Het is gemakkelijk om te denken dat meer voedingsstoffen - de dingen die het leven nodig heeft om te groeien en bloeien - levendigere ecosystemen zouden bevorderen. Toch heeft vervuiling door nutriënten in feite grote schade aangericht aan mariene systemen, bijdragen aan schadelijke algenbloei, slechtere waterkwaliteit en zuurstofarme dode zones.

Een team van onderzoekers van UC Santa Barbara heeft een nieuwe strategie voorgesteld om grote hoeveelheden voedingsstoffen, met name stikstof en fosfor, te verminderen nadat ze al in het milieu zijn vrijgegeven. In een studie die in het tijdschrift verschijnt Maritiem beleid , de auteurs beweren dat het ongelooflijke vermogen van zeewier om voedingsstoffen uit het water te halen een efficiënte en kosteneffectieve oplossing zou kunnen zijn. Kijkend naar de Amerikaanse Golf van Mexico, het team identificeerde meer dan 63, 000 vierkante kilometer geschikt voor aquacultuur van zeewier.

"Een belangrijk doel van natuurbehoudsecologie is het begrijpen en behouden van het natuurlijke evenwicht van ecosystemen, omdat menselijke activiteit de neiging heeft om dingen uit balans te brengen, " zei co-auteur Darcy Bradley, co-directeur van het Ocean and Fisheries Program bij het Environmental Markets Lab van de universiteit. Activiteiten op het land, zoals landbouw op industriële schaal, sturen veel voedingsstoffen naar waterwegen waar ze zich ophopen en in grotere hoeveelheden in de oceaan stromen dan ze van nature zouden doen.

Opportunistische algen en microben profiteren van de overvloed aan voedingsstoffen, die enorme bloemen voeden. Deze groei kan allerlei gevolgen hebben, van het produceren van biotoxines tot het verstikken van habitats in virtuele monoculturen. En terwijl deze algen zuurstof produceren als ze leven, ze sterven zo plotseling en in zo'n volume dat hun snelle ontbinding alle beschikbare zuurstof in het water verbruikt, enorme delen van de oceaan transformeren in zogenaamde 'dode zones'.

Gekweekt zeewier kan beschikbare voedingsstoffen opnemen, de auteurs beweren, het beperken van de middelen voor ongecontroleerde groei van hinderlijke algen en microben. Zeewieren produceren ook zuurstof, die de ontwikkeling van hypoxische dode zones zou kunnen verlichten.

De auteurs analyseerden gegevens uit de Amerikaanse Golf van Mexico, waarvan ze zeggen dat het een voorbeeld is van de uitdagingen die gepaard gaan met vervuiling door nutriënten. Meer dan 800 stroomgebieden in 32 staten leveren voedingsstoffen aan de Golf, wat heeft geleid tot een groeiende zuurstofarme dode zone. in 2019, deze dode zone strekte zich uit over iets meer dan 18, 000 vierkante kilometer, iets kleiner dan het gebied van New Jersey.

Met behulp van open-source oceanografische gegevens en gegevens over menselijk gebruik, het team identificeerde gebieden van de golf die geschikt waren voor de teelt van zeewier. Ze ontdekten dat ongeveer 9% van de exclusieve economische zone van de Verenigde Staten in de golf zeewieraquacultuur zou kunnen ondersteunen, vooral voor de westkust van Florida.

"Het telen van zeewier in minder dan 1% van de Amerikaanse Golf van Mexico zou mogelijk de doelstellingen van het land voor vermindering van de vervuiling kunnen bereiken die, al decenia, moeilijk te bereiken waren, " zei hoofdauteur Phoebe Racine, een doctoraat kandidaat bij UCSB's Bren School of Environmental Science &Management.

"Omgaan met nutriëntenvervuiling is moeilijk en duur, " voegde Bradley eraan toe. Alleen al de VS besteden elk jaar meer dan $ 27 miljard aan afvalwaterzuivering.

Veel regio's gebruiken handelsprogramma's voor waterkwaliteit om dit probleem te beheersen. In deze cap-and-trade-systemen stellen regelgevers een limiet voor de hoeveelheid verontreinigende stof die kan worden vrijgegeven, en vervolgens verhandelen entiteiten kredieten op een markt. Er bestaan ​​overal in de VS handelsprogramma's voor waterkwaliteit, al zijn ze vaak klein, op maat gemaakt en kan kortstondig zijn. Dat gezegd hebbende, ze tonen veel belofte en, volgens Racine, tweeledige steun hebben.

Zeewieraquacultuur zou mooi passen binnen deze initiatieven. "Afhankelijk van de landbouwkosten en efficiëntie, zeewieraquacultuur zou kunnen worden gefinancierd door handelsmarkten voor waterkwaliteit voor ergens tussen $ 2 en $ 70 per kilogram verwijderde stikstof, "Racine zei, "wat binnen het bereik ligt van de waargenomen kredietprijzen in bestaande markten."

Bovendien, de onderzoekers merken op dat de vraag naar zeewier in de voedings- en industriesectoren stijgt. Mogelijke producten zijn onder meer biobrandstof, kunstmest en voedsel, afhankelijk van de waterkwaliteit, zei Racine. Dit betekent dat, in tegenstelling tot veel saneringsstrategieën, zeewieraquacultuur zou zichzelf kunnen terugbetalen of zelfs inkomsten kunnen genereren.

En de tijd lijkt rijp voor het voorstel van de auteurs. "De VS hebben van oudsher veel barrières gehad om aquacultuur in de oceaan te krijgen, " legde Bradley uit. "Maar er is toenemende politieke steun in de vorm van opgestelde wetsvoorstellen en een ondertekend uitvoerend bevel dat de uitbreiding van de Amerikaanse aquacultuurindustrie zou kunnen katalyseren."

Deze studie is de eerste van een reeks die voortkomt uit de Seaweed Working Group, een interdisciplinaire groep onderzoekers die het potentieel van de voordelen van zeewieraquacultuur voor de samenleving willen begrijpen en in kaart willen brengen. Ze onderzoeken momenteel een reeks andere ecosysteemdiensten die zeewierteelt zou kunnen bieden, zoals voordelen voor de omliggende visserij en het afvangen van koolstof. De onderzoekers werken ook aan een paper dat de verwijdering van stikstof en fosfor op nationaal niveau onderzoekt met een analyse op kleine schaal die de verwijdering van voedingsstoffen uit inheemse zeewieren voor de kust van Florida modelleert.

Zolang de mens voedingsstoffen aan het milieu blijft toevoegen, de natuur zal manieren vinden om ze te gebruiken. Door bewust zeewier te kweken, we kunnen algen kweken waarvan we weten dat ze goedaardig zijn, behulpzaam, of zelfs potentieel nuttig, in plaats van de opportunistische algen die momenteel putten uit deze overtollige voedingsstoffen.