20世紀90年代初，俄亥俄州西南部的阿克頓湖出現(xiàn)了一個混亂的問題。附近農(nóng)場的大量沉積物進入了湖泊的分水嶺。這些沉積物流經(jīng)溪流，排干景觀，填滿湖泊。
因此，美國農(nóng)業(yè)部向當?shù)剞r(nóng)民提供激勵措施，以改變他們的一些農(nóng)業(yè)做法。其中一種做法是保護性耕作，土壤耕作次數(shù)較少。這樣可以減少泥沙流失。
一項新的研究探索了過去幾十年保護性耕作的變化對阿克頓湖的影響。從1994年到2014年，研究人員測量了排入阿克頓湖的溪流中懸浮沉積物、氮和磷的濃度。
該研究的合著者邁克爾范妮說：“我們發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)的短期趨勢可能無法反映長期變化。
俄亥俄州邁阿密大學的生物學家瓦尼說，長期跟蹤水質(zhì)變化非常重要?！拔覀儧]有太多關(guān)于河流或湖泊的水質(zhì)如何應(yīng)對農(nóng)業(yè)變化的長期信息，”他說。
這可能令人驚訝，因為許多生態(tài)學家研究農(nóng)業(yè)流域。但根據(jù)瓦尼的說法，對特定生態(tài)系統(tǒng)的研究通常是短期的。瓦尼說：“和我們一樣，長期研究可以揭示水質(zhì)的顯著變化。“我們觀察到的許多變化，只有在研究溪流20多年后才能看到?！?
瓦尼和他的同事發(fā)現(xiàn)，在研究的第一個十年(1994-2003年)，與下一個十年(2004-2014年)相比，水質(zhì)反應(yīng)是不同的。他們還發(fā)現(xiàn)懸浮沉積物中氮和磷的濃度是不同的。
在整個研究期間，懸浮泥沙水平下降。然而，前十年的下降幅度更大。
磷和氮水平有一個比較結(jié)果。瓦尼說：“在最初的十年里，溪流中溶解磷的濃度急劇下降。"但是接下來的十年里，磷的含量會增加."
相比之下，氮含量在過去十年中沒有太大變化。之后，它們大幅下跌。
本研究的重點是流入阿克頓湖的上思里溪流域。周邊大部分地區(qū)由玉米和大豆農(nóng)場組成。自1989年以來，研究人員一直在監(jiān)測該地區(qū)的農(nóng)業(yè)實踐和自1994年以來的水質(zhì)。
這項研究中發(fā)現(xiàn)的長期變化表明，在水質(zhì)管理的不同方面可能存在權(quán)衡。瓦尼說：“鼓勵保護性耕作的主要原因是減少阿克頓湖的土壤侵蝕和沉積。“這顯然是成功的。對湖泊沉積物的投資已經(jīng)下降。”
氮含量也在減少。瓦尼說：“這對當?shù)氐牡鷳B(tài)系統(tǒng)非常有利。“這對墨西哥灣也有好處，我們的一些徑流最終會流向那里。”
另一方面，磷含量的增加令人擔憂。瓦尼說：“它們可以促進下游藻類的繁殖。“我們可能需要考慮管理沉積物、氮或磷之間的權(quán)衡?！?
目前尚不完全清楚該研究成果如何應(yīng)用于其他領(lǐng)域。然而，這項研究中觀察到的水質(zhì)變化與流入伊利湖的一些河流相似。
高磷水平也是這些盆地的一個問題。事實上，“高水平的磷與伊利湖有害藻類的繁殖有關(guān)，”瓦尼說。
瓦尼和他的同事希望繼續(xù)測量阿克頓湖盆地懸浮沉積物、氮和磷的變化。
瓦尼說：“我們也在關(guān)注阿克頓湖生態(tài)系統(tǒng)對這些變化的反應(yīng)?！皬目茖W的角度和水質(zhì)管理的角度來看，觀察未來十年的這些變化將非常有趣。”
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