Zware regenbuien die slechts een paar dagen per jaar plaatsvinden, kunnen tot een derde van de jaarlijkse stikstofafvoer van landbouwgrond in het stroomgebied van de Mississippi voor hun rekening nemen, volgens een nieuwe studie door wetenschappers van de Iowa State University.

Het door de Amerikaanse National Science Foundation gefinancierde onderzoek, gepubliceerd in Communicatie Aarde &Milieu , gebruikt innovatieve computermodelleringstechnieken om de afvoer van stikstof van landecosystemen naar rivieren en beken te kwantificeren. Stikstofmeststoffen die op landbouwgrond in het Midwesten worden toegepast, kunnen hun weg vinden langs de rivier de Mississippi, waar ze bijdragen aan een hypoxische (lage of verarmde zuurstof) zone in de Golf van Mexico.

De bevindingen kunnen informatie geven over bedrijfsbeheerpraktijken, zoals de timing en toepassing van stikstofmeststoffen om die effecten te verminderen, zei de hoofdauteur van de studie, Chaoqun Lu.

Lu gebruikte computermodellen om verschillende ecologische processen te simuleren. Haar eerdere werk keek naar hoe landbouwgrond koolstof opslaat, een proces dat bekend staat als koolstofvastlegging. Voor dit papier Lu en haar collega's gebruikten modelleringsbenaderingen en openbaar beschikbare waterkwaliteitsgegevens die teruggaan tot 1980 om te analyseren hoe neerslag de stikstofbelasting in de waterwegen van het Midwesten beïnvloedt.

Lu zei dat eerdere studies hebben aangetoond dat jaren met hoge regenvaltotalen ook een hogere stikstofbelasting van land naar waterlichamen zien. Maar de nieuwe studie keek nauwkeurig naar extreme regenval in het stroomgebied van de Mississippi, gedefinieerd als elke regenval die het 90e percentiel van historische dagelijkse neerslagrecords voor een locatie in één maand overschrijdt.

Wastafelbreed, extreme neerslaggebeurtenissen kwamen gemiddeld slechts 8,6 dagen per jaar voor, maar droegen bij tot ongeveer een derde van de jaarlijkse totale stikstofopbrengsten, volgens de gegevens.

"Wat ons aantrok tot deze vragen, is dat hevige regenval zeer plaatselijk kan zijn, " zei Lu. "Je ziet hier en daar regen, en het komt voor in verschillende perioden van het jaar. We wilden kijken of we langetermijnmonitoringsgegevens en modelleringstools konden combineren die rekening houden met die verschillen en beter kunnen zien hoe ze de stikstofbelasting beïnvloeden."

Laura Lautz toegevoegd, een programmadirecteur in de afdeling Aardwetenschappen van NSF, "Dit onderzoek toont aan dat, hoewel extreme regenbuien slechts een paar dagen per jaar kunnen voorkomen, ze kunnen een te grote invloed hebben op de stikstofbelasting. Dit wetende, we kunnen een geïnformeerde en gerichte aanpak hanteren voor het beheer van landbouwpraktijken om de lozing van nutriënten naar de Golf te verminderen."