Langsigtet ag ændring påvirker vandkvaliteten

I begyndelsen af ​​1990'erne, Acton Lake i det sydvestlige Ohio havde et mudret problem. Store mængder sediment fra nærliggende gårde trængte ind i søens vandskel. Disse sedimenter rejste gennem vandløb, der drænede landskabet og fyldte søen.

Så, USDA gav lokale landmænd incitamenter til at ændre nogle af deres landbrugspraksis. En af disse metoder var konserverende jordbearbejdning, hvor jorden pløjes sjældnere. Det kan reducere sedimentafstrømningen.

En ny undersøgelse undersøger, hvordan overgangen til bevarende jordbearbejdning har påvirket Acton Lake i løbet af de sidste årtier. Fra 1994 til 2014, forskerne målte koncentrationer af suspenderet sediment, nitrogen, og fosfor i vandløb, der løber ud i Acton Lake.

"Vi finder ud af, at kortsigtede tendenser i vandkvalitet muligvis ikke afspejler langsigtede ændringer, " siger studiemedforfatter Michael Vanni.

Det er afgørende at spore ændringer i vandkvaliteten på lang sigt, siger Vanni, en biolog ved Miami University, Ohio. "Vi har ikke mange langsigtede oplysninger om, hvordan vandkvaliteten i en å eller en sø reagerer på landbrugsændringer, " han siger.

Det kan være overraskende, da mange økologer studerer landbrugets vandskel. Men ifølge Vanni, undersøgelser af et givet økosystem er normalt kortsigtede. "Langtidsstudier, som vores, kan afsløre vigtige ændringer i vandkvaliteten, " siger Vanni. "Mange af de ændringer, vi observerede, kan kun ses efter at have studeret vandløbene i mere end 20 år."

Vanni og hans kolleger fandt ud af, at vandkvalitetsreaktionerne var forskellige i løbet af undersøgelsens første årti (1994-2003) sammenlignet med det næste (2004-2014). De opdagede også, at koncentrationer af suspenderet sediment, nitrogen, og fosfor reagerede hver især forskelligt.

Niveauer af suspenderet sediment faldt gennem hele undersøgelsesperioden. Imidlertid, faldet var meget kraftigere i de første ti år.

Fosfor- og nitrogenniveauer havde kontrasterende resultater. "Koncentrationen af ​​opløst fosfor i vandløbene faldt kraftigt i løbet af de første ti år, " siger Vanni. "Men så, Fosforniveauet steg i løbet af de næste ti år."

I modsætning, kvælstofniveauet ændrede sig ikke meget i de første ti år. Efter det, de faldt kraftigt.

Undersøgelsen fokuserede på vandskellet i Upper Four Mile Creek, som løber ud i Acton Lake. Det meste af det omkringliggende område består af majs- og sojabønnefarme. Forskerne har overvåget landbrugspraksis i området siden 1989 og vandkvaliteten siden 1994.

De langsigtede ændringer, der ses i denne undersøgelse, indikerer, at der kan være afvejninger i håndtering af forskellige aspekter af vandkvalitet. "Hovedårsagen til at tilskynde til bevarelse af jordbearbejdning var at reducere jorderosion og sedimentation i Acton Lake, " siger Vanni. "Det har helt klart været en succes. Sedimenttilførsler til søen er faldet."

Nitrogenniveauet er også faldende. "Det er fantastisk for lokale ferskvandsøkosystemer, " siger Vanni. "Det er også gavnligt for den Mexicanske Golf, hvor noget af vores afstrømning til sidst rejser."

På den anden side, stigende fosforniveauer giver anledning til bekymring. "De kunne fremme algeopblomstring nedstrøms, " siger Vanni. "Vi bliver måske nødt til at overveje de afvejninger, der er involveret i at håndtere sedimenter, nitrogen, eller fosfor."

Det er ikke helt klart, hvordan undersøgelsens resultater ville gælde for andre områder. Imidlertid, ændringerne i vandkvaliteten observeret i denne undersøgelse ligner dem, der ses i nogle af de floder, der løber ud i Lake Erie.

Høje fosforniveauer er også et problem i disse vandskel. Faktisk, "høje niveauer af fosfor er involveret i at forårsage øget opblomstring af skadelige alger i Lake Erie, " siger Vanni.

Vanni og kolleger håber at kunne fortsætte med at måle ændringer i suspenderede sedimenter, nitrogen, og fosfor i Acton Lake vandskel.

"Vi ser også på Acton Lakes økosystems reaktion på disse ændringer, " siger Vanni. "Det bliver virkelig interessant at observere disse ændringer i løbet af de næste ti år, både fra et videnskabeligt perspektiv såvel som for vandkvalitetsstyring."