Gli studenti laureati Heather Luken e Tanner Williamson raccolgono campioni d'acqua da un campionatore automatizzato a Four Mile Creek. L'autocampionatore preleva un campione d'acqua dal torrente ogni sette ore, e memorizza 24 campioni nel carosello di bottiglie mostrato qui. Credito:Carrie Ann Sharitt
All'inizio degli anni '90, Acton Lake nell'Ohio sudoccidentale ha avuto un problema fangoso. Grandi quantità di sedimenti provenienti da fattorie vicine stavano entrando nello spartiacque del lago. Questi sedimenti viaggiavano attraverso i torrenti che drenavano il paesaggio e riempivano il lago.
Così, l'USDA ha dato incentivi agli agricoltori locali per modificare alcune delle loro pratiche agricole. Una di queste pratiche era la coltivazione conservativa, in cui il terreno viene arato meno spesso. Ciò può ridurre il deflusso dei sedimenti.
Un nuovo studio esamina come il passaggio alla coltivazione conservativa abbia avuto un impatto su Acton Lake negli ultimi decenni. Dal 1994 al 2014, i ricercatori hanno misurato le concentrazioni di sedimenti sospesi, azoto, e fosforo nei corsi d'acqua che sfociano nel lago Acton.
"Troviamo che le tendenze a breve termine della qualità dell'acqua potrebbero non riflettere i cambiamenti a lungo termine, ", afferma il coautore dello studio Michael Vanni.
Tenere traccia dei cambiamenti della qualità dell'acqua a lungo termine è fondamentale, dice Vanni, un biologo alla Miami University, Ohio. "Non abbiamo molte informazioni a lungo termine su come la qualità dell'acqua in un ruscello o in un lago risponde al cambiamento agricolo, " lui dice.
Ciò potrebbe essere sorprendente dal momento che molti ecologisti studiano i bacini idrografici agricoli. Ma secondo Vanni, gli studi su un dato ecosistema sono generalmente a breve termine. "Studi a lungo termine, come il nostro, può rivelare importanti cambiamenti nella qualità dell'acqua, " dice Vanni. "Molti dei cambiamenti che abbiamo osservato possono essere visti solo dopo aver studiato i flussi per oltre 20 anni".
Vanni e i suoi colleghi hanno scoperto che le risposte sulla qualità dell'acqua erano diverse durante il primo decennio dello studio (1994-2003) rispetto al successivo (2004-2014). Hanno anche scoperto che le concentrazioni di sedimenti sospesi, azoto, e il fosforo hanno reagito in modo diverso.
I livelli di sedimenti sospesi sono diminuiti durante l'intero periodo di studio. Però, il calo è stato molto più marcato nei primi dieci anni.
I livelli di fosforo e azoto hanno avuto esiti contrastanti. "La concentrazione di fosforo disciolto nei corsi d'acqua è diminuita drasticamente durante i primi dieci anni, " dice Vanni. "Ma poi, i livelli di fosforo sono aumentati nei successivi dieci anni".
L'interno del campionatore automatico su Four Mile Creek, con il carosello di bottiglie utilizzato per raccogliere campioni d'acqua. Il tubo in PVC a sinistra ospita un trasduttore di pressione collegato a un data logger e registra lo stadio (altezza) dell'acqua del torrente ogni dieci minuti per una registrazione continua del flusso del flusso. Credito:Carrie Ann Sharitt
In contrasto, i livelli di azoto non sono cambiati molto nei primi dieci anni. Dopo di che, caddero bruscamente.
Lo studio si è concentrato sullo spartiacque dell'Upper Four Mile Creek, che sfocia nel lago Acton. La maggior parte dell'area circostante è costituita da coltivazioni di mais e soia. I ricercatori hanno monitorato le pratiche agricole della zona dal 1989 e la qualità dell'acqua dal 1994.
I cambiamenti a lungo termine osservati in questo studio indicano che potrebbero esserci dei compromessi nella gestione dei diversi aspetti della qualità dell'acqua. "Il motivo principale per incoraggiare la lavorazione conservativa era ridurre l'erosione del suolo e la sedimentazione nel lago Acton, " dice Vanni. "Questo ha chiaramente avuto successo. Gli apporti di sedimenti al lago sono diminuiti".
Anche i livelli di azoto stanno diminuendo. "È fantastico per gli ecosistemi locali di acqua dolce, " dice Vanni. "È anche vantaggioso per il Golfo del Messico, dove parte del nostro deflusso alla fine viaggia."
D'altra parte, l'aumento dei livelli di fosforo è motivo di preoccupazione. "Potrebbero promuovere le fioriture algali a valle, " dice Vanni. "Potremmo aver bisogno di considerare i compromessi coinvolti nella gestione dei sedimenti, azoto, o fosforo."
Non è del tutto chiaro come i risultati dello studio si applicherebbero ad altre aree. Però, i cambiamenti nella qualità dell'acqua osservati in questo studio sono simili a quelli osservati in alcuni dei fiumi che sfociano nel lago Erie.
Anche gli alti livelli di fosforo sono un problema in quei bacini idrografici. Infatti, "alti livelli di fosforo sono implicati nel causare un aumento delle fioriture di alghe nocive nel lago Erie, "dice Vanni.
Vanni e colleghi sperano di continuare a misurare i cambiamenti nei sedimenti sospesi, azoto, e fosforo nello spartiacque del lago Acton.
"Stiamo anche esaminando la risposta dell'ecosistema Acton Lake a questi cambiamenti, "dice Vanni. "Sarà davvero interessante osservare questi cambiamenti nei prossimi dieci anni, sia dal punto di vista scientifico che per la gestione della qualità dell'acqua."
