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Los humedales artificiales son la mejor protección para la escorrentía agrícola hacia las vías fluviales

Estudio: los humedales artificiales son la mejor protección para la escorrentía agrícola hacia las vías fluviales
Escena de un humedal construido en la cuenca del río Le Sueur. Crédito: Amy Hansen

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. 


por la Universidad de Kansas


En lugar de centrarse en granjas individuales, la investigación sugiere que los esfuerzos de conservación que utilizan humedales deberían implementarse a escala de cuencas.

El documento, recién publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences , 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 todo el Alto Región del Medio Oeste.

«El exceso de nitratos o sedimentos afecta las poblaciones de peces locales, la cantidad de dinero que tenemos que gastar para tratar el agua potable y también hay un efecto aguas abajo», dijo la autora principal Amy Hansen, profesora asistente de ingeniería civil, ambiental y arquitectónica en KU. «Nuestros ríos integran lo que sucede en el paisaje, por lo que ese lugar 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, y luego midió 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.

«Actualmente, existen prácticas individuales de manejo o conservación, que incluyen cultivos de cobertura, aplicación de fertilizantes de alta precisión, labranza reducida, humedales construidos y manejo de vertientes de barrancos. Esas son algunas de las diferentes prácticas que consideramos», dijo Hansen. «Pero el manejo de fuentes difusas es voluntario en los EE. UU. A través de programas de incentivos, y la escala a la que estas prácticas de conservación a menudo se consideran es el agricultor individual cuando un enfoque coordinado es mucho más efectivo. En cierto modo, es como un programa de reciclaje en el que estás diciendo: ‘Cualquiera que recicla una cosa es mejor que nadie recicla’. Esto es cierto, algo de reciclaje es mejor que ningún reciclaje, pero un enfoque coordinado ahorrará dinero y será más efectivo «.

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.

Estudio: los humedales artificiales son la mejor protección para la escorrentía agrícola hacia las vías fluviales
Maple Wetland fue construido hace unos 15 años y es un humedal fluvial en un afluente del río Maple en la cuenca del río Le Sueur. Crédito: Amy Hansen

«Los microbios y las plantas dentro de los humedales en realidad están eliminando el nitrato del agua», dijo Hansen. «Con los sedimentos, por otro lado, 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 reduce la cantidad de sedimento del canal cercano que transportado corriente 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, ecólogos, geomorfólogos, biogeoquímicos, científicos sociales y economistas ambientales», dijo Efi Foufoula, 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 los objetivos de calidad del agua del estado «.

De hecho, un aspecto clave del nuevo estudio se centra en la economía de la implementación de humedales fluviales pequeños y poco profundos y la estabilización de barrancos. Según los investigadores, tales medidas «eran claramente más rentables que la gestión de campo». Pero los investigadores encontraron que el rendimiento de los humedales requería una ubicación óptima y, a menudo, los humedales rentables pueden ser demasiado costosos para que una sola granja o una agencia los instale.

El documento de PNAS 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 siempre», dijo el coautor del estudio Jacques Finlay, profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas. en la Universidad de Minnesota. «En cambio, las acciones de conservación y las inversiones que las respaldan pueden ser más efectivas si consideran las interacciones que subyacen a la fuente de contaminación del agua y cómo las diferentes opciones de manejo influyen en ellas».

Los investigadores utilizaron la cuenca del río Le Sueur como una cuenca hidrográfica de prueba de concepto, pero dicen que sus hallazgos podrían aplicarse a regiones agrícolas en todo el Medio Oeste.



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