Los científicos de la Universidad Estatal de Michigan han demostrado que los arroyos pueden ser indicadores de salud clave del paisaje de una región, pero se puede mejorar la forma en que se supervisan.

Nueva investigación presentada en Letras de ecología muestra cómo los arroyos se pueden utilizar como sensores para diagnosticar la sensibilidad o resistencia de una cuenca a los cambios en las prácticas de uso de la tierra, incluido el uso a largo plazo de fertilizantes. El uso de transmisiones como sensores, específicamente, cerca de las cabeceras - puede permitir a los científicos, administradores del uso de la tierra y agricultores para diagnosticar qué cuencas hidrográficas se pueden desarrollar de manera más sostenible para la producción de alimentos, dijo Jay Zarnetske, Científico ambiental y de la tierra de MSU y coautor del estudio.

"Nos sorprendió ver que los arroyos eran buenos sensores de las condiciones de los nutrientes a largo plazo, ", dijo." Nuestros métodos muestran que podemos aprender mucho de un número relativamente pequeño de muestras si se recolectan de manera más estratégica de lo que dictan las prácticas actuales de gestión de cuencas hidrográficas. Esta comprensión es fundamental para proteger los ecosistemas acuáticos y garantizar la seguridad hídrica humana ".

Actividad humana, especialmente agricultura, ha contaminado ecosistemas de agua dulce en todo el planeta, causando daños ecológicos y económicos masivos. El exceso de nutrientes de los fertilizantes y los combustibles fósiles puede desencadenar la proliferación de cianobacterias tóxicas y zonas muertas hipóxicas expansivas. socavando la capacidad de los ecosistemas para proporcionar los alimentos y el agua que sustentan a las sociedades humanas, Añadió Zarnetske.

Para el estudio, Ben Abbott, anteriormente en MSU y ahora en la Universidad Brigham Young, dirigió un equipo internacional en una región de Francia de importancia cultural e histórica. La zona, que ha visto casi un milenio de actividad agrícola, sirve como modelo de cómo el uso creciente de fertilizantes nitrogenados y fosforosos está teniendo impactos duraderos en las cuencas hidrográficas.

"La manipulación de fósforo y nitrógeno en el paisaje es una de las mayores amenazas para el destino de la humanidad y el resto de la vida en este planeta, ", Dijo Zarnetske." La mayoría de la gente no tiene idea de que está ocurriendo la manipulación humana de los ciclos del fósforo y el nitrógeno, afecta a casi todos los lugares del planeta y es uno de los si no el más grande, amenaza actual para el destino de la humanidad ".

Hay fotografías aéreas espectaculares de floraciones de algas que crecen en la desembocadura de los arroyos que desembocan en cuerpos de agua, como el lago Erie. Sin embargo, la mayoría del carbono y los nutrientes ingresan a las vías fluviales río arriba, en las cabeceras. Entonces, en lugar de intentar diagnosticar problemas en la boca, una forma más eficiente de abordar el problema sería muestrear muchas áreas más cercanas a las cabeceras.

"Básicamente, en lugar de pararse en un gran arroyo lejos de la cabecera y observar lo que fluye a través del tiempo, "Zarnetske dijo, "Ilustramos que puede ser mucho más informativo viajar periódicamente por la región y tomar muestras desde los arroyos más pequeños hasta los más grandes de la cuenca".

El equipo descubrió que la química de cada pequeña corriente fluctuaba ampliamente debido a los cambios de temperatura, flujo de agua y otros factores. Había orden en la variabilidad, sin embargo, ya que había sincronía en el comportamiento de cada pequeño arroyo y su papel en la química del sistema fluvial más grande.

"Eso fue inesperado, "Dijo Abbott." De manera algo sorprendente, Descubrimos que una sola muestra de las cabeceras en cualquier época del año proporciona mucha información sobre de dónde provienen los nutrientes y hacia dónde dirigir los esfuerzos de restauración ".

Las investigaciones futuras aplicarán estos métodos a nivel mundial, a diferentes cuencas hidrográficas agrícolas y paisajes boscosos que experimentan cambios en los patrones de precipitación. Por ejemplo, Zarnetske estudiará las cabeceras en el noroeste del Pacífico y los paisajes de rápido calentamiento y deshielo en el Ártico.

Los nuevos métodos también pueden ayudar a dirigir los esfuerzos en la selección de las ubicaciones más apropiadas para la tierra agrícola sostenible y el desarrollo o identificar las respuestas de las cuencas hidrográficas al calentamiento global. como los del Ártico.

Paisajes árticos, donde los suelos están predominantemente congelados, se están descongelando rápidamente debido al rápido calentamiento climático. A medida que el hielo ártico y el permafrost se derriten, liberan sedimentos y nutrientes en ríos y mares. Si bien se desconocen los efectos de estas aguas y nutrientes cada vez más turbios, su nuevo enfoque puede desarrollar una línea de base para comenzar a monitorear su impacto.