Branford-bilden visar tång samlad genom att sträcka sig ner till botten och dra upp krattan. Den förgrenade röda tången och mängden som samlats på bara ett pass indikerar att en stor mängd näringsämnen gödslar tillväxten av tång i denna vik. Kredit:Jamie Vaudrey, UConn, 2016
En ny modell som släpptes idag vid mötet med American Association for the Advancement of Science av UConn-ekologen Jamie Vaudrey pekar ut källor till kväveföroreningar längs Long Island Sound, och visar kommunerna vad de kan göra för att lindra det.
Long Island Sound är en mynning av Atlanten som gränsar till Connecticut i norr, New York City i väster, och Long Island i söder. Öresund är hem för dussintals fågelarter, 170 arter av fisk, och mer än 1, 200 arter av ryggradslösa djur. Historiskt har den stöttat ett rikt fritids- och kommersiellt fiske efter hummer, ostron, blå krabbor, pilgrimsmusslor, randig bas, flundra, och blåfisk.
Under de senaste decennierna har dock dessa fiske har drabbats av överskott av kväve i vattnet. Det extra kvävet matar tång och algblomningar som använder syre, döda fisk, och förändra ekologin på ett sätt som gör den mindre lämpad för skaldjur. Detta kallas eutrofiering.
Men kväveföroreningarna - och efterföljande fiskdödar och livsmiljöförsämring - är inte jämnt fördelat över Long Island Sound. Det finns 116 floder, flodmynningar, hamnar, och vikar längs Long Island Sound, och mängden kväveavrinning varierar enormt från en till en annan. Viktiga kvävekällor inkluderar septiktankar och avlopp, gödsel från gräsmattor och parker, jordbruksmetoder, och atmosfäriskt nedfall från damm, regn, och snö.
Det finns massor av åtgärder som medborgare och städer kan vidta för att minimera avrinningen. Men de kan bara minska det om de vet att det finns där i första hand.
Det fanns mycket lite data om kväveavrinning från enskilda samhällen i Long Island Sound när Vaudrey och hennes kollegor först gav sig ut för att titta på problemet. De tillbringade fyra år med att samla in data om var kvävet kommer ifrån i var och en av de 116 flodmynningarna, floder, och hamnar, för medan folk kanske bara bryr sig lite om Long Island Sound i det abstrakta, de bryr sig mycket om sin egen specifika plats. Stranden där de simmar, piren de fiskar från, kusten de seglar längs, det här är vad folk bryr sig om. Så forskarna konstruerade en detaljerad modell som vem som helst kan ladda ner för att titta på sin specifika flod, hamn, eller vik.
Cladophora, en trådig grön tång, finns i stort överflöd i Little Narragansett Bay, gödslas av en hög belastning av kväve som kommer in i viken. Täta mattor av tången är syrefabriker under dagen, men förbrukar allt syre under natten, lämnar inget till djuren. Endast djur som tål mycket lågt syre, de som i princip kan hålla andan hela natten, finns i områden där denna tång är tjock. I midsommar, tången är så riklig och produktiv, överskott av syre bubblar upp ur vattnet och kan få stora mattor av tången att flyta upp till ytan. Kredit:Jamie Vaudrey, UConn
"[Modellen] är ett verktyg för medborgare och chefer att utforska effekterna av olika åtgärder, säger Vaudrey, en biträdande forskningsprofessor i marin vetenskap.
Modellen är i form av ett Excel-kalkylblad. Det finns en sida med titeln 'scenarier, ' där du kan välja en specifik grupp och ändra inställningarna för att se, till exempel, hur förändring av gödseltillförseln i lokala parker kommer att påverka kväveavrinning. Det finns också en sida som heter "intressanta resultat" som visar de 27 platserna med högst kvävebelastning per vattenområde. Pequonnock River i Bridgeport, Anslutning har den högsta belastningen, följt av floder i Greenwich, Anslutning, Mamaroneck, N.Y., och Fairfield, Conn. Men andra hamnar och floder som ligger nära de värsta brottslingarna har dramatiskt lägre kvävebelastningar, visar att befolkningstäthet inte är öde, och att beslut om markanvändning, korrekt avloppsrening, och medborgarutbildning kan göra skillnad.
Modellen har redan använts av Connecticut Department of Energy and Environmental Protection (CT-DEEP) för att identifiera åtta Connecticuts flodmynningar som behöver ytterligare studier och planer för kvävereduktion, och avdelningen avser att använda den i en kommande utvärdering av septiska system, enligt Kelly Streich vid CT-DEEPs Long Island Sound Study.
Naturvårdsverket har också arbetat med modellen.
"Även om stora framsteg har gjorts med att städa upp Long Island Sound under de senaste två decennierna, Vaudreys verktyg pekar på platser där det krävs mer arbete för att återställa och skydda hälsosamma förhållanden. Med denna information, beslutsfattare kan identifiera de viktigaste källorna till kväveföroreningar och använda beprövade lösningar - som att uppgradera och modernisera septiska system eller minska användningen av gödningsmedel - för att upprätthålla rent vatten, " säger Holly Drinkuth, chef för uppsökande och vattendelareprojekt vid The Nature Conservancy i Connecticut.
Vaudrey hoppas kunna arbeta med organisationer som är skickliga på att nå, som Naturskyddsföreningen, Rädda ljudet, och Long Island Sound Study, att bättre informera ledningsbeslut på lokal nivå.
Hon börjar också arbeta på en andra modell, en som tittar på vad som händer i kustvattnen när kväve väl införs. Varje vik och hamn är unik; hur en vik reagerar på kvävebelastningen beror på hur mycket sötvatten som strömmar in från floder eller bäckar, samt vikens storlek och djup, och tidvattnets höjd. Slutmålet är en modell som förutsäger den kvävebelastning som behövs för att få den vattenkvalitet samhället vill ha i varje vik.
