Een langetermijntrend van ecologische verbetering is zichtbaar in de bergen ten westen van Boulder. Onderzoekers van de University of Colorado Boulder hebben ontdekt dat Niwot Ridge, een hooggebergte in de Rocky Mountains, ten oosten van de Continental Divide - herstelt langzaam van de verhoogde zuurgraad veroorzaakt door voertuigemissies in Colorado's Front Range.

Hun resultaten laten zien dat de salpeter- en zwavelzuurniveaus in de Green Lakes Valley-regio van Niwot Ridge over het algemeen zijn gedaald in de afgelopen 30 jaar, vooral sinds het midden van de jaren 2000. De bevindingen, die suggereren dat de alpiene regio's in het Westen van de Berg zich misschien herstellen, zijn gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Biogeowetenschappen.

Dit is goed nieuws voor de wilde dieren en wilde bloemen van Rocky Mountain National Park ten noorden van Niwot Ridge, die afhankelijk zijn van een beperkte zuurgraad in het water en de bodem om te gedijen. Colorado's Rocky Mountains zijn ook de bron van veel water voor mensen die in de Mountain West wonen, en de integriteit van deze ecosystemen beïnvloedt zowel de kwantiteit als de kwaliteit van dit water.

"Het lijkt erop dat we het juiste doen. Door de voertuigemissies te beheersen, sommige van deze echt speciale plekken die Colorado uniek maken, gaan terug naar wat ze waren, " zei Jason Neff, co-auteur van het papier en directeur van het Sustainability Innovation Lab in Colorado (SILC).

Bijna elk gebied in de wereld, inclusief de Rocky Mountains in Colorado, is de afgelopen 200 jaar aangetast door verhoogde zure voedingsstoffen, zoals stikstof, in regen en sneeuw. Stikstofoxiden, zoals nitraat, worden voornamelijk geproduceerd uit voertuigen en energieproductie. Ammonium is een hoofdbestanddeel van gangbare landbouwmeststoffen.

Stikstof is een fundamentele voedingsstof die nodig is in ecosystemen. Maar als het stikstofgehalte te veel stijgt, deze veranderde bodem- en waterchemie kan het voor inheemse planten moeilijk maken om te gedijen of zelfs te overleven, wat leidt tot een cascade van negatieve gevolgen.

In de zomer, de zon verwarmt de oostelijke flanken van de Front Range, waardoor de warmere lucht stijgt - stikstof uit auto's, industrie en landbouw mee. Als deze lucht afkoelt, het vormt wolken boven de Rocky Mountains en valt terug naar beneden als onweersbuien in de middag - verontreinigingen afzettend, legde Neff uit.

In de jaren zeventig, de zogenaamde "zure regen" treft de ecosystemen van de oostkust veel harder dan het bergwesten, beroemd om het uitroeien van vispopulaties en het doden van bomen in grote delen van de staat New York. Maar wetenschappers zijn nog steeds bezig om te begrijpen hoe verhoogde niveaus van zure voedingsstoffen het Alpengebied beïnvloeden en hoe lang deze ecosystemen nodig hebben om te herstellen.

Om deze kennislacune op te vullen, de onderzoekers analyseerden gegevens van 1984 tot 2017 over atmosferische depositie en stroomwaterchemie van het Mountain Research Station, een onderzoeksfaciliteit van het Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) en CU Boulder op Niwot Ridge. Ze ontdekten dat rond de vroege jaren 2000, niveaus van salpeter- en zwavelzuur stopten met stijgen in de Green Lakes Valley. Halverwege de jaren 2000 begonnen ze af te nemen.

Hun bevindingen waren niet allemaal goed nieuws, echter. De hoeveelheid ammonium uit kunstmest is tussen 1984 en 2017 meer dan verdubbeld in de regenval in dit gebied, wat aangeeft dat het nodig is om deze landbouwchemicaliën en de effecten ervan op het bergecosysteem te blijven volgen.

Van veldwerk tot statistiek

Dit werk bouwt voort op tientallen jaren veldwerk door Colorado-onderzoekers van CU Boulder en daarbuiten.

Niwot Ridge is een van de 28 Long Term Ecological Research (LTER) Network-sites in de VS, gefinancierd door de National Science Foundation. De 4 vierkante mijl strekken zich uit van de Continental Divide tot aan het subalpiene bos, 40 mijl ten noordwesten van Boulder. Onderzoekers van CU Boulder, evenals de Colorado State University en de United States Geological Survey, verzamelen hier sinds het midden van de jaren zeventig gegevens, wandelen door de sneeuw, ijzel en regen om het te krijgen.

In de jaren 80, In de jaren 90 en 2000 werkten ze om de aandacht te vestigen op de toenemende verzuring in de bergecosystemen van Colorado als een noodzaak voor regulering van de vervuiling in de Front Range.

Dit nieuwe onderzoek werd mogelijk gemaakt door deze toegewijde wetenschappers, benadrukt Neff.

"We hebben waterkwaliteitsmodellering en statistische benaderingen gebruikt om de langetermijndatasets te analyseren die Niwot-onderzoekers al tientallen jaren verzamelen, " zei Eve-Lyn Hinckley, co-auteur op de krant en fellow van INSTAAR. "De gegevens zijn voor iedereen beschikbaar om te downloaden. Dankzij onze modelleringsbenaderingen konden we de patronen die ze bevatten op een rigoureuze manier evalueren."

Sinds 1990, Bill Bowman, directeur van het Mountain Research Station en hoogleraar ecologie en evolutionaire biologie, heeft onderzocht hoe voedingsstoffen zoals stikstof planten in bergecosystemen beïnvloeden. Hij ontdekte dat alpine omgevingen uniek zijn in hoe ze op deze voedingsstoffen reageren.

"Het is een systeem dat is aangepast aan lage nutriënten, evenals een ruw klimaat en een zeer kort groeiseizoen - en vorst in het midden van het seizoen. Dit zijn zeer langzaam groeiende planten. En ze kunnen gewoon niet reageren op de toevoeging van meer stikstof aan het systeem, " zei Boeman, ook een fellow in INSTAAR.

Hij heeft ook ontdekt dat deze ecosystemen zich vrij langzaam herstellen, zelfs nadat zure elementen zoals stikstof niet meer worden toegevoegd. Maar net als Neff, die in 1993 zijn bachelorscriptie bij Bowman afrondde met behulp van Niwot Ridge-gegevens, hij ziet dit onderzoek als bemoedigend.

Ook al gaat het langzaam, ze zeiden, deze resultaten laten zien dat het ecosysteem een ​​kans heeft om te herstellen.

"We hebben nog steeds problemen met de luchtkwaliteit in de Front Range. Maar zelfs met die problemen met de luchtkwaliteit, dit onderzoek toont aan dat het reguleren van de uitstoot van voertuigen en elektriciteitscentrales een grote impact heeft, ' zei Neff.