Le fanerogame sono i "canarini costieri" degli oceani e delle baie. Quando queste piante da fiore subacquee si ammalano o muoiono, significa che l'ecosistema è in grossi guai, in genere a causa dell'inquinamento che riduce la qualità dell'acqua. Ma quando sono fiorenti e in espansione, è un segno che l'ecosistema sta diventando più sano.

Abbiamo collaborato alla ricerca sulle alghe per tre decenni nella baia di Chesapeake e oltre. Uno di noi (Bob "JJ" Orth) ha mappato e studiato la vegetazione acquatica sommersa della baia dagli anni '80. E l'altro (Bill Dennison) studia l'ecofisiologia delle alghe e ha condotto sforzi per rendere questa scienza comprensibile e utile.

Le fanerogame sono fondamentali per una sana baia di Chesapeake. Forniscono l'habitat per pesci e crostacei, stabilizzare i sedimenti e aiutare a chiarire l'acqua. Le erbe della baia sono diminuite drasticamente negli anni '70, poiché l'inquinamento e lo sviluppo hanno degradato la qualità dell'acqua. Gli Stati della baia hanno lavorato insieme dal 2010 su un piano radicale per ripulirla e ripristinare i suoi ecosistemi.

In un nuovo studio, forniamo prove conclusive che la riduzione degli scarichi di azoto, il fosforo e altri inquinanti nella baia hanno prodotto la più grande rinascita di erbe sottomarine mai registrata da nessuna parte. Questo successo dimostra che gli ecosistemi costieri sono resistenti e che gli sforzi concertati per ridurre l'inquinamento da nutrienti possono portare a miglioramenti sostanziali.

Ridurre l'inquinamento da nutrienti aumenta le alghe

Dieci anni fa abbiamo condotto uno sforzo attraverso il Centro nazionale per l'analisi e la sintesi ecologica per comprendere le traiettorie globali delle fanerogame. Quello che abbiamo scoperto è che le fanerogame si stavano perdendo a un ritmo allarmante, equivalente a un campo da calcio di posidonia ogni 30 minuti dal 1980.

Quindi, quando abbiamo iniziato a osservare aumenti netti negli ultimi anni nell'abbondanza di molteplici tipi di fanerogame (conosciute collettivamente come vegetazione acquatica sommersa) nella nostra amata Chesapeake Bay, sapevamo che questo evento era unico a livello globale.

Per discernere cosa stava succedendo, abbiamo collaborato con il Chesapeake Bay Program per avviare quello che viene chiamato uno sforzo di sintesi. La scienza della sintesi riunisce diversi team di esperti provenienti da diversi campi per estrarre nuove intuizioni dai dati esistenti.

Abbiamo avuto accesso a 30 anni di indagini annuali sulle erbe sottomarine che JJ Orth supervisiona personalmente, più un set di dati sulla qualità dell'acqua di 30 anni raccolti dal programma Chesapeake Bay. Scienziati del Virginia Institute of Marine Science, Centro per le scienze ambientali dell'Università del Maryland, Laboratorio Bigelow per le scienze oceaniche, il Servizio Geologico degli Stati Uniti, il Centro Nazionale di Sintesi Socio-Ambientale, St. Mary's College del Maryland, il Centro di ricerca ambientale Smithsonian, il Dipartimento delle Risorse Naturali del Maryland, La Texas A&M University-Corpus Christi e la U.S. Environmental Protection Agency hanno fornito potenza di fuoco analitica per aiutare a valutare queste informazioni complesse.

Abbiamo iniziato identificando i modi in cui le attività a terra potrebbero influenzare le tendenze nella qualità dell'acqua e l'abbondanza di erba sottomarina. Quindi abbiamo testato i nostri collegamenti ipotizzati utilizzando modelli di equazioni strutturali che analizzavano i dati in due modi diversi.

Un approccio si è concentrato sulla cascata di azoto e fosforo che si sposta da fonti a terra, come lo scarico delle acque reflue e il deflusso delle acque piovane, nei corsi d'acqua. L'altro ha mostrato cosa è successo alle erbe sottomarine una volta che questi nutrienti sono entrati nell'acqua. I nutrienti fertilizzano eccessivamente la baia, creando enormi fioriture di alghe che muoiono e impoveriscono l'ossigeno dall'acqua. Questo produce "zone morte" che non possono supportare la vita dei pesci o delle piante.

Nella nostra analisi, abbiamo trovato prove conclusive che la riduzione dell'eccesso di azoto e fosforo ha causato il recupero dell'erba sottomarina nella baia di Chesapeake. Dal 1984, la quantità di azoto che entra nella baia è diminuita del 23 percento e il fosforo è diminuito dell'8 percento, grazie a una "dieta dell'inquinamento" che l'EPA ha istituito nel 2010. Il piano, formalmente chiamato carico massimo giornaliero totale (TMDL), richiede stati nella baia di 64, spartiacque di 000 miglia quadrate per ridurre gli inquinanti specifici che entrano nella baia per raggiungere i livelli target in un programma prestabilito.

Di conseguenza, le erbe sottomarine sono aumentate di oltre il 300 percento e sono riapparse in alcune località intorno alla baia dove non erano state osservate per decenni.

Una Chesapeake Bay più sana

Negli ultimi 12 anni, abbiamo utilizzato erbe sottomarine e altri dati sulla qualità dell'acqua per produrre una pagella annuale di Chesapeake Bay. La nostra pagella 2017 descrive i progressi su tutta la linea, con 7 su 15 regioni segnalanti intorno alla baia che mostrano un miglioramento significativo e il resto si mantiene stabile.

Attribuiamo questi miglioramenti al piano TMDL. In particolare, gli aggiornamenti negli impianti di trattamento delle acque reflue della zona hanno ridotto gli input di azoto e fosforo nella baia. I convertitori catalitici sulle automobili e gli scrubber di ciminiere nelle centrali elettriche hanno ridotto le emissioni di azoto nell'atmosfera e la successiva deposizione che si fa strada nelle acque della baia. Sembra che queste azioni di gestione stiano iniziando a dare i suoi frutti, anche se c'è ancora molto da fare, in particolare ridurre l'inquinamento da nutrienti dovuto all'agricoltura.

Progressi a rischio

Il programma Chesapeake Bay è una partnership tra sei stati (New York, Pennsylvania, Maryland, Delaware, Virginia dell'ovest, Virginia), il Distretto di Columbia e il governo federale, rappresentato dall'EPA. Sfrutta pesantemente i finanziamenti federali coinvolgendo gruppi di comunità, comuni locali e organizzazioni non governative per svolgere azioni che aiutino a ridurre l'inquinamento che entra nella baia. Gli esempi includono la riprogettazione delle superfici urbane per ridurre il deflusso delle acque piovane e il sussidio agli agricoltori per la coltivazione di colture di copertura invernali che aiutano a trattenere i nutrienti sui campi.

Quando l'amministratore dell'EPA Scott Pruitt era il procuratore generale dell'Oklahoma, si è unito ad altri stati in una causa per bloccare la pulizia della baia di Chesapeake, chiamandolo un eccesso federale. Ora, però, Pruitt si è impegnata a sostenere il programma, confermata da un tribunale federale nel 2013 e sostenuta in appello nel 2015.

Ma il budget 2017 del presidente Trump prevedeva l'eliminazione completa del programma Chesapeake Bay. Il Congresso ha promulgato solo piccoli tagli, ma la richiesta di budget di Trump per il 2018 taglia il finanziamento del programma del 90 percento – ironia della sorte, proprio quando stiamo finalmente iniziando a invertire il degrado dei decenni passati.

La baia di Chesapeake è probabilmente l'estuario più studiato del pianeta, e il fatto che il nostro studio colleghi le azioni di gestione a un'enorme rinascita di erbe sottomarine è un tributo a questa ricca storia. Gli sforzi in corso per ripristinare la baia hanno prodotto lezioni su come la riduzione dell'inquinamento può portare al ripristino dell'ecosistema.

Queste intuizioni possono e devono essere applicate ad altri corpi idrici colpiti dall'inquinamento da nutrienti. Speriamo che la storia del recupero di Chesapeake Bay ispiri azioni simili in molti altri luoghi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.