Массовое цветение водорослей, вызванное избытком удобрений с ферм и городов, которые стекают в водоснабжение, имеет серьезные последствия для здоровья людей и экономики.
В последние годы потрясающие спутниковые снимки показывают цветение токсичных водорослей по всему миру, включая озеро Эри, Балтийское и Желтое моря. На самом деле, согласно недавней публикации в журнале Science, загрязнение питательными веществами является второй по величине экологической угрозой для человечества, а экономический ущерб от этой проблемы составляет до 2,3 триллиона долларов в год.
Новое исследование, проведенное экологом по экосистемам из Университета Бригама Янга Беном Эбботтом, представляет новый инструмент для борьбы с этим глобальным кризисом. Его исследование, недавно опубликованное в журнале Ecology Letters, показало, что реки и ручьи можно использовать в качестве «датчиков» состояния экосистемы, что позволяет улучшить как качество воды, так и производство продуктов питания.
Его исследование показывает, что пробы в верховьях рек, где формируются ручьи, могут определить, какие ландшафты достаточно устойчивы, чтобы выдержать суровые условия земледелия, а какие уязвимы для выщелачивания токсичных остатков в водные пути.
«В настоящее время люди просто выходят и занимаются сельским хозяйством везде, где есть свободная земля», - сказал Эбботт. «Используя отпечатки пальцев качества воды по всей сети ручьев, мы можем сказать фермерам или градостроителям: «Эй, эта земля действительно устойчива, поэтому вы должны заниматься здесь сельским хозяйством».'"
Эбботт и международная группа исследователей использовали набор данных из Франции, который включал образцы из 60 небольших притоков каждые две недели в течение 12 лет. При анализе данных они обнаружили, что концентрация питательных веществ со временем повышалась и понижалась, но относительный рейтинг каждого потока оставался стабильным на протяжении многих лет. Эта пространственная стабильность качества воды означает, что периодический отбор проб верховьев может выявить местонахождение и мощность источников загрязнения.
Ранее экологи предполагали, что верховья рек слишком непостоянны, чтобы можно было получить надежные данные. Преобладало мнение, что любые данные потоков, собранные в четверг, изменятся к пятнице.
«Мы были удивлены, увидев, что ручьи являются хорошими датчиками долгосрочных условий содержания питательных веществ», - сказал соавтор исследования Джей Зарнецке, ученый-эколог из Мичиганского государственного университета. «Наши методы показывают, что мы можем многое узнать из относительно небольшого количества образцов, если они собраны более стратегически."
Эбботт и его коллеги в настоящее время тестируют свой новый метод в Хлебной корзине в центральной части США, а также в арктических и бореальных ландшафтах, где деградация вечной мерзлоты влияет на химический состав рек. Они также организуют гражданский научный проект, который состоится этой весной, чтобы определить источники питательных веществ в озере Юта.
«Если закономерности, которые мы обнаружили, верны, этот метод может иметь жизненно важное значение для здоровья человека и экосистемы в развивающихся странах, у которых нет ресурсов для проведения крупных исследований воды», - сказал Эбботт.