20世紀(jì)90年代初，俄亥俄州西南部的阿克頓湖出現(xiàn)了一個(gè)混亂的問(wèn)題。附近農(nóng)場(chǎng)的大量沉積物進(jìn)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(guó)農(nóng)業(yè)部向當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供激勵(lì)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(hù)性耕作，土壤耕作次數(shù)較少。這樣可以減少泥沙流失。
一項(xiàng)新的研究探索了過(guò)去幾十年保護(hù)性耕作的變化對(duì)阿克頓湖的影響。從1994年到2014年，研究人員測(cè)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(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)的短期趨勢(shì)可能無(wú)法反映長(zhǎng)期變化。
俄亥俄州邁阿密大學(xué)的生物學(xué)家瓦尼說(shuō)，長(zhǎng)期跟蹤水質(zhì)變化非常重要?！拔覀儧](méi)有太多關(guān)于河流或湖泊的水質(zhì)如何應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)變化的長(zhǎng)期信息，”他說(shuō)。
這可能令人驚訝，因?yàn)樵S多生態(tài)學(xué)家研究農(nóng)業(yè)流域。但根據(jù)瓦尼的說(shuō)法，對(duì)特定生態(tài)系統(tǒng)的研究通常是短期的。瓦尼說(shuō)：“和我們一樣，長(zhǎng)期研究可以揭示水質(zhì)的顯著變化?！拔覀冇^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(gè)十年(1994-2003年)，與下一個(gè)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(gè)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(gè)比較結(jié)果。瓦尼說(shuō)：“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(lái)的十年里，磷的含量會(huì)增加."
相比之下，氮含量在過(guò)去十年中沒(méi)有太大變化。之后，它們大幅下跌。
本研究的重點(diǎn)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(chǎng)組成。自1989年以來(lái)，研究人員一直在監(jiān)測(cè)該地區(qū)的農(nóng)業(yè)實(shí)踐和自1994年以來(lái)的水質(zhì)。
這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)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(shuō)：“鼓勵(lì)保護(hù)性耕作的主要原因是減少阿克頓湖的土壤侵蝕和沉積?！斑@顯然是成功的。對(duì)湖泊沉積物的投資已經(jīng)下降。”
氮含量也在減少。瓦尼說(shuō)：“這對(duì)當(dāng)?shù)氐牡鷳B(tài)系統(tǒng)非常有利?！斑@對(duì)墨西哥灣也有好處，我們的一些徑流最終會(huì)流向那里?！?
另一方面，磷含量的增加令人擔(dān)憂。瓦尼說(shuō)：“它們可以促進(jìn)下游藻類(lèi)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(xiàng)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(gè)問(wèn)題。事實(shí)上，“高水平的磷與伊利湖有害藻類(lèi)的繁殖有關(guān)，”瓦尼說(shuō)。
瓦尼和他的同事希望繼續(xù)測(cè)量阿克頓湖盆地懸浮沉積物、氮和磷的變化。
瓦尼說(shuō)：“我們也在關(guān)注阿克頓湖生態(tài)系統(tǒng)對(duì)這些變化的反應(yīng)?！皬目茖W(xué)的角度和水質(zhì)管理的角度來(lái)看，觀察未來(lái)十年的這些變化將非常有趣?！?
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