Результаты, опубликованные в журнале Science, предполагают, что политические цели по уменьшению размера мертвой зоны северной части Мексиканского залива могут быть нереалистичными и что для достижения желаемых улучшений качества воды могут потребоваться серьезные изменения в методах ведения сельского хозяйства и управления реками.Перенос большого количества азота из рек и ручьев через североамериканский кукурузный пояс был связан с развитием большой мертвой зоны в северной части Мексиканского залива, где массовое цветение водорослей приводит к истощению запасов кислорода, что затрудняет жизнь морской флоры и фауны. выжить.«Несмотря на вложения крупных денежных средств в последние годы в улучшение качества воды, площадь прошлогодней мертвой зоны составляла более 22 000 км2, что примерно соответствует размеру штата Нью-Джерси», — сказала Кимберли Ван Метер, ведущий автор книги. статья и научный сотрудник отдела наук о Земле и окружающей среде Ватерлоо.Используя более чем двухвековые сельскохозяйственные данные, ученые показывают, что азот накапливался в почвах и грунтовых водах в течение многих лет интенсивного сельскохозяйственного производства и будет продолжать поступать к побережью в течение десятилетий.
С 1950-х годов качество воды в северной части Мексиканского залива все больше ухудшается, в основном из-за как интенсивного животноводства, так и широкого использования коммерческих удобрений в бассейне реки Миссисипи. Навоз и удобрения богаты азотом — питательным веществом, повышающим урожайность сельскохозяйственных культур, но в избытке могут представлять угрозу как для здоровья человека, так и для водных экосистем.«Мы наблюдаем длительные задержки между принятием фермерами мер по сохранению и любыми измеримыми улучшениями качества воды», — сказал профессор Нандита Басу, старший автор исследования.
Результаты моделирования в ходе текущей работы показывают, что даже при самых лучших сценариях, когда эффективные природоохранные меры принимаются немедленно, потребуется порядка 30 лет, чтобы истощить накопленный избыточный азот, который в настоящее время хранится в сельскохозяйственном ландшафте.«Это проблема не только бассейна реки Миссисипи», — говорит Басу, доцент кафедры гражданского строительства и экологической инженерии, а также наук о Земле и окружающей среде. «Поскольку потребность в интенсивном сельскохозяйственном производстве продолжает расти, азотное наследие также увеличивается, создавая долгосрочные проблемы для прибрежных местообитаний по всему миру».
В исследовательскую группу входят профессор Филиппе Ван Каппеллен, канадский научный руководитель в области экогидрологии, и профессор кафедры наук о Земле и окружающей среде.В настоящее время группа расширяет свой анализ на фосфор, основной фактор цветения водорослей в Великих озерах и других внутренних водах.