長期的農(nóng)業(yè)變化會(huì)影響水質(zhì)

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：“我們發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)的短期趨勢(shì)可能無法反映長期變化。

俄亥俄州邁阿密大學(xué)的生物學(xué)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(duì)農(nóng)業(yè)變化的長期信息，”他說。

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)瓦尼的說法，對(duì)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?！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：“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(huì)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(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，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年以來的水質(zhì)。

這項(xiàng)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(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。“這顯然是成功的。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：“這對(duì)當(dāng)?shù)氐牡鷳B(tài)系統(tǒng)非常有利。“這對(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：“它們可以促進(jìn)下游藻類的繁殖?！拔覀兛赡苄枰紤]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)問題。事實(shí)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(cè)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(duì)這些變化的反應(yīng)。“從科學(xué)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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