At begrænse forurening i Chesapeake -bugten har hjulpet undervandsgræs med at genopstå

Søgræs er "kystkanarier" i oceaner og bugter. Når disse undersøiske blomstrende planter er syge eller dør, det betyder, at økosystemet er i store problemer - typisk på grund af forurening, der reducerer vandkvaliteten. Men når de trives og udvider sig, det er et tegn på, at økosystemet bliver sundere.

Vi har samarbejdet om havgræsforskning i tre årtier i Chesapeake Bay og videre. En af os (Bob "JJ" Orth) har kortlagt og studeret bugtenes nedsænkede vandvegetation siden 1980'erne. Og den anden (Bill Dennison) studerer søgræsøkofysiologi og har ledet bestræbelser på at gøre denne videnskab forståelig og nyttig.

Søgræs er afgørende for en sund Chesapeake Bay. De giver levesteder for fisk og skaldyr, stabilisere sedimenter og hjælpe med at klargøre vandet. Bugtens græsser faldt kraftigt i 1970'erne, da forurening og udvikling forringede dens vandkvalitet. Stater rundt om bugten har siden 2010 arbejdet sammen om en omfattende plan for at rydde op og genoprette dets økosystemer.

I en ny undersøgelse, vi leverer afgørende bevis for, at reduktion af udledninger af nitrogen, fosfor og andre forurenende stoffer i bugten har produceret den største genopblussen af ​​undersøiske græsser, der nogensinde er registreret nogen steder. Denne succes viser, at kystøkosystemer er modstandsdygtige, og at en fælles indsats for at reducere forurening af næringsstoffer kan resultere i betydelige forbedringer.

At reducere forurening af næringsstoffer øger havgræsset

For ti år siden ledede vi en indsats gennem National Center for Økologisk Analyse og Syntese for at forstå havgræsens globale baner. Det, vi fandt ud af, var, at søgræs gik tabt i en alarmerende hastighed, svarende til en fodboldbane med havgræs hvert 30. minut siden 1980.

Så da vi begyndte at observere nettostigninger i løbet af de sidste par år i overflod af flere typer havgræs (samlet kendt som nedsænket akvatisk vegetation) i vores elskede Chesapeake Bay, vi vidste, at denne begivenhed var globalt unik.

For at se, hvad der skete, vi indgik et partnerskab med Chesapeake Bay -programmet for at igangsætte det, der kaldes en synteseindsats. Syntesevidenskaben samler forskellige teams af eksperter fra forskellige felter for at trække ny indsigt ud af eksisterende data.

Vi havde adgang til 30 års årlige undersøgelser af undersøiske græsser, som JJ Orth personligt fører tilsyn med, plus et datasæt på 30 år for vandkvalitet indsamlet af Chesapeake Bay-programmet. Forskere fra Virginia Institute of Marine Science, University of Maryland Center for Miljøvidenskab, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, den amerikanske geologiske undersøgelse, det nationale socio-miljøsyntesecenter, St. Mary's College of Maryland, Smithsonian Environmental Research Center, Maryland Department of Natural Resources, Texas A&M University-Corpus Christi og U.S. Environmental Protection Agency leverede analytisk ildkraft til at hjælpe med at vurdere disse komplekse oplysninger.

Vi startede med at identificere måder, hvorpå aktiviteter på land kan påvirke tendensen i vandkvalitet og overflod af græs under vandet. Derefter testede vi vores hypotetiserede forbindelser ved hjælp af strukturelle ligningsmodeller, der analyserede data på to forskellige måder.

En tilgang fokuserede på kaskaden af ​​nitrogen og fosfor, der flyttede fra kilder på land, såsom udledning af spildevand og afstrømning af regnvand, i vandveje. Den anden viste, hvad der skete med undervandsgræs, når disse næringsstoffer kom ind i vandet. Næringsstoffer overbefrugter bugten, skaber enorme blomster af alger, der dør og nedbryder ilt fra vandet. Dette producerer "døde zoner", der ikke kan understøtte fisk eller planteliv.

I vores analyse, fandt vi afgørende beviser for, at reduktioner af overskydende nitrogen og fosfor forårsagede genopretning af undervandsgræs i Chesapeake Bay. Siden 1984 har mængden af ​​kvælstof, der kommer ind i bugten, er faldet med 23 procent, og fosfor er faldet med 8 procent, takket være en "forureningsdiæt", som ØPA etablerede i 2010. Planen, formelt kaldet en Total Maximum Daily Load (TMDL), kræver stater i bugten 64, 000 kvadratkilometer vandskel for at reducere specifikke forurenende stoffer, der kommer ind i bugten til målniveauer på en fast tidsplan.

Som resultat, undersøiske græsser er steget med over 300 procent og er dukket op igen nogle steder rundt om bugten, hvor de ikke var blevet observeret i årtier.

En sundere Chesapeake Bay

I de sidste 12 år har vi har brugt undervandsgræsser og andre vandkvalitetsdata til at producere et årligt Chesapeake Bay -rapportkort. Vores rapportkort fra 2017 beskriver fremskridt over hele linjen, med 7 ud af 15 rapporterende regioner omkring bugten, der viser betydelig forbedring, og resten holder sig stabilt.

Vi tilskriver disse forbedringer til TMDL -planen. I særdeleshed, opgraderinger på områdets spildevandsrensningsanlæg har reduceret nitrogen- og fosforinput i bugten. Katalysatorer på biler og røgstabler i kraftværker har reduceret atmosfærisk nitrogenemission og efterfølgende aflejring, der finder vej til bugten. Det ser ud til, at disse ledelseshandlinger begynder at betale sig, selvom der er mere at gøre - især at reducere næringsforurening fra landbruget.

Fremskridt i fare

Chesapeake Bay -programmet er et partnerskab mellem seks stater (New York, Pennsylvania, Maryland, Delaware, West Virginia, Virginia), District of Columbia og den føderale regering, repræsenteret af ØPA. Det udnytter stærkt føderal finansiering ved at engagere samfundsgrupper, lokale kommuner og ikke -statslige organisationer til at udføre handlinger, der hjælper med at reducere forurening, der kommer ind i bugten. Eksempler omfatter ombygning af byoverflader for at reducere afstrømning af stormvand og subsidiering af landmænd til at dyrke vinterafgrøder, der hjælper med at beholde næringsstoffer på marker.

Da EPA -administrator Scott Pruitt var statsadvokat i Oklahoma, han sluttede sig til andre stater i en retssag om at blokere oprydningen i Chesapeake Bay, kalder det en føderal overreach. Nu, imidlertid, Pruitt har lovet at støtte programmet, som blev stadfæstet af en føderal domstol i 2013 og blev appelleret i 2015.

Men præsident Trumps budget for 2017 opfordrede til at eliminere Chesapeake Bay -programmet fuldstændigt. Kongressen vedtog kun små nedskæringer, men Trumps budgetanmodning for 2018 reducerer programmets finansiering med 90 procent - ironisk nok, lige når vi endelig begynder at vende nedbrydningen fra de sidste årtier.

Chesapeake Bay er uden tvivl den bedst studerede flodmunding på planeten, og det faktum, at vores undersøgelse forbinder forvaltningsaktioner med en enorm genopblussen af ​​undersøiske græsser, er en hyldest til denne rige historie. Løbende bestræbelser på at genoprette bugten har givet lektioner om, hvordan forureningsbekæmpelse kan føre til genopretning af økosystemer.

Denne indsigt kan og bør anvendes på andre vandområder, der er påvirket af næringsstofforurening. Vi håber, at historien om Chesapeake Bay's opsving inspirerer til lignende handlinger mange andre steder.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.