей в бассейне западного озера Эри привело к рекомендации «не пить» более чем 400 000 человек в городе Толедо, штат Огайо..
Вследствие этого в 2016 году правительства США и Канады поставили перед собой новую цель - снизить уровень фосфора, попадающего в озеро Эри, на 40 процентов.
Соавтор, профессор Эндрю Шарпли, профессор кафедры качества почв и воды Университета Арканзаса, сказал: «Главный извлеченный урок заключается в том, что могут быть непреднамеренные последствия изменения методов сохранения фермы, которые следует признать.
Эффективное сохранение - адаптивный процесс. В случае с водосборными бассейнами озера Эри сокращение обработки земли значительно уменьшило эрозию, но без изменения методов управления удобрениями это эффективно удерживало фосфор на поверхности почвы.
"В конечном итоге произошел переход от почвы, являющейся поглотителем фосфора, к источнику дренажных вод. Последствия этого исследования находят отклик за пределами бассейна озера Эри и важны для переноса науки на долгосрочные выгоды сохранения управление."
Выводы были основаны на 40-летних отчетах Гейдельбергского университета о ежедневном химическом составе речной воды для крупных рек, впадающих в западный бассейн озера Эри, и демонстрируют глобальную потребность в долгосрочном мониторинге качества воды для выявления изменений. чтобы мы могли адаптивно управлять нашими водными ресурсами, чтобы обеспечить их долгосрочное качество и безопасность.
Отчет, опубликованный в Журнале качества окружающей среды, призывает к таким подходам к управлению качеством почвы и воды, которые учитывают как потери растворимого, так и твердого фосфора с сельскохозяйственных угодий, и подчеркивает, что потребуются дополнительные меры по сохранению растворимого компонента фосфора.