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湿地恢复

主图像©Dan Meyers / Unsplash

湿地是可怕的。湿地除了看起来很漂亮并为各种动物提供住所外,还能过滤污染。

农业用地的径流渗入地下水、河流、湖泊和沿海地区,携带肥料中的氮。氮威胁着我们的饮用水,可以破坏水生生态系统,例如,通过造成藻类大量繁殖在墨西哥湾形成了“死亡区”。

但科学家们同意,湿地恢复可以有所帮助。湿地过滤被营养污染的水,将有害的氮转化为无害的形式。

但修复工作可能很棘手,也很昂贵,而且目前还不清楚哪些地方的湿地修复工作效果最好。

这是滑铁卢大学(University of Waterloo)和芝加哥伊利诺伊大学(University of Illinois, Chicago)的一组研究人员提出的问题。

他们开发了计算机模型来评估湿地恢复和湿地破坏的情景。他们对数据进行了分析,结果显示了一个令人信服的论点,支持湿地的战略定位。

他们对政策制定者的建议是:将湿地定位在污染源附近,而不是分散在美国各地,这样它们的氮去除效果可能会增加40倍。

构建地图

当被氮污染的水进入湿地时,栖息的细菌会引起化学反应,清除有害的硝酸盐化合物。无害的氮气被释放到大气中,干净的水流入湖泊或河流。

该团队的研究重点是探索如何利用湿地来改善墨西哥湾和密西西比河流域的水质。他们使用美国现有湿地的地图来计算它们目前从水中剥离的氮的数量,并发表了他们的研究成果自然

他们发现中西部的湿地除去了43.9万吨氮。假设这些湿地被抽干并转化为农田,密西西比河将向墨西哥湾输送多51%的氮。

“首先,密西西比河是墨西哥湾最大的氮源,也是每年夏天墨西哥湾出现大面积死区的主要原因。其次,近年来,对现有湿地的保护已经受到侵蚀,尤其是特朗普政府对《清洁水规则》(Clean Water Rule)的修订,该规则取消了对美国约一半湿地的保护。告诉Phys.org。

超过一半美国原始湿地的一部分被破坏或排干,主要是为了创建城市地区和农田。

“具有讽刺意味的是,由于农业和氮肥的密集使用,硝酸盐问题最严重的地区通常也是湿地数量最少的地区,”范·米特说

湿地恢复后会怎样?

该团队决定探索湿地恢复的各种方案。他们使用这个模型假设将湿地面积增加10%,要么将新湿地战略性地安置在高氮源附近,要么将它们随机地分散在全国各地。

滑铁卢大学土木与环境工程师、论文作者南迪塔·巴苏(Nandita Basu)说:“我们想提出一个实际可行的方案。”告诉科学。“这是一个雄心勃勃的计划(10%的增长),但也不是特别高。”

“通过对美国硝酸盐污染最严重地区的湿地进行修复,即使现有湿地面积增加10%,河流和溪流中的硝酸盐含量也会减少一半。”

货车计

当随机分布时,新湿地除去了大约22%的氮。但是将湿地放置在氮径流的主要来源附近,比如农业用地,可以增加90%的氮去除——几乎是目前水平的两倍。

研究人员估计,将湿地面积扩大10%每年将花费33亿美元——大约相当于现有的改善水质的年度资金。如果这些资金被重新分配到有战略意义的湿地上,将会导致更多的氮去除。

“我们发现,通过对美国硝酸盐污染最严重地区的湿地进行修复,即使目前湿地面积增加10%,河流和溪流中的硝酸盐含量也会减少一半,”范·米特说

根据Phys.org的报道,巴苏说:“如果湿地保护和恢复是有目标的,你会得到更大的回报。”“从政策角度来看,它的效果和效率要高得多。”

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