В прошлом месяце правительства США и Канады призвали к 40-процентному сокращению по сравнению с уровнями 2008 года стока фосфора с ферм и других источников в озеро Эри. Питательное вещество питает обедненную кислородом «мертвую зону» в озере и производит токсины для цветения водорослей, в том числе в 2014 году, когда в течение двух дней была загрязнена питьевая вода более 400 000 человек недалеко от Толедо.Основной причиной вредоносного цветения водорослей является повышенный уровень фосфора из водосборных бассейнов, стекающих в западный бассейн озера Эри, особенно из водосбора реки Мауми, где ведется интенсивное сельское хозяйство.
Около 85 процентов фосфора, поступающего в озеро Эри из реки Мауми, поступает из сельскохозяйственных удобрений и навоза.Новое исследование, объединяющее результаты шести групп моделирования, было опубликовано сегодня Водным центром UM Water Center.
В нем делается вывод о том, что достижение 40-процентного сокращения потребует широкого использования эффективных методов управления удобрениями, значительного преобразования пахотных земель в пастбища и более целенаправленных усилий по сохранению.«Наши результаты показывают, что для большинства сценариев, которые мы тестировали, невозможно будет достичь новых целевых нагрузок по питательным веществам без очень значительного и широкомасштабного внедрения этих методов ведения сельского хозяйства», — сказал водный эколог UM Дон Скавиа, ведущий автор исследования. новое исследование и директор Института устойчивого развития Грэма, который курирует Центр водных ресурсов.«Похоже, что традиционные добровольные, основанные на стимулах природоохранные программы должны быть реализованы в беспрецедентном масштабе или их просто недостаточно для достижения этих экологических целей, и что необходимы новые дополнительные стратегии и программы».
Исследователи разработали список потенциально эффективных методов управления пахотными землями после консультации с экспертами в области сельского хозяйства и окружающей среды. Они рассмотрели различные варианты внесения удобрений, обработки почвы, севооборотов и преобразования земель.Различные варианты управления были объединены для создания 12 сценариев, каждый из которых был протестирован с использованием шести компьютерных моделей.
В моделях водосборов проверялась способность каждого сценария достичь предложенного целевого показателя сокращения фосфора на 40 процентов. Сценарии исследуют как общее количество фосфора, известного как TP, так и количество растворенного реактивного фосфора (DRP), формы питательного вещества, которое наиболее стимулирует водоросли.
«Наиболее многообещающие сценарии включали широкое использование методов управления питательными веществами — особенно подземное внесение фосфорных удобрений — наряду с существенным преобразованием пахотных земель в пастбища и широким использованием буферных полос», — сказал соавтор исследования Джей Мартин из штата Огайо. Университет.Тем не менее, исследователи определили, что семь из 12 сценариев управления пахотными землями не позволят достичь 40-процентного сокращения общего количества фосфора, поступающего в западное озеро Эри из водосбора реки Мауми.
Один из пяти сценариев, способных достичь целевого показателя ТЦ (Сценарий 6), требует вывода из производства почти 30 000 акров пахотных земель и помещения более 1,5 миллиона акров под строгие природоохранные меры. Поскольку средний размер фермы в водоразделе реки Моми составляет 235 акров, это эквивалентно воздействию более чем 6300 ферм.Один из сценариев (Сценарий 2), который позволяет достичь целевого показателя растворенного реактивного фосфора, требует улучшенного управления питательными веществами на всех 3,1 млн.
Акров пропашных полей в водоразделе, что равносильно воздействию примерно 13 000 ферм.«Хотя может возникнуть соблазн выбрать одну модель на основе« превосходной производительности », нет единого способа оценить производительность модели. Вместо этого мы решили использовать несколько моделей, потому что вместе они представляют диапазон разумных представлений о реальном мире, — сказала соавтор исследования Маргарет Калчич, одна из ведущих модельеров UM Water Center.
«Подобные исследования ценны для информирования об усилиях по сохранению на местах, таких как программа 4R Nutrient Stewardship Program, которая в настоящее время реализуется в Огайо. Мы сможем решить эту проблему только с помощью правильного сочетания методов управления земельными и водными ресурсами, применяемых в правильных местах. место и количество ", — сказал соавтор исследования Скотт Сова из The Nature Conservancy.
Достижение целей по сокращению фосфора оказалось трудным в других регионах Соединенных Штатов. Конкретные цели по уменьшению размера «мертвой зоны» в Мексиканском заливе существуют уже 15 лет, но почти никакого прогресса достигнуто не было.
А цели по улучшению качества воды в Чесапикском заливе были поставлены в течение десятилетий, прежде чем был достигнут некоторый ограниченный прогресс.Новый отчет по озеру Эри озаглавлен «Информирование об управлении питательными веществами в сельском хозяйстве озера Эри посредством оценки сценария». Его можно найти по адресу: http://graham.umich.edu/water/project/erie-western-basin