«Прибрежные буферные зоны — это гидравлические амортизаторы природы», — говорит Дина Осмонд, почвовед из Университета штата Северная Каролина. Они могут уменьшить загрязнение и обеспечить среду обитания для диких животных. Деревья могут скреплять берега ручьев и служить пищей для животных.
Эти буферные зоны также могут сдерживать поток сельскохозяйственных стоков. Это может привести к снижению количества азота, попадающего в ручьи и реки.
Но какая растительность делает буферные зоны наиболее эффективными для удаления азота из стока? Это вопрос, на который намеревались ответить Осмонд и ее коллеги.Их недавнее исследование показало, что — по крайней мере, для некоторых районов — не имеет значения, из какого типа растительные буферные зоны состоят.
Оказалось, что не было никаких существенных различий в том, насколько эффективно они удаляли азот из сельскохозяйственных стоков.Независимо от типа растительности более широкие буферные зоны были более эффективными, чем более узкие. По словам Осмонда, важно учитывать ширину буферов. «Существует компромисс между производительными сельскохозяйственными угодьями и буферными зонами».
Фермеры не могут выращивать зерновые в буферных зонах.Предыдущие исследования обычно включали буферные зоны шириной не менее 30 метров. Буферы в этом исследовании имели ширину 15 или 8 метров. Но даже эти более узкие буферные зоны снижали количество азота, достигающего потоков.
Буферы шириной 15 метров часто более чем в два раза эффективнее удаляли азот из стоков по сравнению с буферами шириной восемь метров.Есть несколько способов, с помощью которых буферные зоны могут уменьшить количество азота, попадающего в водные источники. Азот в сельскохозяйственных стоках обычно присутствует в виде нитратов.
Нитраты могут поглощаться растениями в буферных зонах, или почвенные микробы могут преобразовывать нитраты в атмосферу в виде газообразного азота.Некоторые предыдущие исследования показали, что определенные типы растительности более эффективны при удалении азота. Это могло быть из-за различий в почвенных условиях и течении реки. «Местоположение имеет значение при изучении прибрежных буферных зон», — говорит Осмонд.
Например, большинство предыдущих исследований проводились в районах, где ручьи в большей степени связаны с их поймами. Повышенная связанность приводит к более высокому уровню грунтовых вод. В районах с высоким уровнем грунтовых вод нитраты более эффективно превращаются в газообразный азот.
Это исследование проводилось на верхних прибрежных равнинах Северной Каролины, где ручьи не были связаны с их поймами. Это могло повлиять на то, насколько эффективно различные типы растительности удаляли азот из стока.
Кроме того, микробам необходим углерод, чтобы питаться и жить. Этот процесс наиболее эффективен при высоком уровне растворенного органического углерода в почве. На всех участках измерения в этом исследовании уровни растворенного органического углерода были низкими. Это могло ограничить количество удаляемых из стока нитратов и уравновесить различия между различными типами растительности.
Наконец, хотя во многих исследованиях измеряется эффективность существовавших ранее буферных зон, «мы начали с нуля», — говорит Осмонд. Это важно, поскольку это более точно отражает реальность многих хозяйств, где буферные зоны не существуют заранее.
В исследовании Осмонда также отслеживались буферные зоны в течение 12 лет, что намного дольше, чем в большинстве других исследований. Более длительный период времени также может помочь объяснить, почему эти результаты отличаются от некоторых предыдущих исследований.«Многие факторы влияют на то, насколько эффективно прибрежные буферные зоны удаляют азот из стоков», — говорит Осмонд. Исследования в разных регионах могут помочь нам лучше понять эти факторы.
Узнайте больше об исследовании Осмонда в Журнале качества окружающей среды.