Азот в дождь и снег попадает на землю, где, по идее, используется лесными растениями и микробами. Новое исследование, проведенное научным сообществом под руководством Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, показывает, что больше азота из дождя и снега попадает в большее количество ручьев, чем считалось ранее, и течет вниз по течению в лесах Соединенных Штатов и Канады. Исследование «Необработанные атмосферные нитраты в водах Северного лесного региона США и Канады» было опубликовано на этой неделе в журнале Environmental Science & Technology.
Ученые обнаружили, что некоторые нитраты, представляющие собой форму азота, которую могут использовать растения и микробы, иногда перемещаются слишком быстро для биологического поглощения, в результате чего «необработанные» нитраты проходят мимо эффективного фильтра лесной биологии. Исследование связывает выбросы загрязняющих веществ из различных, а иногда и удаленных источников, включая промышленность, производство энергии, транспортный сектор и сельское хозяйство, с состоянием лесов и качеством речной воды.
«Азот имеет решающее значение для биологической продуктивности планеты, но он становится экологическим и водным загрязнителем, когда его слишком много», - сказал Стивен Себастьен, гидролог-исследователь из Северной исследовательской станции Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, базирующейся в Гранд. Рапидс, штат Миннесота, и ведущий автор исследования.
"Управляющие государственными землями и владельцы лесных участков проявляют большой интерес к здоровью лесов и качеству воды. Наше исследование выявило широко распространенное воздействие загрязняющих веществ, что подрывает усилия по борьбе с азотным загрязнением."
Себастьен и 29 соавторов завершили одно из самых крупных и продолжительных исследований по отслеживанию движения необработанных нитратов в лесах. Ученые из нескольких федеральных агентств и 12 академических институтов США, Канады и Японии собрали пробы воды в 13 штатах и провинции Онтарио, в результате чего за 21 год было проведено более 1800 анализов отдельных изотопов нитратов.
«Мы обычно предполагали, что загрязнение нитратами не распространяется на большое расстояние через лес, потому что ландшафт будет служить эффективным фильтром», - сказал Себастьен. «Это исследование демонстрирует, что, хотя мы не ошиблись в этом, нам нужно было больше информации, чтобы быть лучше информированными». В целом леса потребляют большую часть нитратов, за исключением случаев, когда дождевые и талые стоки во время более высоких стоков приводят к кратким, но важным окнам, когда непереработанные нитраты попадают в ручьи; иногда на неожиданно высоких уровнях.
Избыток азота способствует упадку лесов и росту вредной растительности в озерах и прудах. Виды деревьев имеют различный уровень толерантности к азоту. Избыток азота может изменить состав леса и обеспечить плацдарм для неместных растений. «Меня беспокоит то, как загрязнение воздуха влияет на леса и водоразделы», - сказал Трент Викман, специалист по воздушным ресурсам Восточного региона Лесной службы Министерства сельского хозяйства США и соавтор исследования. «Существует ряд федеральных и государственных программ, направленных на снижение загрязнения воздуха азотом от транспортных средств и промышленных источников. Понимание судьбы азота, который возникает в воздухе, но попадает на землю, важно для оценки эффективности этих мер по снижению загрязнения. программы."
Sebestyen и соавторы исследования предполагают, что, поскольку непереработанный азот не фильтруется естественной растительностью в той степени, в которой это считалось ранее, необходим мониторинг в сочетании с этой исходной информацией, чтобы дать землевладельцам более детальное представление о проблемах здоровья лесов..