Vervuiling door kunstmest kan aanzienlijke rimpeleffecten hebben in de voedselketens van beken en rivieren, volgens een nieuwe analyse van wereldwijde gegevens. De onderzoekers ontdekten ook dat sommige detectiemethoden vervuiling in bepaalde soorten stromen zouden kunnen missen.

De analyse, gepubliceerd in Biologische beoordelingen , combineerde de resultaten van 184 onderzoeken uit 885 individuele experimenten over de hele wereld die de effecten van het toevoegen van stikstof en fosfor onderzochten, de belangrijkste componenten van kunstmest, in beken en rivieren. Hoewel de analyse alleen studies omvatte waarin wetenschappers experimenteel stikstof en fosfor toevoegden, stikstof- en fosforvervuiling kan van boerderijen afvloeien in stromen, meren, en rivieren, maar ook door de lozing van afvalwater. Op hoog niveau, vervuiling door kunstmest kan schadelijke algenbloei veroorzaken en kan leiden tot vissterfte.

"Algemeen, we ontdekten dat hoge niveaus van nutriënten overal beken en rivieren aantasten, " zei de hoofdauteur van de studie, Marcelo Ardón, universitair hoofddocent bosbouw en milieuhulpbronnen aan de North Carolina State University. "Waar we ook keken, we zagen een toename van de overvloed en biomassa van organismen die in stromen leven, en ook het versnellen van processen die plaatsvinden in stromen - hoe snel algen groeien, hoe snel gaan bladeren uiteen, en hoe snel organismen groeien die zich ermee voeden."

Over de onderzoeken heen, zagen de onderzoekers dat stikstof en fosfor leidden tot meer groei in het voedselweb, zoals in algen, de insecten die de algen eten en de vissen die de insecten eten. In schaduwrijke beekjes waar geen algen groeien, ze meldden dat stikstof en fosfor de afbraak van bladeren versnelden en de groei van organismen die zich ermee voeden, versterkten.

"We zagen een gemiddelde toename van 48 procent in biomassa-abundantie en -activiteit op alle niveaus van het voedselweb, " zei Ardón. "We ontdekten ook dat de voedselwebben het sterkst reageerden wanneer zowel stikstof als fosfor samen werden toegevoegd."

Terwijl experts de aanwezigheid van een specifiek type chlorofyl - chlorofyl a - in water al gebruiken om algengroei te detecteren, onderzoekers zeiden dat het gebruik van die methode vervuiling zou kunnen missen in waterwegen waar algen niet groeien, en waar de ontbinding van bladeren of ander plantaardig materiaal de primaire voedselbron is voor andere organismen.

"De voedselwebben in die stromen zijn niet afhankelijk van algen - de bomen verduisteren de algen, " zei Ardón. "De stromen daar zijn afhankelijk van bladeren die erin vallen en uiteenvallen, dat is wat de insecten, zoals kokerjuffers en steenvliegen, zijn aan het eten. In die op afval gebaseerde stromen, we vonden vergelijkbare reacties op verhogingen van stikstof en fosfor als in algen."

Een andere bevinding was dat factoren als licht, temperatuur, en basislijnconcentraties van stikstof en fosfor hadden een invloed op de reactie op verhogingen van de twee voedingsstoffen.

"Al die dingen zullen bepalen hoeveel reactie je krijgt op verhoogde stikstof en fosfor, " zei co-auteur Ryan Utz van de Chatham University.

De bevindingen hebben implicaties voor het milieubeleid, zei Ardon.

"De EPA heeft staten gevraagd om met manieren te komen om de afvoer van stikstof en fosfor in stromen te verminderen, omdat we weten dat ze deze echt grote problemen kunnen veroorzaken, " zei Ardón. "We weten dat op grote schaal, en we kennen de details niet echt. Veel staten die met criteria komen om de hoeveelheid nutriënten in het water te verminderen, richten zich alleen op reacties van algen. Onze studie suggereert dat regelgevers hun visie zouden moeten verruimen."

De studie, "Experimentele stikstof- en fosforverrijking stimuleert meerdere trofische niveaus van op algen en afval gebaseerde voedselwebben:een wereldwijde meta-analyse van beken en rivieren, " werd gepubliceerd op 17 december in Biologische beoordelingen.