I början av 1990-talet Acton Lake i sydvästra Ohio hade ett lerigt problem. Stora mängder sediment från närliggande gårdar kom in i sjöns vattendelare. Dessa sediment färdades genom bäckar som dränerade landskapet och fyllde upp sjön.

Så, USDA gav lokala bönder incitament att ändra några av sina jordbruksmetoder. En av dessa metoder var bevarande jordbearbetning, där jorden plöjs mindre ofta. Det kan minska sedimentavrinning.

En ny studie undersöker hur övergången till bevarande jordbearbetning har påverkat Acton Lake under de senaste decennierna. Från 1994 till 2014, forskarna mätte koncentrationer av suspenderat sediment, kväve, och fosfor i bäckar som rinner ut i Acton Lake.

"Vi finner att kortsiktiga trender i vattenkvalitet kanske inte speglar långsiktiga förändringar, " säger studiens medförfattare Michael Vanni.

Det är viktigt att spåra förändringar i vattenkvaliteten på lång sikt, säger Vanni, en biolog vid Miami University, Ohio. "Vi har inte mycket långsiktig information om hur vattenkvaliteten i en bäck eller sjö reagerar på jordbruksförändringar, " han säger.

Det kan vara förvånande eftersom många ekologer studerar jordbruksvattendelar. Men enligt Vanni, studier av ett givet ekosystem är vanligtvis kortsiktiga. "Långtidsstudier, som vår, kan avslöja viktiga förändringar i vattenkvaliteten, ", säger Vanni. "Många av de förändringar vi observerade kan bara ses efter att ha studerat bäckarna i mer än 20 år."

Vanni och hans kollegor fann att vattenkvalitetssvaren var olika under studiens första decennium (1994-2003) jämfört med nästa (2004-2014). De upptäckte också att koncentrationer av suspenderat sediment, kväve, och fosfor reagerade på olika sätt.

Nivåerna av suspenderat sediment minskade under hela studieperioden. Dock, nedgången var mycket kraftigare de första tio åren.

Fosfor- och kvävenivåer hade kontrasterande resultat. "Koncentrationen av löst fosfor i vattendragen minskade kraftigt under de första tio åren, säger Vanni. Men då, Fosfornivåerna ökade under de kommande tio åren."

I kontrast, kvävenivåerna förändrades inte mycket under de första tio åren. Efter det, de föll kraftigt.

Studien fokuserade på vattendelaren i Upper Four Mile Creek, som rinner ut i Acton Lake. Det mesta av det omgivande området består av majs- och sojabönsodlingar. Forskarna har övervakat jordbruksmetoderna i området sedan 1989 och vattenkvaliteten sedan 1994.

De långsiktiga förändringarna som ses i denna studie indikerar att det kan finnas avvägningar i att hantera olika aspekter av vattenkvalitet. "Det främsta skälet till att uppmuntra bevarande jordbearbetning var att minska jorderosion och sedimentering i Acton Lake, ", säger Vanni. "Det har helt klart varit framgångsrikt. Sedimenttillförseln till sjön har minskat."

Kvävehalterna sjunker också. "Det är bra för lokala sötvattensekosystem, " säger Vanni. "Det är också fördelaktigt för Mexikanska golfen, dit en del av vår avrinning så småningom går."

Å andra sidan, stigande fosforhalter är en anledning till oro. "De kan främja algblomning nedströms, " säger Vanni. "Vi kan behöva överväga de avvägningar som är involverade i att hantera sediment, kväve, eller fosfor."

Det är inte helt klart hur studiens resultat skulle gälla för andra områden. Dock, de förändringar i vattenkvalitet som observerades i denna studie liknar de som ses i några av floderna som rinner ut i Lake Erie.

Höga fosforhalter är ett problem även i dessa vattendelar. Faktiskt, "höga halter av fosfor är inblandade i att orsaka ökade blomningar av skadliga alger i Lake Erie, säger Vanni.

Vanni och kollegor hoppas kunna fortsätta att mäta förändringar i suspenderade sediment, kväve, och fosfor i Acton Lake vattendelare.

"Vi tittar också på reaktionen från Acton Lakes ekosystem på dessa förändringar, " säger Vanni. "Det kommer att bli riktigt intressant att observera dessa förändringar under de kommande tio åren, både ur ett vetenskapligt perspektiv och för vattenkvalitetsledning."