In agrarische regio's zoals het Midwesten van de V.S. overtollig nitraat uit meststoffen komt terecht in rivieren en beken via ondergrondse afwateringskanalen en landbouwsloten.

Hoge nitraatconcentraties in waterwegen kunnen schadelijk zijn voor ecosystemen en de menselijke gezondheid, drinkwater vervuilen en uiteindelijk ver genoeg stroomafwaarts stromen om de "dode zone" van de Golf van Mexico te vergroten.

Een studie die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Geowetenschappen door National Science Foundation (NSF) gefinancierde onderzoekers biedt nieuwe inzichten in dit probleem:meerdere wetlands, of "wetland-complexen" in een stroomgebied, zijn uiterst effectief in het verlagen van het nitraatgehalte in rivieren en beken.

Wetlandcomplexen kunnen vijf keer beter zijn in het verminderen van nitraat dan de beste stikstofbeperkende strategieën op het land, zeggen de wetenschappers.

"De landbouwproductiviteit komt de economie ten goede, maar gaat vaak gepaard met milieukosten, " zegt Tom Torgersen, directeur van NSF's Water, Programma Duurzaamheid en Klimaat, die het onderzoek financierde. "Deze studie toont aan dat het behoud of herstel van wetlands in intensief beheerde landbouwstroomgebieden het nitraat in rivieren zou verminderen en de lokale waterkwaliteit zou verbeteren, terwijl ook de nitraatexport naar de hypoxische [dode] zone van de Golf van Mexico wordt verminderd."

Met behulp van watermonsters verzameld over een periode van vier jaar van meer dan 200 waterwegen in de 17, Minnesota River Basin (MRB) van 000 vierkante mijl, samen met geospatiale informatie over landgebruik in het stroomgebied van de MRB, onderzoekers isoleerden de effecten van wetlands op de nitraatconcentraties in rivieren en rivieren.

Het onderzoek leverde een aantal belangrijke bevindingen op:

• Wanneer de stroomstromen hoog zijn, wetlands zijn vijf keer efficiënter in het verminderen van nitraat dan de beste instandhoudingspraktijken op het land.
• De rangschikking van wetlands in een stroomgebied is een voorspeller van de omvang van de nitraatreductie. Wanneer wetlands de afvoer van 100 procent van een afwateringsgebied filteren, ze zijn drie keer effectiever in het verwijderen van nitraat dan wanneer ze de afvoer van 50 procent van een afwateringsgebied filteren.
• Nitraatreductie in tijdelijke wetlands en in geografisch geïsoleerde wetlands (niet verbonden met een rivier), zoals wetlands die zich vormen in landbouwsloten, is het grootst bij hoge stromen.

"Dit zijn belangrijke stappen om te erkennen dat naarmate we wetlands verliezen, we verliezen ook de aanzienlijke voordelen die ze bieden bij de bestrijding van verontreiniging, " zegt Amy Hansen, een onderzoeker aan het St. Anthony Falls Laboratory van de Universiteit van Minnesota en eerste auteur van het tijdschriftartikel.

De bijdragen van kleine wetlands zijn vooral belangrijk voor de toekomst, zegt Hansen. Klimaatvoorspellingen voorspellen een toename van de neerslagfrequentie en -grootte - omstandigheden waaronder wetlands een belangrijke rol spelen bij het verminderen van riviernitraat.

"Ons werk toont aan dat herstel van wetlands een van de meest effectieve methoden kan zijn om de waterkwaliteit te verbeteren in het licht van klimaatverandering en de toenemende wereldwijde vraag naar voedsel, " zegt co-auteur Jacques Finlay, een ecoloog aan de Universiteit van Minnesota.

Andere co-auteurs van het artikel zijn Christine Dolph van de Universiteit van Minnesota en Efi Foufoula-Georgiou van de Universiteit van Californië, Irvine.

De resultaten van het onderzoek bevorderen het begrip van wetenschappers van wetlands en hun rol bij de bestrijding van vervuiling, volgens de onderzoekers en het verstrekken van advies over de locatie en voordelen van wetlandherstel.