Undersøgelse viser, at vådområder giver landskabsmæssig reduktion af kvælstofforurening

I landbrugsregioner som det amerikanske midtvest, overskydende nitrat fra afgrødegødning trænger ind i floder og vandløb gennem underjordiske drænkanaler og landbrugsgrøfter.

Høje nitratkoncentrationer i vandveje kan være skadelige for økosystemer og menneskers sundhed, forurener drikkevandet og til sidst strømmer nedstrøms langt nok til at øge størrelsen af ​​Den Mexicanske Golfs "døde zone".

En undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Natur Geovidenskab af National Science Foundation (NSF)-finansierede forskere giver ny indsigt i dette problem:Flere vådområder, eller "vådområdekomplekser" i et vandskel, er ekstremt effektive til at reducere nitratniveauet i floder og vandløb.

Vådområdekomplekser kan være fem gange bedre til at reducere nitrat end de bedste landbaserede nitrogenreduktionsstrategier, siger forskerne.

"Landbrugets produktivitet gavner økonomien, men er ofte ledsaget af miljøomkostninger, siger Tom Torgersen, direktør for NSF's Water, Bæredygtighed og klimaprogram, som finansierede forskningen. "Denne undersøgelse viser, at bevarelse eller genoprettelse af vådområder i intensivt forvaltede landbrugsvandskel ville reducere nitrat i floder og forbedre den lokale vandkvalitet, samtidig med at nitrateksporten til den hypoxiske [døde] zone i Den Mexicanske Golf reduceres."

Ved at bruge vandprøver indsamlet over en fireårig periode fra mere end 200 vandveje i de 17, 000 kvadratkilometer Minnesota River Basin (MRB), sammen med geospatial information om arealanvendelse i MRB-vandskellet, forskere isolerede virkningerne af vådområder på nitratkoncentrationer i vandløb og floder.

Undersøgelsen gav en række væsentlige resultater:

• Når vandløbene er høje, vådområder er fem gange mere effektive til at reducere nitrat end den bedste landbaserede bevaringspraksis.
• Arrangementet af vådområder i et vandskel er en forudsigelse for omfanget af nitratreduktion. Når vådområder filtrerer afstrømning fra 100 procent af et drænområde, de er tre gange mere effektive til nitratfjernelse, end når de filtrerer afstrømning fra 50 procent af et drænområde.
• Nitratreduktion i midlertidige vådområder og i geografisk isolerede vådområder (dem, der ikke er forbundet med en flod), såsom vådområder, der dannes i landbrugsgrøfter, er størst under høje vandløb.

"Dette er vigtige skridt i retning af at erkende, at når vi mister vådområder, vi mister også de betydelige fordele, de giver i forureningskontrol, siger Amy Hansen, en forsker ved University of Minnesotas St. Anthony Falls Laboratory og førsteforfatter af tidsskriftet.

Bidragene fra små vådområder er særligt vigtige for fremtiden, siger Hansen. Klimaprognoser forudsiger stigninger i nedbørshyppighed og omfang - forhold, hvorunder vådområder spiller en væsentlig rolle i reduktionen af ​​flodnitrat.

"Vores arbejde viser, at genopretning af vådområder kan være en af ​​de mest effektive metoder til at forbedre vandkvaliteten i lyset af klimaændringer og den stigende globale efterspørgsel efter fødevarer, " siger papirets medforfatter Jacques Finlay, en økolog ved University of Minnesota.

Andre medforfattere til papiret er Christine Dolph fra University of Minnesota og Efi Foufoula-Georgiou fra University of California, Irvine.

Resultaterne af forskningen fremmer forskernes forståelse af vådområder og deres rolle i forureningskontrol, ifølge forskerne, og give vejledning om placering og fordele for genopretning af vådområder.