Центр экологии в Великобритании Гидрологи (CEH) возглавляли 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 сокращении эрозии почвы и потерь питательных веществ в виде твердых частиц.Исследование показывает, что с начала 2000-х годов наблюдался повышенный уровень поступления растворимого фосфора из рек, впадающих в бассейн Западного озера Эри, что было связано с увеличением масштабов и суровости вредоносного цветения водорослей.
Фосфор является важным питательным веществом для растениеводства, а также для наземных и пресноводных экосистем. Но повышенный уровень растворимого фосфора может вызвать распространение водорослей, которые производят токсины, которые могут быть вредными для рыб, других животных и растений в озерах, реках и ручьях. Вредные водоросли также могут испортить воду, которую обрабатывают для потребления человеком.
Ведущий автор, профессор Хелен Джарви, главный научный сотрудник Центра экологии в области качества воды. Гидрология, говорит: «Мы учли изменение погоды и режима осадков, и обнаружили, что только увеличение речного стока способствовало примерно одной трети заметного увеличения 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 консервативная обработка почвы — когда поля не вспахиваются, а пожнивные остатки остаются на полях до и после посева следующего урожая, чтобы уменьшить эрозию почвы и сток — продолжает набирать популярность с начала Середина 1980-х гг.
Вероятно, что переход от традиционной обработки почвы к консервационной, наряду с меньшим внесением в почву внесения внесения фосфорных удобрений, мог непреднамеренно вызвать накопление высокорастворимого фосфора на поверхности почвы.«Это может увеличить потери растворимого фосфора во время стока, вызванного дождями, а также может быть усугублено установкой подземного дренажа, который может быстро передавать растворимый фосфор с полей в реки».Она добавила: «Эти результаты исследования имеют важное значение далеко за пределами бассейна озера Эри, потому что консервативная обработка почвы широко рекомендуется в качестве полезной практики управления для снижения эрозии и потерь питательных веществ с пахотных земель в Великобритании, Европе и Северной Америке».
В течение 1980-х и 1990-х годов произошло значительное улучшение качества воды в озере Эри в результате принятия Закона о чистой воде, регулирующего ввод сточных вод, улучшенного управления удобрениями и природоохранных мер, которые снизили эрозию почвы и потери твердых частиц фосфора, прикрепленных к почве. частицы.Однако за последние 15 лет качество воды ухудшилось, в результате чего в Западном бассейне увеличилось цветение водорослей, что связано с увеличением концентрации более экологически вредной растворимой формы фосфора.
В 2014 году токсичное цветение водорослей в бассейне Западного озера Эри привело к тому, что более 400 000 человек в городе Толедо, штат Огайо, посоветовали «не пить».Следовательно, в 2016 году правительства США и Канады поставили новую цель — снизить уровень фосфора, поступающего в озеро Эри, на 40 процентов.
Соавтор, профессор Эндрю Шарпли, профессор почв и качества воды в Университете Арканзаса, сказал: «Главный извлеченный урок состоит в том, что могут быть непредвиденные последствия изменения практик сохранения сельскохозяйственных культур, которые следует признать.«Эффективное сохранение — это адаптивный процесс.
В случае водосборных бассейнов озера Эри сокращение обработки земли резко снизило эрозию, но без изменения практики использования удобрений это эффективно удерживало фосфор на поверхности почвы.«В конечном итоге произошел переход от почвы, являющейся поглотителем фосфора, к дренажным водам. Последствия этого исследования находят отклик не только в бассейне озера Эри, но и важны для перехода науки к долгосрочным выгодам природоохранного управления».
Результаты были основаны на 40-летнем отчете Гейдельбергского университета о ежедневном химическом составе речной воды для крупных рек, впадающих в бассейн Западного озера Эри, и демонстрируют глобальную потребность в долгосрочном мониторинге качества воды для обнаружения изменений, чтобы мы могли адаптивно управлять. наши водные ресурсы для обеспечения их качества и безопасности в долгосрочной перспективе.В отчете, опубликованном в «Журнале качества окружающей среды», содержится призыв к подходам к управлению качеством почвы и воды, которые учитывают потери как растворимого, так и твердого фосфора с сельскохозяйственных угодий, и подчеркивается, что для решения проблемы растворимого фосфорного компонента потребуются дополнительные меры по сохранению.