Colorado -bjergene hopper tilbage fra sure regnpåvirkninger

En langsigtet tendens til økologisk forbedring viser sig i bjergene vest for Boulder. Forskere fra University of Colorado Boulder har fundet ud af, at Niwot Ridge - et højt alpint område i Rocky Mountains, øst for Continental Divide - er langsomt ved at komme sig efter øget surhed forårsaget af køretøjsemissioner i Colorado's Front Range.

Deres resultater viser, at salpetersyre og svovlsyre niveauer i Green Lakes Valley -regionen ved Niwot Ridge generelt er faldet i løbet af de sidste 30 år, især siden midten af ​​2000'erne. Fundene, hvilket tyder på, at alpine regioner på tværs af Mountain West kan komme sig, er offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Biogeosciences.

Dette er gode nyheder for dyrelivet og vilde blomster i Rocky Mountain National Park nord for Niwot Ridge, som afhænger af begrænsede surhedsgrader i vandet og jorden for at trives. Colorado's Rocky Mountains er også kilden til meget vand for mennesker, der bor i Mountain West, og integriteten af ​​disse økosystemer påvirker både mængden og kvaliteten af ​​dette vand.

"Det ser ud til, at vi gør det rigtige. Ved at kontrollere køretøjsemissioner, nogle af disse virkelig specielle steder, der gør Colorado unik, går tilbage til det, de plejede at være, "sagde Jason Neff, medforfatter på papiret og direktør for Sustainability Innovation Lab i Colorado (SILC).

Næsten alle områder i verden, herunder Colorado's Rocky Mountains, har været påvirket i de sidste 200 år af øgede sure næringsstoffer, som nitrogen, indeholdt i regn og sne. Kvælstofoxider, som nitrat, fremstilles primært fra køretøjer og energiproduktion. Ammonium er en hovedingrediens i almindelig landbrugsgødning.

Kvælstof er et grundlæggende næringsstof, der kræves i økosystemer. Men når nitrogenindholdet stiger for meget, denne ændrede jord- og vandkemi kan gøre det svært for indfødte planter at trives eller endda overleve - hvilket kan føre til en kaskade af negative konsekvenser.

Om sommeren, solen opvarmer de østlige flanker i Front Range, får den varmere luft til at stige - bringer nitrogen fra biler, industri og landbrug med det. Når denne luft afkøles, den danner skyer over Rocky Mountains og falder ned igen som tordenvejr om eftermiddagen - aflejrer forurenende stoffer, forklarede Neff.

I 1970'erne, såkaldt "sur regn" ramte østkystens økosystemer meget hårdere end Mountain West, berømt at udslette fiskebestande og dræbe træer på tværs af store skår i New York. Men forskere arbejder stadig på at forstå, hvordan øgede niveauer af sure næringsstoffer påvirker alperegionen, og hvor lang tid disse økosystemer tager at komme sig.

For at udfylde dette hul med viden, forskerne analyserede data fra 1984 til 2017 om atmosfærisk aflejring og vandkemi fra bjergforskningsstationen, en forskningsfacilitet fra Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) og CU Boulder placeret på Niwot Ridge. De fandt ud af, at omkring begyndelsen af ​​2000'erne niveauerne af salpetersyre og svovlsyre stoppede med at stige i Green Lakes Valley. I midten af ​​2000'erne begyndte de at falde.

Deres fund var ikke alle gode nyheder, imidlertid. Niveauer af ammonium fra gødning er mere end fordoblet i nedbør i dette område mellem 1984 og 2017, hvilket angiver et behov for fortsat at overvåge dette landbrugskemikalie og dets virkninger på bjergøkosystemet.

Fra feltarbejde til statistik

Dette arbejde bygger på årtiers feltarbejde fra Colorado -forskere ved CU Boulder og videre.

Niwot Ridge er et af 28 Long Term Ecological Research (LTER) netværkssteder i USA, finansieret af National Science Foundation. Dens 4 kvadratkilometer strækker sig fra Continental Divide ned til den subalpine skov, 41 km nordvest for Boulder. Forskere ved CU Boulder, samt Colorado State University og United States Geological Survey, har indsamlet data her siden midten af ​​1970'erne, vandre gennem sne, slud og regn for at få det.

I 80'erne, 90'erne og 2000'erne arbejdede de på at gøre opmærksom på stigende forsuring i Colorado -bjergøkosystemer som et behov for forureningsregulering i Front Range.

Denne nye forskning blev muliggjort af disse dedikerede forskere, understreger Neff.

"Vi brugte vandkvalitetsmodellering og statistiske metoder til at analysere de langsigtede datasæt, som Niwot-forskere har indsamlet i årtier, "sagde Eve-Lyn Hinckley, medforfatter på papiret og medarbejder i INSTAAR. "Dataene er tilgængelige for alle, der kan downloades. Vores modelleringsmetoder gav os mulighed for at evaluere de mønstre, de har på en streng måde."

Siden 1990 har Bill Bowman, direktør for Mountain Research Station og professor i økologi og evolutionær biologi, har undersøgt, hvordan næringsstoffer som nitrogen påvirker planter i bjergøkosystemer. Han har fundet ud af, at alpine miljøer er unikke i, hvordan de reagerer på disse næringsstoffer.

"Det er et system, der er tilpasset lave næringsstoffer, samt et hårdt klima og en meget kort vækstsæson - og frost midt i sæsonen. Disse er meget langsomt voksende planter. Og de kan simpelthen ikke reagere på tilsætning af mere nitrogen til systemet, "sagde Bowman, også en kollega i INSTAAR.

Han har også fundet ud af, at disse økosystemer genopretter ganske langsomt, selv efter at sure elementer som nitrogen ikke længere tilføjes. Men ligesom Neff, som afsluttede sin bacheloruddannelse med Bowman i 1993 ved hjælp af Niwot Ridge -data, han ser denne forskning som opmuntrende.

Selvom det går langsomt, de sagde, disse resultater viser, at økosystemet har en chance for at komme sig.

"Vi har stadig problemer med luftkvaliteten i Front Range. Men selv med disse luftkvalitetsproblemer, denne forskning viser, at regulering af køretøjs- og kraftværksemissioner har stor indflydelse, "sagde Neff.