Это один из основных выводов нового всеобъемлющего исследования, в котором задокументированы последние тенденции в состоянии здоровья озера Эри. Он предлагает научно обоснованные рекомендации для политиков, стремящихся уменьшить размер цветения токсичных водорослей и регионов с кислородным голоданием, называемых гипоксическими зонами или мертвыми зонами — две связанные проблемы качества воды, которые вновь обострились в озере с середины 1990-х годов. .В отчете межведомственного проекта EcoFore-Lake Erie говорится, что потребуется 46-процентное сокращение количества или нагрузки фосфорного загрязнения, чтобы уменьшить гипоксическую зону центрального бассейна озера Эри до размера, который последний раз наблюдался в середине 1990-х годов. — время, совпавшее с восстановлением нескольких рекреационных и коммерческих промыслов в западных и центральных бассейнах озера.
Фосфор — это питательное вещество, используемое в удобрениях для сельскохозяйственных культур. Избыток фосфора смывается с пахотных земель во время ливней и стекает вниз по течению рек, питающих Великие озера. Попадая в озера, фосфор может вызвать цветение водорослей.
Когда водоросли умирают и опускаются на дно озера, бактерии, потребляющие кислород, питаются ими и создают зоны гипоксии. Многие рыбы избегают этих бедных кислородом вод, что значительно сокращает количество подходящей среды обитания, доступной для рыб.В исследовании, принятом к публикации в следующем выпуске журнала Journal of Great Lakes Research, содержится призыв к сокращению содержания фосфора в Центральном бассейне значительно выше, чем в других недавних рекомендациях, включая предложение, выпущенное в прошлом году Целевой группой по фосфору озера Огайо в Эри, направленное на предотвращение попадания в Западный бассейн. цветение токсичных водорослей. Новый отчет представляет собой синтез основных выводов проекта EcoFore-Lake Erie, созданного в 2005 году и поддержанного Центром спонсируемых исследований прибрежных океанов Национального управления океанических и атмосферных исследований США.
«Новая цель очень амбициозна, но достижима, если регион согласится принять сельскохозяйственные методы, которые помогут сократить количество фосфорсодержащих удобрений, смываемых с полей», — сказал водный эколог Дональд Скавиа, директор Института устойчивого развития Грэма при Мичиганском университете и EcoFore. — Главный исследователь озера Эри. «Мы считаем, что этот сводный отчет EcoFore является важным вкладом в команды США и Канады, которым поручено установить новые целевые показатели нагрузки по фосфору для озера Эри».Рекомендации EcoFore предназначены для политиков, которые обновят двустороннее Соглашение о качестве воды Великих озер.
Протокол 2012 года, вносящий поправки в соглашение 1972 года, обязывает Соединенные Штаты и Канаду пересмотреть целевые показатели по фосфору для открытых вод и прибрежных районов каждого Великого озера и принять меры по снижению уровня фосфора, способствующего образованию вредных водорослей.Озеро Эри, которое когда-то было объявлено мертвым, а затем восстановлено, снова начало проявлять признаки бедствия в середине 1990-х годов, когда крупное цветение водорослей и мертвые зоны стали более обычным явлением.
Ученые EcoFore-Lake Erie создали, протестировали и применили компьютерные модели для прогнозирования того, как загрязнение питательными веществами и изменение климата могут повлиять на формирование и рост гипоксии в самом большом бассейне озера Эри, Центральном бассейне.Они также оценили вероятные экологические последствия с акцентом на производство рыбы, поскольку гипоксия Центрального бассейна может нанести большой ущерб ценным рыбным промыслам озера Эри.Исследователи обнаружили, что хотя общее количество фосфора, смываемого в озеро Эри из нескольких ключевых водосборов (включая реки Моми и Сандаски), было почти постоянным с середины 1990-х годов, процентное содержание особого типа фосфора, называемого растворенным реактивным фосфором, или DRP увеличился более чем вдвое с 11 процентов до 24 процентов за это время.
«DRP чрезвычайно биодоступен для водорослей, что означает, что водоросли могут легко поглощать это питательное вещество и использовать его для подпитки взрывного роста», — сказал член команды EcoFore Джозеф ДеПинто из LimnoTech в Анн-Арборе.По мнению исследователей EcoFore, изменения в методах ведения сельского хозяйства в регионе с середины 1990-х годов и учащение сильных весенних ливней, вероятно, вместе повысили уровень DRP, попадающего в озеро Эри. Такие методы, как осеннее внесение удобрений и беспахотное земледелие, как правило, оставляют много фосфора на поверхности почвы, где сильные дожди могут его смыть.
Ожидается, что наблюдаемые тенденции выпадения осадков сохранятся в ближайшие десятилетия. В то же время проблемы озера Эри будут усугубляться повышением температуры озера, заключили ученые EcoFore.
Чтобы изучить различные сценарии стока фосфора, члены группы использовали ранее опубликованные климатические модели, согласно которым к концу века весеннее количество осадков увеличится примерно на 11 и 29 процентов, а летом температура повысится на 7,2 и 12,6 градусов по Фаренгейту.«Для эффективных действий необходимо принять во внимание потенциальные воздействия изменения климата, — сказал член группы Натан Бош из колледжа Грейс в Вайнона-Лейк, штат Индиана. — Большинство признаков указывают на то, что изменение климата не только усугубит существующие проблемы, но и приведет к снижению нагрузки по фосфору. труднее."
По мере того как озеро Эри нагревается, его рыба, вероятно, почувствует давление сверху и снизу.«Потепление климата может привести к тому, что предпочтительная среда обитания будет вытеснена как сверху более высокими температурами, так и снизу из-за повышенной гипоксии», — сказал член команды EcoFore Томас Хук из Университета Пердью.
Фактически, повышение температуры воды «может иметь более сильное влияние на качество среды обитания рыб, чем содержание питательных веществ», — говорится в отчете EcoFore. «В более теплом климате нам, возможно, потребуется еще более резко снизить уровни нагрузки (фосфора), чтобы оказать значимое положительное влияние на качество среды обитания и рыбные запасы озера Эри».Команда EcoFore рекомендует директивным органам установить отдельные цели по сокращению как общего фосфора, так и нагрузки DRP на озеро Эри. Для достижения цели по гипоксии Центрального бассейна в 780 квадратных миль потребуется 78-процентное сокращение годовой нагрузки DRP.
Это площадь больше, чем Лос-Анджелес, и примерно равна мёртвой зоне Центрального бассейна, существовавшей в начале 1990-х годов.По мнению исследователей, усилия по сокращению количества питательных веществ в форме передовых методов управления сельским хозяйством должны быть сосредоточены на участках в пределах водосборов, которые сбрасывают наибольшее количество фосфора в реки.«Важно отметить, что в то время как сельскохозяйственные ЛМУ могут быть менее эффективными в будущих климатических условиях, более высокие темпы реализации ЛМР могут существенно компенсировать ожидаемое увеличение урожайности наносов и питательных веществ», — сказал Бош.Авторы отчета U-M — представители Института устойчивого развития Грэма, Школы природных ресурсов и окружающей среды, Совместного института лимнологии и исследования экосистем, Центра водных ресурсов и Департамента гражданской и экологической инженерии.
Кроме того, 28 авторов исследования включают исследователей из Департамента природных ресурсов Огайо, колледжа Грейс, Университета штата Огайо, LimnoTech, Университета Пердью, Университета Гейдельберга, Университета Висконсин-Грин-Бей, Университета Висконсин-Мэдисон, Корейского института окружающей среды, NOAA. Лаборатория экологических исследований Великих озер, Геологическая служба США, Государственный университет Орегона, Cardno ENTRIX и Научный институт Карнеги.Финансирование проекта было предоставлено NOAA, Национальным научным фондом и грантом Федеральной помощи в восстановлении спортивных рыб, предоставленным Службой охраны рыбных ресурсов и дикой природы США и Отделом дикой природы Огайо.
Название статьи — «Оценка и решение проблемы повторной эвтрофикации озера Эри: гипоксия центрального бассейна».Исследование и другая информация о проекте EcoFore-Lake Erie: http://ecofore.org