Новости

Nov 06, 2023

Картирование показывает: бобровые пруды с большим количеством отложений содержат больше азота

Исследователи измерили размер, форму и глубину, а также проанализировали почву и воду.

Исследователи измерили размер, форму и глубину, а также проанализировали химический состав почвы и воды в системе бобровых прудов в горах Медвежьей реки к северу от Солт-Лейк-Сити.

Фото: Денеж Мюррей.

Бобровые пруды содержат азот, важное питательное вещество, которое может стать загрязнителем, если его слишком много. Землепользователям необходимо знать, накапливают ли бобровые пруды азот или выделяют ли его, но химические испытания могут быть дорогостоящими. Новое исследование показывает, как простое картирование глубины и отложений бобрового пруда может сказать менеджерам, является ли он источником азота или его поглотителем.

Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research: Biogeosciences, который публикует исследования о взаимодействии биологических, геологических и химических процессов в экосистемах Земли.

Азот используется в синтетических удобрениях и естественным образом содержится в навозе, поэтому выпас скота и сельское хозяйство привели к дополнительному загрязнению азотом рек на западе США, вызывая эвтрофикацию ниже по течению. Предыдущие исследования показали, что содержание азота может быть как выше, так и ниже ниже по течению от бобровых прудов. Но лишь немногие исследования внимательно изучали, что происходит с азотом в бобровом пруду, оставляя открытым вопрос о том, являются ли бобровые пруды благоприятными или вредными для загрязнения азотом, и следует ли повторно вводить бобров в экосистему.

«Это зависит от реки, но для таких мест, как тот, который мы изучали, реинтродукция бобров может быть мудрым решением», — сказал Деснеж Мюррей, биогеохимик, который руководил исследованием в Университете штата Юта. (Сейчас она учится в Университете Нью-Гэмпшира.) «Эти экосистемы развивались в первую очередь благодаря бобрам. -срочное хранение азота – существует множество причин, по которым люди должны способствовать повторному заселению бобров в их естественную среду обитания».

Участок бобрового комплекса Мюррея в горах Медвежьей реки, вид сверху на коллаж из изображений, с ручьями, текущими сверху. В пруду задерживалось около 15% стока азота, поступающего с ручьем в зону низкокислородного подпора.

Фото: Денеж Мюррей.

В период с 1600-х по 1800-е годы в прилегающих Соединенных Штатах от 25 до 160 миллионов бобров были истреблены до почти полного исчезновения. К концу 1980-х годов их численность увеличилась до 6–12 миллионов бобров; сегодня попытки реинтродукции бобров предпринимаются по всей территории Соединенных Штатов с переменным успехом и популярностью.

Новое исследование наносит на карту зоны внутри системы бобровых прудов, называемой комплексом, расположенной в горах Медвежьей реки к северу от Солт-Лейк-Сити. Мюррей и ее соавторы определили пять зон в зависимости от расхода воды, глубины пруда, толщины отложений и размера зерен. Они собрали данные о том, сколько азота и кислорода содержится в воде в разных зонах, собрали образцы отложений пруда и взяли длинные керны отложений, чтобы проанализировать изменения питательных веществ с течением времени. Затем они все это нанесли на карту, уделив особое внимание соотношению глубины отложений и глубины воды.

«Этот новый подход к изучению геоморфологических единиц внутри бобрового комплекса будет полезен для понимания того, почему бобры уменьшают содержание азота, тяжелых металлов или кислотных дренажных вод в шахтах», — сказала Эмили Фэйрфакс, гидролог и самопровозглашенная «бобролог». если бы это имело значение» в Калифорнийском государственном университете на Нормандских островах. Фэрфакс не участвовал в исследовании.

Большая часть азота поступает в бобровые пруды в виде растворенного и взвешенного азота. Попадая в отложения пруда, азот может подвергаться химическим превращениям в другие формы, такие как аммоний, инертный газообразный азот или химически активный газообразный диоксид азота, которые могут разрушать озон в атмосфере.

Исследователи обнаружили, что бобровый пруд хранит до 15% поступающего азота, в основном в отложениях запорной зоны. Зона подпора имеет более толстые отложения, богатые органическими веществами, и низкую концентрацию кислорода, необходимую для превращения азота в инертный газообразный азот, который можно хранить. Другие зоны, с меньшим количеством отложений и большим количеством кислорода, не могли хранить столько азота. Это первая подобная корреляция между мелкомасштабной геоморфологией бобрового пруда и азотом, и она открывает двери для новых способов оценки питательных веществ в бобровых прудах.