От приусадебного участка к океану: новое исследование показывает, что ручьи служат ключевыми фильтрами азота

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что небольшие ручьи играют критическую роль в фильтрации избыточного азота, который питает вредоносное цветение водорослей, включая так называемые «красные приливы». Учёные из Университета Теннесси и других учреждений обнаружили, что эффективность этого естественного процесса фильтрации снижается при перегрузке водоёмов азотом из-за деятельности человека, в первую очередь — из-за чрезмерного использования азотных удобрений.

Избыток азота в водных системах приводит к эвтрофикации — массовому росту водорослей. Отмирая и разлагаясь, эти водоросли потребляют большое количество кислорода, создавая «мёртвые зоны», непригодные для многих форм водной жизни. Эта проблема особенно остро стоит в Мексиканском заливе, где она влияет на региональное рыболовство. Исследование подчёркивает, что здоровье небольших ручьев напрямую связано с экологическим состоянием прибрежных океанических зон.

Учёные проследили путь специальной, легко отслеживаемой формы нитрата через 72 различных ручья в США и Пуэрто-Рико. Они установили, что азот удаляется из воды двумя основными способами: его потребляют водоросли, грибы и бактерии (иммобилизация), а также особые бактерии преобразуют нитрат в безвредный газообразный азот в процессе денитрификации. Эффективность этих процессов максимальна, когда азот поступает в верховьях речной сети и проходит через цепочку ручьев, прежде чем попасть в крупные водоёмы.

«Фильтрация — это последовательный процесс, и он масштабнее, чем любой отдельный ручей», — отметил ведущий автор исследования Патрик Малхолланд. — «Если мы хотим улучшить ситуацию, нам необходимо лучше справляться с сокращением поступления азота в наши воды».