Это основной вывод нового исследования, в котором использовались четыре компьютерные модели, чтобы увидеть, что потребуется для достижения давней, но неуловимой цели сокращения примерно на две трети размера летней гипоксической зоны в Мексиканском заливе, области с низким или низким уровнем токсичности. -нет кислорода, который может убить рыбу и других морских обитателей.В исследовании, которое планируется опубликовать в Интернете 31 июля в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи приходят к выводу, что, хотя цель все еще достижима, для ее достижения потребуются смелые новые подходы, широко применяемые в сельскохозяйственных районах, расположенных выше по течению.В своем плане действий по гипоксической зоне Мексиканского залива межправительственная группа недавно продлила до 2035 года крайний срок для достижения цели — создание мертвой зоны площадью 1950 квадратных миль (5000 квадратных километров), которая будет примерно равна размеру Делавэра. . Средний размер мертвой зоны за последние пять лет составляет 5410 квадратных миль (14 024 квадратных километра).Сток с сельскохозяйственных угодий, содержащий удобрения и отходы животноводства, является основным источником азота и фосфора, которые вызывают гипоксическую зону Мексиканского залива, также известную как мертвая зона.
«Суть в том, что мы никогда не достигнем цели плана действий — 1950 квадратных миль, пока не будут предприняты более серьезные действия по сокращению потерь удобрений Среднего Запада в систему реки Миссисипи», — сказал водный эколог Мичиганского университета Дон Скавиа, ведущий автор книги. документ PNAS.Каждый июнь Скавиа и его соавторы используют компьютерные модели для предсказания размера гипоксической зоны Мексиканского залива в прогнозах, выпускаемых Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. Прогноз NOAA в Мексиканском заливе на 2017 год предсказывает, что мертвая зона составит около 8000 квадратных миль, или размером с Нью-Джерси, что станет третьей по величине зоной за всю историю наблюдений.
В своем исследовании исследователи отмечают, что незначительный прогресс был достигнут в снижении уровня питательных веществ в реках, впадающих в Мексиканский залив, или размера самой гипоксической зоны.Концентрация нитрата азотных соединений в реках не снижалась с 1980-х годов. И текущее пятилетнее текущее среднее количество нитратов, доставленных в Мексиканский залив, существенно не отличается от базового уровня 1980-96 годов, несмотря на тот факт, что с тех пор в рамках программ сохранения фермы США в 20 штатах бассейна Миссисипи было потрачено более 28 миллиардов долларов. 1995 г.«Очевидно, что необходимо что-то большее или что-то другое», — написали Скавиа и его коллеги в PNAS. «Не имеет большого значения, если цель снижения нагрузки составляет 30 процентов, 45 процентов или 59 процентов, если ресурсов недостаточно для того, чтобы сделать даже скромные сокращения».
Потенциальные пути к снижению уровней как азота, так и фосфора включают изменение норм внесения удобрений, использование покровных культур (быстрорастущие культуры, высаженные для предотвращения эрозии почвы), улучшение общего управления питательными веществами и поиск альтернатив биотопливу на основе кукурузы.«Пора спросить, что мешает более широкому внедрению некоторых или всех этих стратегий», — написали авторы из Университета штата Вашингтон, Университета штата Северная Каролина, Университета штата Луизиана и Колледжа Уильяма.
Мэри.В феврале 2015 года Целевая группа по питательным веществам водораздела реки Миссисипи / Мексиканского залива, объединяющая федеральные, государственные и племенные агентства, выдвинула к 2035 году цель сокращения гипоксической зоны залива до 1950 квадратных миль.
Целевая группа также согласовала промежуточную цель по сокращению на 20 процентов количества азота, поступающего в Мексиканский залив к 2025 году.В своем исследовании по моделированию исследователи рассмотрели вероятные последствия 20-процентного сокращения содержания азота и пришли к выводу, что это приведет к уменьшению размера мертвой зоны на 18 процентов в долгосрочной перспективе, хотя, возможно, не окажет заметного эффекта в следующие пять лет. до 10 лет.Хотя азот исторически считался основным питательным фактором гипоксии в Мексиканском заливе, по мнению Скавиа и его соавторов, «стратегия двойного приема питательных веществ», направленная на сокращение как азота, так и фосфора, является наиболее разумным подходом к управлению.Сокращение содержания азота на 59 процентов, необходимое для уменьшения мертвой зоны до размеров Делавэра, больше, чем сокращение на 45 процентов, предусмотренное в последнем плане действий целевой группы по заливу.
Это также выше, чем рекомендации для других систем, страдающих от высокого уровня питательных веществ, включая озеро Эри и Чесапикский залив.Скавиа и его коллеги говорят, что новое исследование знаменует собой первый синтез нескольких моделей для выработки согласованной оценки того, как гипоксическая система будет реагировать на снижение нагрузки питательными веществами.
Неопределенности включают потенциальные воздействия изменения климата: ожидается, что частота, интенсивность и время засух и наводнений изменится на большей части территории США, что может повлиять как на время, так и на количество питательных веществ, доставляемых в Мексиканский залив.Несмотря на неопределенность, результаты группы показывают, что реакция зоны гипоксии на снижение содержания азота «является устойчивой по существенно разным и независимым моделям, обеспечивая повышенную уверенность в том, что предложенное снижение нагрузки приведет к достижению целей управления», по словам исследователей.