science >> Wetenschap >  >> Natuur

De schone rivieren van Cuba tonen de voordelen van het verminderen van de vervuiling door nutriënten

Aniel Arruebarenna, een teamlid van het Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos, bereidt zich voor op het verzamelen van stroommetingen. Krediet:Joshua Brown/Universiteit van Vermont, CC BY-ND

Het grootste deel van de afgelopen 60 jaar, de Verenigde Staten en Cuba hebben zeer beperkte diplomatieke banden gehad. President Barack Obama is begonnen met het normaliseren van de betrekkingen tussen de VS en Cuba, maar de regering-Trump heeft dit beleid teruggedraaid, interacties tussen de twee landen sterk verminderen.

Wetenschappelijke samenwerking is een lichtpuntje in deze moeilijke geschiedenis. Sinds de 19e eeuw, Amerikaanse instellingen zoals het Smithsonian en de National Academy of Sciences hebben samengewerkt met Cubaanse tegenhangers om inzicht te krijgen in onderwerpen zoals de overdracht van door vectoren overgedragen ziekten. Hoewel politieke wrijving dergelijke partnerschappen vaak tot een uitdaging heeft gemaakt, veel wetenschappers aan beide kanten zijn van mening dat hun land er baat bij heeft om gezondheids- en milieuproblemen samen aan te pakken.

Wij zijn geowetenschappers die bestuderen hoe landschappen veranderen door processen zoals erosie. De afgelopen twee en een half jaar heeft wij en ons team van Amerikaanse wetenschappers hebben samengewerkt met Cubaanse geowetenschappers om inzicht te krijgen in de milieu- en waterkwaliteitseffecten van vooruitstrevend landbouwbeleid in Cuba.

In een recent gepubliceerde studie, laten we zien dat Cubaanse rivieren schoner zijn dan de machtige Mississippi. Waarom? Omdat Cubaanse boeren biologische landbouw en conserveringslandbouw beoefenen om bodemerosie en verlies van voedingsstoffen te verminderen. In totaal, Cuba doet het beter dan de VS om te voorkomen dat de landbouw zijn rivieren schaadt, en de resultaten ervan bieden nuttige lessen.

Cuba's biologische landbouwsysteem heeft de aandacht getrokken van vele andere delen van de wereld.

Een testcase in duurzame landbouw

Cubaanse rivieren lopen van de bergen naar de oceaan door met koeien gevulde weiden, velden met suikerriet en rijstvelden, bossen, moerassen en mangroven. Onderweg, grondwater sijpelt van onderaf in rivierkanalen. Wanneer zware onweersbuien toeslaan, het water stroomt van het land.

Deze stromen voeren grond en opgelost materiaal in stromen, die deze lading aan de kust afleveren. Cuba's kusten hebben overvloedige mangrovestruiken, zeegrasvelden onder water en enkele van de best bewaarde koraalriffen van het Caribisch gebied.

We raakten geïnteresseerd in samenwerking met Cubaanse wetenschappers vanwege het landelijke experiment van hun land in biologische landbouw dat dateert uit de late jaren tachtig. Toen de Sovjet-Unie, Cuba's voormalige handelspartner, brak uit elkaar, Cubaanse boeren hebben geen toegang meer tot kunstmest, pesticiden en zwaar materieel, en moest een meer ecologisch gebaseerde benadering aannemen. Kan hun ervaring een blauwdruk bieden voor duurzamere benaderingen om de wereld te voeden?

We hebben het ResearchGate-netwerk gebruikt om Cubaanse medewerkers te vinden. Ondersteund door de Amerikaanse National Science Foundation en het Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos, het onderzoek dat we in Cuba doen, bouwt voort op metingen die we over de hele wereld hebben gedaan.

De Cubaanse wetenschappers Aniel Arruebarenna en Victor Perez filteren sediment uit rivierwater in het westen van Cuba, zodat in het water opgeloste elementen nauwkeurig kunnen worden geanalyseerd. Krediet:Paul Bierman, CC BY-ND

Minder kunstmestafvoer in Cuba

Voor deze studie analyseerden we watermonsters van elk van de 25 rivieren in centraal Cuba, op zoek naar elementen uit het periodiek systeem en naar bacteriën. Onze eerste resultaten laten zien dat Cuba's duurzame landbouwpraktijken de impact van de landbouw op de kwaliteit van het rivierwater minimaliseren door de hoeveelheid stikstofmest die van de velden in de lokale wateren wegspoelt, te verminderen.

Cubaanse boeren gebruiken ongeveer de helft minder kunstmest per hectare landbouwgrond dan hun Amerikaanse tegenhangers (3 versus 6 ton per vierkante kilometer per jaar in 2016). Als resultaat, rivieren in centraal Cuba bevatten veel lagere concentraties opgeloste stikstof dan de rivier de Mississippi, die meer dan 1 miljoen vierkante mijl van Amerika's agrarische kerngebied drooglegt. Gemiddeld, de Cubaanse rivieren die we analyseerden bevatten 0,76 milligram stikstof per liter water, vergeleken met 1,3 milligram per liter in de Mississippi-rivier van 2012-2019.

Amerikaanse oogstopbrengsten per hectare zijn hoger dan die van Cuba, mede dankzij het gebruik van kunstmest, maar de afweging is grimmig. Nutriënten die van Amerikaanse akkers stromen en langs de Mississippi naar beneden stromen, creëren de dode zone van de Golf van Mexico, een stukje oceaan waar het zuurstofgehalte zo laag is dat bijna geen zeeleven overleeft. De dode zone vormt zich elke zomer, gevoed door lenteregens, en heeft gemiddeld 6 afgelegd, 000 vierkante mijl in de afgelopen jaren.

Organopónico El Alba, een biologische stadstuin in Cienfuegos, Cuba. Krediet:Paul Bierman, CC BY-ND

Cuba's rivieren bevatten andere vervuilende stoffen. We vonden hoge niveaus van bacteriën en sediment in de meeste rivieren die we bemonsterden. DNA-analyse suggereert dat ten minste enkele van deze bacteriën afkomstig waren uit de ingewanden van koeien. We zagen veel koeien tijdens ons veldwerk in centraal Cuba, en die dieren hadden vrije toegang tot lokale stromen. Eenvoudige oplossingen, zoals het omheinen van rivieroevers, bacterieniveaus in oppervlaktewateren aanzienlijk kunnen verlagen.

We vonden ook van nature hoge niveaus van calcium, natrium en magnesium in Cubaans rivierwater. Deze materialen zijn afkomstig van rotsen die van nature worden opgelost door regenwater. Geen van hen is gevaarlijk voor de mens, hoewel ze kalk in theeketels kunnen achterlaten en de smaak van het water kunnen veranderen.

Meer wetenschappelijke samenwerking mogelijk maken

Hoewel we veldwerk hebben gedaan op de Groenlandse ijskap en in rijstvelden in het zuidwesten van China, dit werk in Cuba is een unieke waardevolle ervaring voor ons geweest, zowel professioneel als persoonlijk. We vonden de Cubaanse cultuur warm en gastvrij, zelfs voor Amerikanen wier leiders het Cubaanse volk decennialang grotendeels hebben gemeden.

Kalkstenen kliffen in de Vinales-vallei, westelijk Cuba, los op in overvloedige warme regen en voeg calcium toe aan het rivierwater. Krediet:Paul Bierman, Universiteit van Vermont

Delen en teamwork zijn belangrijke onderdelen van de Cubaanse cultuur. Toen we tijdens ons eerste bezoek aan Cuba Amerikaanse snacks uitbrachten, onze medewerkers stonden erop dat deze geschenken met het hele laboratoriumpersoneel moesten worden gedeeld. In de tropische januarizon, wetenschappers, technici, secretaresses en directeuren verzamelden zich buiten om Vermont-esdoornsnoepjes en bosbessenjam te eten.

We zien dit project als wetenschapsdiplomatie in actie. Maar onze Cubaanse partners kunnen ons pas bezoeken als de Verenigde Staten ermee instemmen Cubaanse wetenschappers visa te verlenen. De regering-Trump gaat in de tegenovergestelde richting:het heeft commerciële en openbare chartervluchten naar Cuba vanuit de VS opgeschort en sancties opgelegd die bedoeld zijn om Cuba de toegang tot harde valuta te ontzeggen.

Terwijl de COVID-19-pandemie zich over de hele wereld verspreidt, wetenschappelijke samenwerking is belangrijker dan ooit. Aan ons, het heeft geen zin om sancties te verhogen tegen een land dat meer artsen per hoofd van de bevolking heeft dan enig ander land op aarde en dat met meer succes dan veel andere landen op COVID-19 heeft gereageerd. Wij zijn van mening dat de wetenschap in de VS baat zou hebben bij het heropenen van de communicatie met Cuba en het delen van kennis die de wereldgemeenschap zou kunnen helpen genezen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.