Бобровые пруды с более глубокими отложениями накапливают больше азота, показало простое картирование

Бобровые пруды содержат азот — важный питательный элемент, который может становиться загрязнителем при избытке. Управляющим земельными ресурсами необходимо знать, накапливают ли бобровые пруды азот или выделяют его, но химический анализ может быть дорогостоящим. Новое исследование показывает, как простое картирование глубины пруда и отложений может подсказать, является ли он источником или поглотителем азота.

Исследование было опубликовано в Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. Азот используется в синтетических удобрениях и естественным образом содержится в навозе, поэтому выпас скота и сельское хозяйство добавили загрязнение азотом в реки на западе США, вызывая эвтрофикацию ниже по течению. Предыдущие исследования показали, что концентрация азота ниже по течению от бобровых прудов может быть как выше, так и ниже. Но лишь немногие работы детально изучали, что происходит с азотом внутри пруда, оставляя открытым вопрос, являются ли бобровые пруды в целом полезными или вредными для проблемы загрязнения азотом и стоит ли реинтродуцировать бобров в экосистему.

«Это зависит от реки, но для таких участков, как тот, что мы изучали, реинтродукция бобров может быть мудрым решением», — сказала Деснейджес Мюррей, биогеохимик, руководившая исследованием в Университете штата Юта (сейчас она работает в Университете Нью-Гэмпшира). — «Эти экосистемы изначально эволюционировали вместе с бобрами. Таким образом, совокупные эффекты — меньше эрозии, лучшая устойчивость к лесным пожарам, больше запасов воды во время засух, а теперь и польза от долгосрочного хранения азота — дают много причин, по которым люди должны способствовать возвращению бобров в их естественную среду обитания».

Новое исследование картирует зоны внутри системы бобровых прудов (комплекса) в горах Бэр-Ривер к северу от Солт-Лейк-Сити. Исследователи определили пять зон на основе скорости потока воды, глубины пруда, толщины и размера зерен отложений. Они собрали данные о содержании азота и кислорода в воде в разных зонах, проанализировали образцы донных отложений и изучили керны, чтобы проследить изменения в содержании питательных веществ с течением времени.

Исследователи обнаружили, что бобровый пруд накапливал до 15% поступающего азота, в основном в отложениях застойной зоны. Эта зона характеризуется более мощными, богатыми органикой отложениями и низкой концентрацией кислорода, что необходимо для преобразования азота в инертный газообразный азот, который может храниться. Другие зоны с меньшим количеством отложений или большим количеством кислорода не могли накапливать столько азота. Это первая подобная корреляция между мелкомасштабной геоморфологией бобрового пруда и азотом.

Ключевой вывод Мюррей заключается в том, что картирование зон бобровых прудов само по себе является мощным инструментом — управляющие могут обойтись без химических анализов, если им нужна лишь оценка цикла азота. Пруды с более мощными, богатыми органикой отложениями и мелкой, бедной кислородом водой с большей вероятностью накапливают азот; пруды с более быстрым течением, большим количеством кислорода и меньшим количеством отложений — с большей вероятностью выделяют его. «Найденная нами тесная взаимосвязь между формой бобрового пруда и его химией действительно убедительна, и это базовые измерения, которые может провести любой человек с научной подготовкой», — отметила Мюррей.