Havsgräs är "kustkanarierna" i hav och vikar. När dessa undervattensblommande växter är sjuka eller dör, det betyder att ekosystemet har stora problem - vanligtvis på grund av föroreningar som minskar vattenkvaliteten. Men när de frodas och expanderar, det är ett tecken på att ekosystemet blir friskare.

Vi har samarbetat om sjögräsforskning i tre decennier i Chesapeake Bay och bortom. En av oss (Bob "JJ" Orth) har kartlagt och studerat buktens nedsänkta vattenvegetation sedan 1980-talet. Och den andre (Bill Dennison) studerar sjögräs ekofysiologi och har lett ansträngningar för att göra denna vetenskap begriplig och användbar.

Havsgräs är avgörande för en frisk Chesapeake Bay. De ger habitat för fisk och skaldjur, stabilisera sediment och hjälpa till att klargöra vattnet. Vikens gräs minskade kraftigt på 1970-talet, eftersom föroreningar och utveckling försämrade vattenkvaliteten. Stater runt bukten har arbetat tillsammans sedan 2010 på en genomgripande plan för att städa upp den och återställa dess ekosystem.

I en ny studie, vi tillhandahåller avgörande bevis för att minska utsläppen av kväve, fosfor och andra föroreningar i bukten har producerat den största återväxten av undervattensgräs som någonsin registrerats någonstans. Denna framgång visar att kustekosystemen är motståndskraftiga och att samordnade ansträngningar för att minska näringsföroreningar kan leda till betydande förbättringar.

Att minska näringsföroreningar ökar havsgräs

För tio år sedan ledde vi ett försök genom National Center for Ecological Analysis and Synthesis för att förstå sjögräsens globala banor. Vad vi fann var att sjögräs gick förlorade i en alarmerande takt, motsvarande en fotbollsplan av sjögräs var 30:e minut sedan 1980.

Så när vi började observera nettoökningar under de senaste åren i överflöd av flera typer av sjögräs (gemensamt kända som nedsänkt vattenväxtlighet) i vår älskade Chesapeake Bay, vi visste att denna händelse var globalt unik.

För att urskilja vad som hände, vi samarbetade med Chesapeake Bay-programmet för att initiera vad som kallas en syntesinsats. Syntesvetenskap samlar olika team av experter från olika områden för att dra nya insikter ur befintliga data.

Vi hade tillgång till 30 års årliga undersökningar av undervattensgräs som JJ Orth personligen övervakar, plus en 30-årig vattenkvalitetsdatauppsättning insamlad av Chesapeake Bay-programmet. Forskare från Virginia Institute of Marine Science, University of Maryland Center for Environmental Science, Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, US Geological Survey, National Socio-Environmental Synthesis Center, St. Mary's College of Maryland, Smithsonian Environmental Research Center, Maryland Department of Natural Resources, Texas A&M University-Corpus Christi och U.S. Environmental Protection Agency tillhandahöll analytisk eldkraft för att hjälpa till att bedöma denna komplexa information.

Vi började med att identifiera hur aktiviteter på land kan påverka trender i vattenkvalitet och överflöd av undervattensgräs. Sedan testade vi våra hypotetiserade kopplingar med hjälp av strukturella ekvationsmodeller som analyserade data på två olika sätt.

Ett tillvägagångssätt fokuserade på kaskaden av kväve och fosfor som rör sig från källor på land, som avloppsvatten och dagvattenavrinning, ut i vattendrag. Den andra visade vad som hände med undervattensgräs när dessa näringsämnen kom in i vattnet. Näringsämnen övergödar bukten, skapar enorma blomningar av alger som dör och tömmer syre från vattnet. Detta ger "döda zoner" som inte kan stödja fisk eller växtliv.

I vår analys, vi hittade avgörande bevis för att minskningar av överskott av kväve och fosfor orsakade återhämtningen av undervattensgräset i Chesapeake Bay. Sedan 1984, mängden kväve som kommer in i viken har minskat med 23 procent och fosfor har minskat med 8 procent, tack vare en "föroreningsdiet" som EPA etablerade 2010. Planen, formellt kallad Total Maximum Daily Load (TMDL), kräver stater i vikens 64, 000 kvadratkilometer vattendelare för att minska specifika föroreningar som kommer in i viken till målnivåer enligt ett fast schema.

Som ett resultat, undervattensgräs har ökat med över 300 procent och har återkommit på vissa platser runt bukten där de inte hade observerats på decennier.

En hälsosammare Chesapeake Bay

De senaste 12 åren, vi har använt undervattensgräs och andra vattenkvalitetsdata för att producera ett årligt Chesapeake Bay-rapport. Vårt rapport för 2017 beskriver framsteg över hela linjen, med 7 av 15 rapporterande regioner runt bukten som visar betydande förbättringar och resten håller sig stabilt.

Vi tillskriver dessa förbättringar till TMDL-planen. Särskilt, Uppgraderingar av områdets avloppsvattenreningsanläggningar har minskat kväve- och fosfortillförseln till viken. Katalysatorer på bilar och skorstenar i kraftverk har minskat utsläppen av kväve i atmosfären och efterföljande nedfall som letar sig in i buktens vatten. Det verkar som om dessa hanteringsåtgärder börjar ge resultat, även om det finns mer att göra – särskilt att minska näringsföroreningarna från jordbruket.

Framsteg i riskzonen

Chesapeake Bay -programmet är ett partnerskap mellan sex stater (New York, Pennsylvania, Maryland, Delaware, Västra Virginia, Virginia), District of Columbia och den federala regeringen, representeras av EPA. Det utnyttjar kraftigt federal finansiering genom att engagera samhällsgrupper, lokala kommuner och icke-statliga organisationer att utföra åtgärder som hjälper till att minska föroreningar som kommer in i viken. Exempel inkluderar omarbetning av urbana ytor för att minska avrinning av dagvatten och subventionera jordbrukare för att odla vintertäckgrödor som hjälper till att behålla näringsämnen på fälten.

När EPA -administratören Scott Pruitt var Oklahomas allmänna åklagare, han anslöt sig till andra stater i en rättegång för att blockera saneringen i Chesapeake Bay, kallar det ett federalt överskridande. Nu, dock, Pruitt har lovat att stödja programmet, som godkändes av en federal domstol 2013 och som överklagades 2015.

Men president Trumps budget för 2017 krävde att Chesapeake Bay-programmet helt skulle elimineras. Kongressen antog bara små nedskärningar, men Trumps budgetförfrågan för 2018 minskar programmets finansiering med 90 procent – ​​ironiskt nog, precis när vi äntligen börjar vända nedbrytningen från de senaste decennierna.

Chesapeake Bay är utan tvekan den bäst studerade mynningen på planeten, och det faktum att vår studie kopplar förvaltningsåtgärder till en enorm återväxt av undervattensgräs är en hyllning till denna rika historia. Pågående ansträngningar för att återställa bukten har gett lärdomar om hur minskning av föroreningar kan leda till ekosystemåterställning.

Dessa insikter kan och bör tillämpas på andra vattenkroppar som påverkas av näringsföroreningar. Vi hoppas att historien om Chesapeake Bays återhämtning inspirerar till liknande handlingar på många andra platser.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.