Um novo artigo de um autor principal da Universidade de Kansas descobriu que os pântanos construídos ao longo dos cursos d'água são a maneira mais econômica de reduzir as cargas de nitrato e sedimentos em grandes riachos e rios. Em vez de focar em fazendas individuais, a pesquisa sugere que esforços de conservação usando áreas úmidas devem ser implementados na escala de bacias hidrográficas.

O papel, acabado de publicar no Proceedings of the National Academy of Sciences , utilizou modelos de computador para examinar a bacia do rio Le Sueur, no sul de Minnesota, uma bacia hidrográfica sujeita ao escoamento da intensa produção agrícola de milho e soja - culturas características de todo o Alto Centro-Oeste.

"Nitrato ou sedimento em excesso afetam as populações de peixes locais, a quantidade de dinheiro que temos que gastar para tratar a água potável, e há um efeito downstream também, "disse a autora principal Amy Hansen, professor assistente de civil, engenharia ambiental e arquitetônica na KU. "Nossos rios integram o que está acontecendo na paisagem, de modo que aquele local que você adora pescar ou nadar - se continua a ser um ótimo lugar para pescar ou nadar tem muito a ver com as escolhas que as pessoas estão fazendo rio acima. O excesso de poluição vai para um corpo d'água rio abaixo, como um reservatório ou oceano, e causa o surgimento de algas ou hipóxia ou 'zonas mortas'. A zona morta no norte do Golfo do México está diretamente relacionada ao nitrato que vem da Bacia do Rio Mississippi. "

A equipe de pesquisa comparou abordagens potenciais de bacias hidrográficas para melhorar a qualidade da água, como o corte do escoamento de fazendas e adição de pântanos, em seguida, avaliou os custos econômicos de cada um. Como a maioria dos métodos depende da participação voluntária de fazendas individuais e são implementados por uma colcha de retalhos de diferentes agências, os pesquisadores descobriram que eles são menos eficazes.

"Atualmente, há práticas de manejo ou conservação individual, e esses incluem cultura de cobertura, aplicação de fertilizantes de alta precisão, lavoura reduzida, áreas úmidas construídas e gerenciamento de pontas de ravinas. Essas são algumas das diferentes práticas que consideramos, "Hansen disse." Mas o gerenciamento de fontes não pontuais é voluntário nos EUA por meio de programas de incentivo, e a escala em que essas práticas de conservação são freqüentemente consideradas é o agricultor individual, quando uma abordagem coordenada é muito mais eficaz. De certa forma, é como um programa de reciclagem onde você diz, 'Qualquer pessoa reciclando uma coisa é melhor do que ninguém reciclando.' Isto é verdade, alguma reciclagem é melhor do que nenhuma reciclagem, mas uma abordagem coordenada economizará dinheiro e será mais eficaz. "

Hansen e seus co-autores descobriram que os pântanos construídos são as mais eficazes dessas práticas, especialmente se o tamanho e a localização forem avaliados na escala de uma bacia hidrográfica - uma região inteira que deságua em um curso d'água comum. O pesquisador da KU disse que os pântanos fazem duas coisas bem:eles reduzem a velocidade da água à medida que ela se dirige para riachos e rios e contêm vegetação e micróbios que podem processar nutrientes usados ​​como fertilizantes nas plantações.

"Micróbios e plantas dentro de pântanos estão, na verdade, removendo o nitrato da água, "Hansen disse." Com sedimentos, por outro lado, o que os pântanos fluviais estão fazendo é reter a água durante esses fluxos elevados - e ao reter essa água você está obtendo fluxos de pico mais baixos, que está reduzindo a quantidade de sedimento próximo ao canal que está sendo transportado rio abaixo. "

Embora a experiência de pesquisa de Hansen seja na qualidade da água, seus co-autores da Universidade de Minnesota, a University of California-Irvine e outras instituições nos Estados Unidos trouxeram perspectivas multidisciplinares para o desafio de melhorar a qualidade da água agrícola. A colaboração foi apoiada por um prêmio da National Science Foundation.

“Este trabalho não teria sido possível sem a diversidade de conhecimentos e perspectivas da equipe composta por hidrólogos, ecologistas, geomorfologistas, biogeoquímicos, cientistas sociais e economistas ambientais, "disse Efi Foufoula, o principal investigador do projeto da University of California-Irvine. "O apoio sustentado da NSF nos permitiu ter uma nova visão do problema e levar o tempo necessário para coletar dados de campo extensos, construir novos modelos e interagir com as partes interessadas. Esperamos que nossos resultados afetem a política e a gestão à medida que o tempo avança para cumprir as metas de qualidade da água do estado. "

De fato, um aspecto-chave do novo estudo se concentra na economia da implementação de pequenas, áreas úmidas fluviais rasas e ravinas em estabilização. De acordo com os investigadores, tais medidas "eram claramente mais econômicas do que o gerenciamento de campo". Mas os pesquisadores descobriram que o desempenho das zonas úmidas exigia um posicionamento ideal, e muitas vezes as zonas úmidas com boa relação custo-benefício podem ser muito caras para uma única fazenda ou uma agência.

o PNAS artigo conclui que uma estratégia abrangente deve abordar toda uma bacia hidrográfica como um sistema, combinando fundos de diferentes programas e agências e identificando locais para áreas úmidas fluviais que levarão à maior redução de nitratos e sedimentos que atingem os cursos de água.

"Este trabalho mostra que não podemos fazer um progresso real em direção aos nossos objetivos de melhorar a qualidade da água em áreas agrícolas com uma abordagem mais comum, "disse o co-autor do estudo Jacques Finlay, professor da Faculdade de Ciências Biológicas da Universidade de Minnesota. "Em vez de, ações de conservação, and the investments that support them, can be more effective if they consider the interactions that underlie the source of water pollution and how different management options influence them."

The researchers used the Le Sueur River Basin as a proof-of-concept watershed but say their findings could be applied to agricultural regions throughout the Midwest.