In het begin van de jaren negentig, Acton Lake in het zuidwesten van Ohio had een modderig probleem. Grote hoeveelheden sediment van nabijgelegen boerderijen kwamen het stroomgebied van het meer binnen. Deze sedimenten reisden door beken die het landschap drooglegden en vulden het meer.

Dus, de USDA gaf lokale boeren prikkels om sommige van hun landbouwpraktijken te veranderen. Een van deze praktijken was conserverende grondbewerking, waarin de grond minder vaak wordt geploegd. Dat kan sedimentafvoer verminderen.

Een nieuwe studie onderzoekt hoe de omschakeling naar conserverende grondbewerking Acton Lake de afgelopen decennia heeft beïnvloed. Van 1994 tot 2014, de onderzoekers maten concentraties van gesuspendeerd sediment, stikstof, en fosfor in stromen die uitmonden in Acton Lake.

"We vinden dat kortetermijntrends in de waterkwaliteit mogelijk niet de langetermijnveranderingen weerspiegelen, ", zegt co-auteur Michael Vanni.

Het volgen van veranderingen in de waterkwaliteit op de lange termijn is van vitaal belang, zegt Vanni, een bioloog aan de Universiteit van Miami, Ohio. "We hebben niet veel langetermijninformatie over hoe de waterkwaliteit in een beek of meer reageert op veranderingen in de landbouw, " hij zegt.

Dat is misschien verrassend, aangezien veel ecologen landbouwstroomgebieden bestuderen. Maar volgens Vanni, studies over een bepaald ecosysteem zijn meestal van korte duur. "Langdurig onderzoek, zoals de onze, kunnen belangrijke verschuivingen in de waterkwaliteit aan het licht brengen, "zegt Vanni. "Veel van de veranderingen die we hebben waargenomen, kunnen alleen worden gezien na het bestuderen van de stromen voor meer dan 20 jaar."

Vanni en zijn collega's ontdekten dat de reacties op de waterkwaliteit tijdens het eerste decennium van het onderzoek (1994-2003) anders waren dan in het volgende decennium (2004-2014). Ze ontdekten ook dat concentraties van gesuspendeerd sediment, stikstof, en fosfor reageerden elk anders.

Gedurende de gehele onderzoeksperiode nam het gehalte aan gesuspendeerd sediment af. Echter, de daling was de eerste tien jaar veel sterker.

Fosfor- en stikstofniveaus hadden contrasterende resultaten. "De concentratie opgeloste fosfor in de stromen nam de eerste tien jaar sterk af, "zegt Vanni. "Maar dan, fosforniveaus namen de komende tien jaar toe."

In tegenstelling tot, het stikstofgehalte veranderde de eerste tien jaar niet veel. Daarna, ze vielen scherp.

De studie richtte zich op de waterscheiding van de Upper Four Mile Creek, die uitmondt in Acton Lake. Het grootste deel van de omgeving bestaat uit maïs- en sojaboonboerderijen. De onderzoekers volgen de landbouwpraktijken in het gebied sinds 1989 en de waterkwaliteit sinds 1994.

De veranderingen op de lange termijn die in dit onderzoek zijn waargenomen, geven aan dat er compromissen kunnen bestaan ​​bij het beheer van verschillende aspecten van de waterkwaliteit. "De belangrijkste reden om conserverende grondbewerking aan te moedigen, was het verminderen van bodemerosie en sedimentatie in Acton Lake, ', zegt Vanni. 'Dat is duidelijk gelukt. Sedimentinvoer naar het meer is afgenomen."

Ook het stikstofgehalte daalt. "Dat is geweldig voor lokale zoetwaterecosystemen, ", zegt Vanni. "Het is ook gunstig voor de Golf van Mexico, waar een deel van onze afvoer uiteindelijk naartoe reist."

Anderzijds, stijgende fosforniveaus zijn een reden tot bezorgdheid. "Ze kunnen stroomafwaarts de algenbloei bevorderen, ", zegt Vanni. "Misschien moeten we de afwegingen maken die betrokken zijn bij het beheer van sedimenten, stikstof, of fosfor."

Het is niet helemaal duidelijk hoe de onderzoeksresultaten van toepassing zijn op andere gebieden. Echter, de veranderingen in de waterkwaliteit die in dit onderzoek zijn waargenomen, zijn vergelijkbaar met die in sommige rivieren die uitmonden in Lake Erie.

Ook in die stroomgebieden vormen hoge fosforgehalten een probleem. In feite, "hoge niveaus van fosfor zijn betrokken bij het veroorzaken van verhoogde bloei van schadelijke algen in Lake Erie, ' zegt Vanni.

Vanni en collega's hopen door te gaan met het meten van veranderingen in gesuspendeerde sedimenten, stikstof, en fosfor in het stroomgebied van Acton Lake.

"We kijken ook naar de reactie van het Acton Lake-ecosysteem op deze veranderingen, ", zegt Vanni. "Het zal heel interessant zijn om deze veranderingen de komende tien jaar te observeren, zowel wetenschappelijk als voor waterkwaliteitsbeheer."