米国のコーンベルトからの栄養素の輸出は、地方および地域規模で河川に影響を与えており、メキシコ湾の低酸素状態の発生に寄与しています。湾岸低酸素症の程度は、主に米国中西部の条作物農業から供給されるミシシッピ川によって運ばれる硝酸態窒素負荷によって引き起こされます。可溶性硝酸塩は、通常、耕作され施肥された畑から浸出され、地下水排出および人工地下排水システムを通じて小川に運ばれます。
地下タイル排水システムを含む流域は、硝酸塩損失の増加に非常に敏感であり、タイル排水から小川や川への硝酸塩の損失を減らす農業保全活動が必要です。
オックスボー湖は、河川が氾濫原内を横方向に移動するときに蛇行ループを切断するときに形成される自然の氾濫原の特徴です。何年も何十年もかけて、天然の三日月は堆積物でいっぱいになることがよくあります。オックスボウ充填材を取り除くと、湖が水で満たされ、連邦絶滅の危機に瀕しているトピーカ シャイナー (Notropis topeka) を含む魚の生息地が改善されます。 ) (Bakevich et al., 2013) および水鳥 (LaGrange and Dinsmore, 1989)。アイオワ州での新しい研究では、オックスボウ修復の硝酸塩削減効果を定量化しています (Schilling et al., 2017, 2918a, 2918b)。
新しい研究では、2 つの地下フィールド タイルから流れと栄養分を受け取るように再構築された、アイオワ州北中部の修復された三日月の硝酸塩質量負荷の減少が定量化されました (Schilling et al., 2018b)。オックスボー サイトは、ホワイト フォックス クリークの氾濫原 (図 1) に、約 2000 m3 の入植後の沖積層を約 2 m の深さまで掘削することによって建設されました (図 2)。
オックスボウのアウトレットは、高流量のイベント中にホワイト フォックス クリークの水路に接続されます。サイトでの監視には、地球物理学的調査、浅い監視井戸のネットワーク、タイル、井戸、地表水の水の監視、および三日月船での連続読み取り硝酸塩センサーの配置が含まれていました。監視データから、三日月船で発生する年間および月間負荷の減少を推定するために、硝酸塩の物質収支が開発されました。
2017 年に実施されたモニタリングに基づくと、三日月船への流入硝酸塩負荷はタイル排水の寄与によって支配されており、物質収支の定量化により、三日月船が年間を通じて流入する NO3-N 負荷の合計を 35% 削減したことが示されました。硝酸塩の除去効率が最も高いのは、夏の終わりと秋です。全体として、修復された三日月船の硝酸塩の保持と建設の費用 (約 10,000 ドル) は、バイオリアクターや飽和バッファーなど、タイルの排水を処理するために設計された他の慣行と同様です。ただし、他の戦略と比較したオックスボウ修復の利点は、単に硝酸塩を減らすだけではありません。タイルの排水を処理するためにバイオリアクターと飽和バッファーが地下に設置され、オックスボウは野生生物に全体的な生態系の利益をもたらし、土地所有者にレクリエーションの利益をもたらします (図 3)。より広い範囲のサイトで生態系サービスを定量化するには、さらに多くの作業が必要ですが、三日月形の復元は、農業地域で実行可能な硝酸塩削減の実践と見なされるべきです。
これらの調査結果は、ジャーナル Ecological Engineering に最近掲載された、アイオワ州中部の復元された三頭弓で測定された硝酸態窒素負荷の減少というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、アイオワ大学のキース E. シリングとクリストファー S. ジョーンズ、アイオワ大豆協会のキーガン カルトとアンソニー シーモン、自然保護協会のカレン ウィルクによって行われました。
オックスボー水質研究は、アイオワ大学 (シリング博士、クリス ジョーンズ博士)、ネイチャー コンサーバンシー (カレン ウィルク)、アイオワ大豆協会 (キーガン クルト、アンソニー シーマン) の共同作業の成果です。このプロジェクトの資金の一部は、TNC、ISA、NRCS、およびアイオワ州立大学栄養研究センターによって提供されました。
参考文献:
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