长期的农业变化会影响水质

20世纪90年代初，俄亥俄州西南部的阿克顿湖出现了一个混乱的问题。附近农场的大量沉积物进入了湖泊的分水岭。这些沉积物流经溪流，排干景观，填满湖泊。

因此，美国农业部向当地农民提供激励措施，以改变他们的一些农业做法。其中一种做法是保护性耕作，土壤耕作次数较少。这样可以减少泥沙流失。

一项新的研究探索了过去几十年保护性耕作的变化对阿克顿湖的影响。从1994年到2014年，研究人员测量了排入阿克顿湖的溪流中悬浮沉积物、氮和磷的浓度。

该研究的合著者迈克尔范妮说：“我们发现，水质的短期趋势可能无法反映长期变化。

俄亥俄州迈阿密大学的生物学家瓦尼说，长期跟踪水质变化非常重要。“我们没有太多关于河流或湖泊的水质如何应对农业变化的长期信息，”他说。

这可能令人惊讶，因为许多生态学家研究农业流域。但根据瓦尼的说法，对特定生态系统的研究通常是短期的。瓦尼说：“和我们一样，长期研究可以揭示水质的显著变化。“我们观察到的许多变化，只有在研究溪流20多年后才能看到。”

瓦尼和他的同事发现，在研究的第一个十年(1994-2003年)，与下一个十年(2004-2014年)相比，水质反应是不同的。他们还发现悬浮沉积物中氮和磷的浓度是不同的。

在整个研究期间，悬浮泥沙水平下降。然而，前十年的下降幅度更大。

磷和氮水平有一个比较结果。瓦尼说：“在最初的十年里，溪流中溶解磷的浓度急剧下降。"但是接下来的十年里，磷的含量会增加."

相比之下，氮含量在过去十年中没有太大变化。之后，它们大幅下跌。

本研究的重点是流入阿克顿湖的上思里溪流域。周边大部分地区由玉米和大豆农场组成。自1989年以来，研究人员一直在监测该地区的农业实践和自1994年以来的水质。

这项研究中发现的长期变化表明，在水质管理的不同方面可能存在权衡。瓦尼说：“鼓励保护性耕作的主要原因是减少阿克顿湖的土壤侵蚀和沉积。“这显然是成功的。对湖泊沉积物的投资已经下降。”

氮含量也在减少。瓦尼说：“这对当地的淡水生态系统非常有利。“这对墨西哥湾也有好处，我们的一些径流最终会流向那里。”

另一方面，磷含量的增加令人担忧。瓦尼说：“它们可以促进下游藻类的繁殖。“我们可能需要考虑管理沉积物、氮或磷之间的权衡。”

目前尚不完全清楚该研究成果如何应用于其他领域。然而，这项研究中观察到的水质变化与流入伊利湖的一些河流相似。

高磷水平也是这些盆地的一个问题。事实上，“高水平的磷与伊利湖有害藻类的繁殖有关，”瓦尼说。

瓦尼和他的同事希望继续测量阿克顿湖盆地悬浮沉积物、氮和磷的变化。

瓦尼说：“我们也在关注阿克顿湖生态系统对这些变化的反应。“从科学的角度和水质管理的角度来看，观察未来十年的这些变化将非常有趣。”

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