До сих пор размер мертвой зоны каждое лето и факторы, объясняющие изменчивость из года в год, были неуловимы. Используя данные, собранные за 28 лет в озере и вокруг него, команда смогла «измерить» размер мертвой зоны каждое лето и идентифицировать факторы, которые впервые объясняют годовую изменчивость. Они обнаружили, что засуха 2012 года с чрезвычайно низким притоком воды из притоков была связана с рекордной мертвой зоной в озере, и что метеорологические факторы вместе с методами ведения сельского хозяйства объясняют, почему эти явления ежегодно меняются. Предыдущие исследования были сосредоточены на фосфоре из сельскохозяйственных стоков как на главном двигателе мертвых зон озера, но этот анализ показывает, что приток воды из притоков на самом деле является самым большим объясняющим фактором.
Результаты опубликованы в журнале Environmental Science. Технология.
«Мертвые зоны пресной воды — области, обедненные кислородом — возникают, когда в воду добавляется огромное количество фосфора и азота, часто в результате стока удобрений от сельского хозяйства», — пояснил Михалак. «Избыточные питательные вещества способствуют чрезмерному росту водорослей. Когда водоросли умирают и разлагаются, кислород в воде расходуется и может упасть до уровня, слишком низкого для выживания водных организмов. Это происходит особенно, когда вода стратифицирована с теплой водой. слоями поверх холодной воды, предотвращая попадание нового кислорода на дно озера ".
Разоблачение размера мертвой зоны в 2012 году произошло сразу после рекордного вредоносного цветения водорослей, которое произошло в 2011 году, и закрытия водоснабжения Толедо в августе 2014 года из-за высокой концентрации токсинов, продуцируемых цианобактериями. городской водозабор.В то время как рекордное событие мертвой зоны произошло во время засухи 2012 года, рекордное цветение водорослей в 2011 году было связано с интенсивными весенними штормами и различными другими сопутствующими факторами.
Команда изучила данные, полученные за 28 лет, с 1985 по 2012 год, и построила статистическую модель, которая проанализировала такие факторы, как сельскохозяйственная нагрузка питательными веществами и метеорологические условия. Было обнаружено, что рекордно низкий приток притока в озеро был преобладающим объясняющим фактором для мертвой зоны 2012 года, в то время как команда подсчитала, что цветение 2011 года на самом деле было связано с довольно небольшой мертвой зоной, несмотря на массовое цветение.«Интересно, что мы обнаружили, что увеличение притока воды связано с меньшими мертвыми зонами, но с большим цветением водорослей», — отметил Михалак. «Фактически, только приток воды из рек объясняет более трети межгодовой изменчивости размера мертвой зоны, и механизмы, лежащие в основе этого, требуют дальнейшего изучения.
Если добавить три других фактора — содержание фосфора в озере с мая по июль, северо-западные ветры в июне, которые выталкивают богатую питательными веществами воду из западного бассейна в центральный бассейн, и скорости ветра в июле, которые влияют на стратификацию во время сезона гипоксии, вы можете объяснить более 80% изменчивости, которую озеро переживает с 1985 года ».Этот вывод имеет важные последствия для того, как управлять озером: «Метеорологические условия необходимо учитывать в дополнение к стоку питательных веществ при разработке стратегий управления озером Эри, особенно в условиях сильных дождей и потоков воды — будь то чрезвычайно высокие, как в 2011 году, или чрезвычайно низкие. как в 2012 году — становятся более распространенными по мере изменения климата ».