Nitrogenforurenings vej til vandløb væver sig gennem flere skove (og hurtigere) end antaget

Nitrogen i regn og sne falder til jorden, hvor i teorien, det bruges af skovplanter og mikrober. Ny forskning udført af et videnskabeligt samarbejde ledet af USDA Forest Service viser, at mere nitrogen fra regn og sne når flere vandløb end tidligere antaget og flyder nedstrøms i skovene i USA og Canada. Studiet, "Uforarbejdet atmosfærisk nitrat i farvande i Northern Forest Region i USA og Canada, " blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi .

Forskere fandt ud af, at noget nitrat, som er en form for nitrogen, som planter og mikrober kan bruge, lejlighedsvis bevæger sig for hurtigt til biologisk optagelse, hvilket resulterer i, at "uforarbejdet" nitrat går uden om skovbiologiens ellers effektive filter. Undersøgelsen forbinder forurenende emissioner fra forskellige og nogle gange fjerne kilder, herunder industri, energiproduktion, transportsektoren og landbruget til skovsundhed og vandløbskvalitet.

"Kvælstof er afgørende for planetens biologiske produktivitet, men det bliver en økologisk og akvatisk forurening, når der er for meget til stede, " sagde Stephen Sebestyen, en forskningshydrolog med USDA Forest Service's Northern Research Station med base i Grand Rapids, Minn., og undersøgelsens hovedforfatter.

USDA er en ligestillingsudbyder og arbejdsgiver.

"Fra offentlige jordforvaltere til skovlodsejere, der er stor interesse for skovsundhed og vandkvalitet. Vores forskning identificerer udbredte forureningseffekter, hvilket underminerer indsatsen for at håndtere kvælstofforurening."

Sebestyen og 29 medforfattere gennemførte en af ​​de største og længste undersøgelser for at spore bevægelse af uforarbejdet nitrat i skove. Forskere fra flere føderale agenturer og 12 akademiske institutioner i USA, Canada, og Japan indsamlede vandprøver i 13 stater og provinsen Ontario, i sidste ende kompilere mere end 1, 800 individuelle nitratisotopanalyser i løbet af 21 år.

"Vi antog generelt, at nitratforurening ikke ville rejse en stor afstand gennem en skov, fordi landskabet ville tjene som et effektivt filter, " sagde Sebestyen. "Denne undersøgelse viser, at selvom vi ikke har taget fejl af det, vi havde brug for mere information for at blive bedre informeret." Skove bruger generelt mest nitrat, medmindre nedbør og afstrømning af snesmeltning under hændelser med højere flow fører til kortvarige, men vigtige vinduer, når uforarbejdet nitrat strømmer til vandløb; nogle gange på niveauer, der er uventet høje.

For meget kvælstof bidrager til skovtilbagegang og vækst af generende vegetation i søer og damme. Træarter har varierende niveauer af tolerance for nitrogen. For meget kvælstof kan ændre skovens sammensætning og give fodfæste for ikke-hjemmehørende planter. "Jeg er bekymret over, hvordan luftforurening påvirker skove og vandskel, " sagde Trent Wickman, en Air Resource Specialist med USDA Forest Service's Eastern Region og en medforfatter af undersøgelsen. "Der er en række føderale og statslige programmer, der har til formål at reducere nitrogenluftforurening fra køretøjer og industrielle kilder. Forstå skæbnen for nitrogen, der stammer fra luften, men ender på land, er vigtigt at måle effektiviteten af ​​disse forureningsreduktionsprogrammer."

Sebestyen og undersøgelsens medforfattere foreslår, at fordi uforarbejdet nitrogen ikke filtreres af naturlig vegetation i det omfang, man tidligere har troet, overvågning kombineret med denne basisinformation er nødvendig for at give jordforvaltere et mere nuanceret syn på skovsundhedsproblemer.