Kväve i regn och snö faller till marken där, i teorin, det används av skogsväxter och mikrober. Ny forskning från ett vetenskapligt samarbete ledd av USDA Forest Service visar att mer kväve från regn och snö når fler bäckar än tidigare trott och rinner nedströms i skogarna i USA och Kanada. Studien, "Obearbetat atmosfäriskt nitrat i vattnet i Northern Forest Region i USA och Kanada, " publicerades denna vecka i tidskriften Miljövetenskap och teknik .

Forskare fann att en del nitrat, som är en form av kväve som växter och mikrober kan använda, går ibland för snabbt för biologiskt upptag, vilket resulterar i att "obearbetat" nitrat går förbi skogsbiologins annars effektiva filter. Studien kopplar samman föroreningsutsläpp från olika och ibland avlägsna källor inklusive industri, energiproduktion, transportsektorn och jordbruket till skogshälsa och bäckvattenkvalitet.

"Kväve är avgörande för den biologiska produktiviteten på planeten, men det blir en ekologisk och akvatisk förorening när för mycket är närvarande, sade Stephen Sebestyen, en forskningshydrolog med USDA Forest Service Northern Research Station baserad i Grand Rapids, Minn., och studiens huvudförfattare.

USDA är en leverantör av lika möjligheter och en arbetsgivare.

"Från offentliga markförvaltare till skogsägare, det finns ett stort intresse för skogens hälsa och vattenkvalitet. Vår forskning identifierar utbredda föroreningseffekter, som undergräver ansträngningarna att hantera kväveföroreningar."

Sebestyen och 29 medförfattare genomförde en av de största och längsta undersökningarna för att spåra rörelser av obearbetat nitrat i skogar. Forskare från flera federala myndigheter och 12 akademiska institutioner i USA, Kanada, och Japan samlade in vattenprover i 13 stater och provinsen Ontario, i slutändan kompilerar mer än 1, 800 individuella nitratisotopanalyser under loppet av 21 år.

"Vi antog generellt att nitratföroreningar inte skulle resa en lång sträcka genom en skog eftersom landskapet skulle fungera som ett effektivt filter, " Sade Sebestyen. "Denna studie visar att även om vi inte har haft fel om det, vi behövde mer information för att bli bättre informerade." Skogar använder totalt sett mest nitrat, såvida inte nederbörd och avrinning av snösmältning under händelser med högre flöde leder till korthet, men viktiga fönster när obearbetat nitrat strömmar till bäckar; ibland på nivåer som är oväntat höga.

För mycket kväve bidrar till skogsnedgång och tillväxt av störande växtlighet i sjöar och dammar. Trädarter har olika toleransnivåer för kväve. För mycket kväve kan förändra skogens sammansättning och ge fotfäste för främmande växter. "Jag är bekymrad över hur luftföroreningar påverkar skogar och vattendelar, sa Trent Wickman, en Air Resource Specialist med USDA Forest Service's Eastern Region och en medförfattare till studien. "Det finns ett antal federala och statliga program som syftar till att minska kväveluftföroreningar från fordon och industriella källor. Förstå ödet för kväve som har sitt ursprung i luften, men hamnar på land, är viktigt för att mäta effektiviteten av dessa program för att minska föroreningar."

Sebestyen och studiens medförfattare föreslår att eftersom obearbetat kväve inte filtreras av naturlig vegetation i den utsträckning som man tidigare trott, övervakning tillsammans med denna baslinjeinformation behövs för att ge markförvaltare en mer nyanserad syn på skogshälsofrågor.