Un estudio dirigido por investigadores de la Université de Montréal cuantifica por primera vez la cantidad máxima de nutrientes, específicamente, fósforo, que puede acumularse en una cuenca antes de que se descargue contaminación adicional en los ecosistemas río abajo.

Esa cantidad umbral promedio es de 2,1 toneladas por kilómetro cuadrado de tierra, los investigadores estiman en su estudio publicado hoy en Naturaleza Geociencia . "Más allá de esto, más aportaciones de fósforo a las cuencas hidrográficas provocan una aceleración significativa de la pérdida (de fósforo) en la escorrentía ".

Esta cantidad es sorprendentemente baja, dicen los investigadores; dadas las tasas actuales de aplicación de nutrientes en la mayoría de las cuencas hidrográficas agrícolas del mundo, En algunos casos, los puntos de inflexión podrían alcanzarse en menos de una década.

El estudio fue dirigido por Jean-Olivier Goyette, estudiante de doctorado en biología en la UdeM, y supervisado por la ecóloga de ecosistemas acuáticos de la UdeM, Roxane Maranger, en colaboración con la científica de sostenibilidad Elena Bennett de la Universidad McGill.

Fósforo, un elemento en fertilizante, es esencial para el crecimiento de alimentos vegetales. Pero el mineral también es dañino cuando se usa en exceso. Cuando entra en aguas superficiales, Puede provocar un crecimiento excesivo de plantas en lagos y ríos y la proliferación de algas tóxicas. nocivo para la salud humana y animal.

23 cuencas hidrográficas estudiadas

Centrándose en 23 cuencas hidrográficas que alimentan el río San Lorenzo en Quebec, los investigadores reconstruyeron prácticas históricas de uso de la tierra para calcular cuánto fósforo se ha acumulado en la tierra durante el siglo pasado.

Las dos principales fuentes de fósforo de las cuencas hidrográficas, la tierra adyacente a los afluentes, provienen de la agricultura (fertilizantes y estiércol animal) y de la población humana (a través de las necesidades alimentarias y las aguas residuales).

Usando datos del gobierno de Quebec, los investigadores compararon la acumulación estimada con las concentraciones de fósforo medidas en el agua durante los últimos 26 años. Dado que las cuencas hidrográficas que estudiaron tenían diferentes historias (algunas se habían utilizado intensamente para la agricultura durante décadas, mientras que otras eran boscosas y vírgenes), este método permitió a los investigadores establecer un gradiente de diferentes acumulaciones de fósforo entre los sitios. Al hacerlo, pudieron ver en qué punto la cuenca "se inclinó" o alcanzó un umbral y comenzó a derramar considerablemente más fósforo en el agua.

"Piensa en la tierra como una esponja, "Dijo Maranger." Después de un tiempo, las esponjas que absorben demasiada agua se filtrarán. En el caso del fósforo, el paisaje lo absorbe año tras año tras año, y al cabo de un rato, su capacidad de retención se reduce. En ese punto, los aportes históricos de fósforo contribuyen más a lo que llega a nuestra agua ".

Hasta ahora, nadie había podido poner un número a la cantidad de fósforo acumulado en la escala de la cuenca que se necesita para alcanzar un punto de inflexión en términos de acelerar la cantidad de mineral que fluye hacia el ecosistema acuático.

'Contribución realmente importante'

"Este es un hallazgo muy importante, Bennett dijo. "Se necesita nuestro conocimiento de fertilizantes y contaminación a escala de granjas y lo escala para comprender cómo responden las cuencas hidrográficas en su totalidad dentro de un contexto histórico".

La agricultura a gran escala comenzó en Quebec solo en la década de 1950, pero algunas de las cuencas hidrográficas agrícolas más históricas de la provincia ya habían pasado el punto de inflexión en la década de 1920, el estudio encontró.

Incluso si el aporte de fósforo cesara de inmediato, eliminar el fósforo acumulado en las cuencas hidrográficas saturadas de Quebec tomaría entre 100 y 2, 000 años, estiman los investigadores.

En algunos países, incluida China, Canadá, y los Estados Unidos, el fósforo se utiliza tanto ahora que el punto de saturación se alcanza en tan solo cinco años.

"Las estrategias de gestión de nutrientes desarrolladas utilizando enfoques creativos novedosos ... se requieren con urgencia para la sostenibilidad a largo plazo de los recursos hídricos, "Los investigadores instan a su estudio.

Reciclar y reutilizar

"Una posible medida de mitigación sería hacer lo que ya se está haciendo en algunos países europeos:en lugar de agregar más y más para ayudar a que las plantas crezcan, se puede acceder al fósforo ya almacenado en el suelo mediante nuevas prácticas y enfoques, "Dijo Goyette.

"Es más, el fósforo se puede reciclar y reutilizar como fertilizante en lugar de acceder a más materia prima extraída ".

El dilema es el siguiente:los seres humanos necesitan comer pero necesitan tener agua limpia, sin embargo, el cultivo de alimentos requiere fósforo que contamina el agua cuando sale demasiado de la cuenca y contamina los ecosistemas acuáticos adyacentes.

"¿Algunas de nuestras cuencas hidrográficas (agrícolas) más extremas son imposibles de reparar?" Preguntó Maranger. "No puedo responder a eso. Es un problema social y hay soluciones. Nunca debemos desesperarnos, pero es un problema perverso ".