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清澈的湖泊掩盖了受损的水质

看看美国农业中心地带的一百个湖泊,您可能会看到被绿色田野环绕的绿色湖泊。帮助作物生长的农业肥料中的氮和磷也促进了藻类和蓝藻的生长,过量的藻类和蓝藻可以使湖泊成为豌豆汤的颜色。

然而,当科学家们观察爱荷华州农业集中地区139个湖泊的13年数据时,尽管营养物浓度极高,但他们仍然看到了令人惊讶的湖泊。

在2017年10月9日发表在“内陆水域”杂志上的一项研究中,来自明尼苏达大学德卢斯和明尼苏达海洋基金会的科学家报告说,这些湖泊受到过度施肥,大部分含有绿色色素叶绿素的藻类和蓝细菌被杀死。

“这里的危险之一就是误认为增加水的清澈度以改善水质,”该研究的第一作者,UMD大湖天文台和明尼苏达海洋基金的研究助理Chris Filstrup说。“事实上,在这些情况下,水质比藻类更多但营养水平更低的湖泊更差。”

监管机构经常使用水清澈度作为水质的指标。这项研究的结果表明,这种方法可能不一定适用于所有地区。

当雨水和融雪时,从农田,饲料场,郊区草坪和城市中心将磷和氮从湖泊和其他水体中洗去,就会发生营养过剩。这种新颖的现象无法推断即使极端浓度的磷和氮继续为藻类生长提供动力。

“在我们研究的一些爱荷华湖泊中,我们发现磷含量是我们在明尼苏达州北部湖泊中所见的10倍,”Filstrup说。“我们惊讶地发现氮含量高出30倍以上。”

这种极端的营养水平似乎会破坏现有的藻类和蓝细菌,从而增加水的透明度。这个概念类似于在土地上施用过多肥料的方式,即使不杀死植物,也不会造成土壤贫瘠。

“我们认为,高氮浓度下藻类的低外观可能是由于其他营养成分的不平衡,或藻类生长过多的阴影,或者一些藻类不太绿,或者当有大量氮气时,浮游动物会吃更多的藻类“共同作者,明尼苏达海洋基金会主任,UMD大湖天文台科学家,UMD生物学系教授John A. Downing说。“但这些假设都没有被淘汰。到目前为止,唯一有意义的解释是高氮对藻类不利。”

藻类的减少可能是磷,氮,景观和阳光相互作用的结果,当它们结合在一起时会导致水柱中过量的硝酸盐颗粒形成活性氧物质,通过破坏细胞壁和膜来破坏或杀死藻类。 ,菲尔斯特鲁普和唐宁说。

“你可能会认为它像过氧化氢,”Filstrup说。“切割过程中注入过氧化氢会导致细菌爆裂。这就是为什么它会发生嘶嘶声。在湖泊中,可以从硝酸盐中形成的活性氧物质不会发出嘶嘶声,但它们会破坏有机物质,可能包括浮游植物。”

随着对农产品需求的持续增长以及化肥使用量的增加,作者希望这项研究能够成为其他正在经历或有极端营养负荷风险的农业区域的一个有益的例子。

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