Как "мертвые зоны" в водах влияют на экономику и экологию

Источник: phys.org, перевод: Хроники Обухова

Исследование Университета Западной Вирджинии оценивает стоимость очистки водных экосистем от загрязнения азотом

Что такое "мертвые зоны" и почему они опасны?

В водоемах, в частности в прибрежных районах, периодически возникают зоны с критически низким уровнем кислорода - так называемые "мертвые зоны". Они образуются в результате чрезмерного обогащения воды азотными соединениями, которые попадают в реки и моря через сельскохозяйственный сток.

Механизм образования "мертвых зон":

• Избыток азота, содержащийся в удобрениях, способствует активному размножению водорослей.
• После отмирания водорослей процесс их разложения потребляет всю растворенную в воде кислородную массу.
• Это делает воду непригодной для рыб и других морских организмов, которые либо погибают, либо вынуждены покидать эту территорию.

По словам Левана Элбакидзе, профессора экономики природных ресурсов в Университете Западной Вирджинии, Гольфстримская мертвая зона в Мексиканском заливе является одной из крупнейших в мире.

"Чрезмерное использование азотных удобрений в сельском хозяйстве способствует увеличению количества водорослей, что, в свою очередь, вызывает снижение уровня кислорода в воде", - объясняет Элбакидзе. "Из-за этого рыба либо мигрирует, либо погибает, что серьезно влияет на экосистему".

Модель оценки экономических последствий

Исследовательская группа, в которую вошли ученые из Техасской лаборатории исследования почв и воды, Университета штата Айова и Университета Западной Вирджинии, создала экономическую модель, которая анализирует:

• роль азотных удобрений в производстве основных культур (кукурузы, пшеницы, сорго и сои),
• объем азотного стока, попадающего в экосистемы,
• Влияние цен на удобрения и международной торговли на уровень загрязнения.

Исследование показало, что для достижения целей Агентства по охране окружающей среды США (EPA) по сокращению "мертвых зон" в Мексиканском заливе на 45% к 2035 году, необходимо уменьшить выбросы азота почти наполовину.

Возможно ли снижение азотного стока?

Исследователи отмечают, что хотя ограничение использования азотных удобрений может улучшить экологическую ситуацию, это спровоцирует рост цен на зерновые культуры.

"Если мы значительно ограничим производство кукурузы в бассейне реки Миссисипи, это может привести к росту цен на зерно из-за сокращения предложения", - объясняет Элбакидзе. "А фермеры из менее контролируемых регионов могут получить стимул для увеличения производства, что перенесет проблему азотного загрязнения в другие места".

По данным исследования, если ограничить азотный сток в Мексиканский залив на 45%, это увеличит уровень загрязнения в водах Великих озер и Чесапикского залива на 4-5%.

Сколько стоит очистка водоемов?

Исследователи подсчитали, что снижение азотного стока на 45% обойдется примерно в 7 миллиардов долларов ежегодно.

"Эти расходы включают как уменьшение потребления удобрений, так и возможные потери прибыли для фермеров из-за сокращения производства", - объясняет Элбакидзе.

Но он подчеркивает, что экологические преимущества могут превысить эти затраты, если учесть улучшение состояния водоемов как в Мексиканском заливе, так и в реках, впадающих в него.

Он подчеркивает, что экологические преимущества могут превысить эти затраты, если учесть улучшение состояния водоемов как в Мексиканском заливе, так и в впадающих в него реках.

Что дальше?

В следующем этапе исследования ученые планируют:

• расширить модель, добавив другие сельскохозяйственные культуры,
• включить в расчеты влияние фосфора, что является более серьезной проблемой для Великих озер,
• оценить эффекты "утечки загрязнения", когда экологические ограничения в одном регионе приводят к увеличению загрязнения в другом.

"Модели, сочетающие анализ человеческой деятельности и природных экосистем, помогут разработать более эффективные политики по управлению загрязнением", - заключает Элбакидзе.

Выводы

• "Мертвые зоны" в водоемах вызваны чрезмерным использованием азотных удобрений в сельском хозяйстве.
• Снижение азотного стока может значительно улучшить экологическую ситуацию, но одновременно изменить цены на продукты и фермерские рынки.
• Для достижения экологических целей нужны комплексные решения, учитывающие как экономические, так и природные факторы.