p Em 6 de junho, 2018, o Centro de Limnologia relatou que uma proliferação de algas tóxicas começou a se espalhar pelo Lago Mendota. Isso rapidamente levou ao fechamento de praias ao redor do maior lago de Madison. p Também coincidiu com o lançamento de um novo, esforço de quatro anos por Dane County, chamado Suck the Muck, projetado para sugar literalmente um século de fósforo de 53 quilômetros de riachos que alimentam os lagos do condado.

p Fósforo, um nutriente encontrado no esterco aplicado em campos agrícolas, faz o seu caminho para as águas de Wisconsin (e cursos de água em outros lugares) no escoamento após as tempestades de chuva. Quando o tempo está quente, pode levar à água com mau cheiro e à proliferação de algas tóxicas que infestam lagos como o de Mendota, que está situado em uma paisagem agrícola.

p Este escoamento pode estar piorando, de acordo com um estudo recente de pesquisadores do Projeto de Sustentabilidade da Água e Clima da Universidade de Wisconsin-Madison. Com um clima em mudança, a frequência de chuvas de alta intensidade está aumentando. Essas tempestades trazem fortes chuvas em um curto período de tempo e exacerbam o escoamento de fósforo de campos agrícolas cobertos de esterco, mais do que os cientistas esperavam.

p "Ambas as coisas são ruins para a qualidade da água - muito estrume é ruim e muitas tempestades intensas são ruins, também, "diz o autor principal do estudo em Cartas de Pesquisa Ambiental , Melissa Motew. "Esta é uma história sobre como um problema realmente agrava outro problema."

p De fato, a proliferação de algas do Lago Mendota veio na esteira do segundo maio mais chuvoso da história registrada de Madison, e seu oitavo mais quente. O Serviço Meteorológico Nacional informou que maio de 2018 foi o mais chuvoso já registrado para os Estados Unidos contíguos.

p Mas Motew não começou perguntando como fortes tempestades e estrume interagem sinergicamente para afetar a qualidade da água. Foi enquanto estudava o fósforo legado nos solos - o acúmulo do nutriente ao longo do tempo - que ela e a equipe de pesquisa perceberam algo interessante nos dados.

p “Sabíamos que as fortes chuvas transportam muito fósforo de um campo e, em 2014, (co-autor Stephen Carpenter, professor emérito e diretor do CFL) descobriu que um número relativamente pequeno de chuvas a cada ano entregava a maior parte do fósforo aos lagos, "ela explica." Acontece que percebemos que parecia que, quando tínhamos períodos de chuvas fortes, víamos a qualidade da água pior do que esperávamos. Isso nos levou a configurar este estudo. "

p A mudança climática está trazendo chuvas mais intensas em todos os EUA, principalmente nas regiões Centro-Oeste e Nordeste. O estudo de 2014 de Carpenter e colegas mostrou que 74 por cento da carga de fósforo no Lago Mendota agora é entregue em apenas 29 dias por ano, e um estudo de 2016 de cientistas da Marylhurst University em Oregon e UW – Madison mostrou que a precipitação anual na bacia hidrográfica de Yahara, que inclui o Lago Mendota, aumentou 2,1 mm a cada ano entre 1930 e 2010.

p Isso equivale a um aumento de cerca de sete centímetros de chuva adicional hoje, Motew explica. Esse mesmo estudo também mostrou que, embora a frequência de grandes eventos de tempestades na região fosse em média 9,5 eventos por década entre 1930 e 1990, entre 1991 e 2010, o número de grandes tempestades quase dobrou, chegando a 18 eventos por década.

p Usando modelos de simulação, Motew e a equipe de estudo perguntaram como os eventos de chuva mais extremos podem interagir com o suprimento de fósforo e fertilizante de estrume nas áreas de cultivo para afetar o escoamento no nível de um lago individual e dos riachos que o alimentam. Isso é, o que acontece quando uma determinada quantidade de chuva cai em um campo ao longo de duas horas em vez de 24 horas?

p "O modelo nos permite ampliar e fazer observações interessantes desde a escala de um campo até a bacia inteira, "ela diz." Os modelos nos permitem estudar e estudar o processo de como o fósforo se move em grande detalhe. "

p Usando dois cenários climáticos de 60 anos, aquele que assumiu precipitação diária, temperaturas máximas e mínimas, velocidades do vento, umidade relativa e radiação solar semelhantes aos valores anuais médios atuais em Madison, e outro assumindo eventos de chuva mais extremos, O modelo de Motew explorou o que acontece com as concentrações de fósforo no Lago Mendota e seus córregos tributários sob condições de precipitação de baixa e alta intensidade.

p Levou em consideração as práticas da vida real dos agricultores na bacia hidrográfica - incluindo suas aplicações típicas de fertilizantes e esterco e práticas de cultivo, a quantidade de fósforo já armazenado nas camadas superficiais do solo, e a composição do terreno ao redor do Lago Mendota. Mais da metade das terras ao redor é agrícola.

p Motew descobriu que o fósforo dissolvido - o tipo encontrado no estrume, em comparação com outros fertilizantes e aqueles encontrados no solo - combinados sinergicamente com chuvas fortes para aumentar a quantidade de fósforo que escorre para o Lago Mendota e seus riachos.

p "Isso nos coloca em risco ainda maior de piorar a qualidade da água, "diz Christopher Kucharik, coautor do estudo e ex-orientador de pós-graduação da Motew. "Este resultado também tem implicações de amplo alcance porque a relação sinérgica provavelmente estará presente em muitas bacias hidrográficas agrícolas em todo o mundo, onde o gado e as águas superficiais coexistem. "

p O fósforo é um nutriente crítico para os organismos vivos, como as plantações. Mas o que faz em terra, também o faz na água:estimula o crescimento de organismos como plantas e algas. Quando eles morrem, esses organismos caem no fundo de um curso d'água afetado, decompondo e consumindo oxigênio. Isso mata a vida selvagem e estimula o crescimento de cianobactérias, o organismo por trás do florescimento de algas tóxicas. Em algumas partes do país, pode levar a zonas mortas, como no Golfo do México.

p Agricultores em Dane County e em outros lugares já estão aplicando menos estrume e fazendo isso de forma mais precisa, Motew diz, e ela tem esperança de que essas estratégias ajudem a reduzir o escoamento de fósforo de suas plantações.

p Motew, que agora é pesquisador da The Nature Conservancy, também acha que os agricultores devem fazer parte dos esforços contínuos para melhorar a qualidade da água. "Precisamos fazer mais parcerias com os agricultores para que possamos não apenas melhorar nossa própria pesquisa usando dados melhores, mas para que possamos trabalhar juntos e desenvolver suas ideias, também. ", diz ela." Eles conhecem os problemas de perto e podem fornecer percepções que não consideramos. Nós, como cientistas, podemos ajudar a explorar aonde essas percepções podem nos levar. "

p Motew acrescenta:"Os agricultores são a chave para resolver o problema, mesmo que eles sejam frequentemente culpados. Todos nós precisamos assumir a responsabilidade por nosso sistema alimentar e encontrar maneiras de apoiar os agricultores em uma melhor gestão de estrume. "