Un nuevo artículo de un autor principal con sede en la Universidad de Kansas encuentra que los humedales construidos a lo largo de las vías fluviales son la forma más rentable de reducir las cargas de nitratos y sedimentos en grandes arroyos y ríos. En lugar de centrarse en granjas individuales, la investigación sugiere que los esfuerzos de conservación que utilizan humedales deberían implementarse a escala de cuencas hidrográficas.

El papel, recién publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , se basó en modelos informáticos para examinar la cuenca del río Le Sueur en el sur de Minnesota, una cuenca sujeta a la escorrentía de la intensa producción agrícola de maíz y soja, cultivos característicos de toda la región del Medio Oeste Superior.

"El exceso de nitratos o sedimentos afecta a las poblaciones locales de peces, la cantidad de dinero que tenemos que gastar para tratar el agua potable, y también hay un efecto descendente, "dijo la autora principal Amy Hansen, profesor asistente de civil, Ingeniería ambiental y arquitectónica en KU. "Nuestros ríos integran lo que sucede en el paisaje, de modo que ese lugar al que le encanta ir a pescar o nadar, si sigue siendo un gran lugar para pescar o nadar, tiene mucho que ver con las decisiones que la gente está tomando río arriba. El exceso de contaminación va a un cuerpo de agua río abajo, como un depósito o el océano, y provoca la proliferación de algas o zonas hipóxicas o "zonas muertas". La zona muerta en el norte del Golfo de México está directamente relacionada con el nitrato que proviene de la cuenca del río Mississippi ".

El equipo de investigación comparó posibles enfoques de cuencas hidrográficas para mejorar la calidad del agua, como cortar la escorrentía de las granjas y agregar humedales, Luego calculó los costos económicos de cada uno. Debido a que la mayoría de los métodos se basan en la participación voluntaria de las granjas individuales y son implementados por un mosaico de diferentes agencias, los investigadores encontraron que son menos efectivos.

"En la actualidad, existen prácticas individuales de manejo o conservación, y esos incluyen cultivos de cobertura, aplicación de fertilizantes de alta precisión, labranza reducida, manejo de humedales construidos y vertientes de barrancos. Estas son algunas de las diferentes prácticas que consideramos, "Hansen dijo." Pero la gestión de fuentes difusas es voluntaria en los EE. UU. A través de programas de incentivos, y la escala a la que se consideran a menudo estas prácticas de conservación es la del agricultor individual cuando un enfoque coordinado es mucho más eficaz. En cierto sentido, es como un programa de reciclaje en el que dices "Cualquiera que recicla una cosa es mejor que nadie recicla". Esto es cierto, algo de reciclaje es mejor que no reciclar, pero un enfoque coordinado ahorrará dinero y será más eficaz ".

Hansen y sus coautores encontraron que los humedales artificiales son las más efectivas de estas prácticas, especialmente si el tamaño y la ubicación se evalúan a la escala de una cuenca, una región completa que desemboca en una vía fluvial común. El investigador de KU dijo que los humedales hacen bien dos cosas:ralentizan el agua a medida que se dirige hacia arroyos y ríos y contienen vegetación y microbios que pueden procesar los nutrientes utilizados como fertilizantes en los cultivos.

"Los microbios y las plantas dentro de los humedales están eliminando el nitrato del agua, "Hansen dijo." Con sedimento, por otra parte, lo que están haciendo los humedales fluviales es retener el agua durante estos caudales altos, y al retener esa agua se obtienen caudales máximos más bajos, lo que está reduciendo la cantidad de sedimento del canal cercano que se transporta río abajo ".

Si bien la experiencia en investigación de Hansen se centra en la calidad del agua, sus coautores de la Universidad de Minnesota, la Universidad de California-Irvine y otras instituciones en los Estados Unidos aportaron perspectivas multidisciplinarias al desafío de mejorar la calidad del agua agrícola. La colaboración fue apoyada por un premio de la National Science Foundation.

"Este trabajo no hubiera sido posible sin la diversa experiencia y perspectiva del equipo compuesto por hidrólogos, ecologistas, geomorfólogos, biogeoquímicos, científicos sociales y economistas ambientales, "dijo Efi Foufoula, el investigador principal principal del proyecto de la Universidad de California-Irvine. "El apoyo sostenido de NSF nos permitió tener una nueva visión del problema y tomarnos el tiempo necesario para recopilar datos de campo extensos, construir nuevos modelos e interactuar con las partes interesadas. Esperamos que nuestros resultados afecten la política y la gestión a medida que el reloj avanza para cumplir con los objetivos de calidad del agua del estado ".

En efecto, Un aspecto clave del nuevo estudio se centra en la economía de implementar pequeñas, humedales fluviales poco profundos y barrancos estabilizadores. Según los investigadores, tales medidas "eran claramente más rentables que la gestión sobre el terreno". Pero los investigadores encontraron que el rendimiento de los humedales requería una ubicación óptima, ya menudo, los humedales rentables pueden ser demasiado costosos para que los instale una sola granja o un organismo.

los PNAS El documento concluye que una estrategia integral debe abordar una cuenca hidrográfica completa como un sistema, combinando fondos de diferentes programas y agencias y señalando ubicaciones para humedales fluviales que conducirán a la mayor reducción de nitratos y sedimentos que llegan a las vías fluviales.

"Este trabajo muestra que no podemos lograr un progreso real hacia nuestros objetivos de mejorar la calidad del agua en áreas agrícolas con un enfoque más de negocios como de costumbre, "dijo el coautor del estudio, Jacques Finlay, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Minnesota. "En lugar de, acciones de conservación, y las inversiones que los respaldan, can be more effective if they consider the interactions that underlie the source of water pollution and how different management options influence them."

The researchers used the Le Sueur River Basin as a proof-of-concept watershed but say their findings could be applied to agricultural regions throughout the Midwest.