Varje år på försommaren, forskare vid universitet, forskningsinstitutioner och federala myndigheter släpper prognoser för bildandet av "döda zoner" och skadliga algblomningar i Mexikanska golfen, Chesapeake Bay och Lake Erie. I år är utsikterna inte bra.

Den döda zonen som årligen bildas i Mexikanska golfen kommer sannolikt att närma sig, om inte överträffa, rekordstorlek på ungefär 7, 250 kvadratkilometer. En annan dödzon i Chesapeake Bay beräknas ligga inom de över 20% som registrerats under de senaste 20 åren - cirka 2,1 kubikmil, motsvarande över 3,5 miljoner simbassänger i olympisk storlek. Och Lake Erie förväntas också sätta rekord, med nästan 50, 000 ton potentiellt giftiga alger.

Nyckelfaktorn som driver dessa prognoser är vinter och vår nederbörd betydligt över normala i centrala USA Vintern 2018-2019 var den blötaste som registrerats i hela landet, och maj var den näst blötaste månaden någonsin.

Att förutsäga resultaten är inte raketvetenskap. Mer regn betyder mer översvämningar och mer avrinning från jordbruksmarker. Dessa vatten bär tunga mängder näringsämnen, främst från gödselmedel, som bränner alger blommar. Slutresultaten inkluderar fiskdöd, stängda stränder, eventuella dricksvattenvarningar och förlust av kustfastighetsvärde.

Trampa vatten

Algblommor uppstår när vattenförekomster blir överbelastade med kväve och fosfor från gårdar, vattenreningsverk och andra källor. Varmt vatten och näringsämnen främjar snabb tillväxt av alger. Vissa stammar kan vara giftiga eller till och med dödliga för vattenlevande liv och människor.

Så småningom lägger sig alger till botten och förfaller. Denna process tömmer upplöst syre i vattnet, skapa "döda zoner" där syrenivåerna är tillräckligt låga för att döda fisk.

Forskare och offentliga tjänstemän har förstått detta problem i årtionden, men framstegen mot att ta itu med det har varit smärtsamt långsamt. Näringsbelastningar, döda zoner och skadliga algblomningar i dessa system som domineras av jordbruk har ökat eller hållit sig motvilligt stabila i årtionden.

Det viktigaste politiska verktyget som är tillgängligt nu för att bekämpa förlust av näringsämnen från jordbruksmarker är Farm Bill, antogs ungefär vart femte år, som ger medel för frivilliga bevarandeinsatser. Mellan 1995 och 2015, det amerikanska jordbruksdepartementet gav nästan 32 miljarder dollar i bevarandeinsatser. USA:s vattenkvalitet skulle vara mycket sämre utan dessa program, men de har helt enkelt inte varit tillräckliga för att minska näringsbelastningen över tiden.

Varmare och blötare

Forskare förutspår att när klimatet värms, detta problem kommer sannolikt att bli värre.

De flesta klimatmodeller förutspår ökad nederbörd, särskilt intensiva vårregn, för större delen av Mellanvästern, Great Lakes-bassängen och mitten av Atlanten. När luften värmer, den kan innehålla ökande mängder vattenånga, vilket bidrar till mer nederbörd under extrema väderhändelser. I tur och ordning, kraftigare nederbörd kommer att påverka näringsavrinning och bildning av döda zoner.

En koststrategi

Jordbruksbaserade bevarandeprogram är viktiga, och några nya metoder kan förbättra näringshanteringen. Till exempel, bönder kan bredda dräneringsdiken för att skapa tvåstegsdiken, som tillåter vatten att rinna ut på vegeterade sido-"bänkar" som fångar upp näringsämnen under perioder med kraftiga regn.

Men även dessa åtgärder måste genomföras i en aldrig tidigare skådad skala för att vara effektiva. Utmaningen är ännu mer skrämmande när man inser att, till exempel, medan den årliga totala fosforbelastningen till sjön Erie är stor, det är bara 10 % av den mängd som appliceras i gödselmedel varje år. Dessutom, som med vattenområdena i Chesapeake och Mississippi, jordar kring Erie -sjön är redan fyllda med kväve och fosfor.

Från min synvinkel, en del av lösningen kan vara att använda marknader för att driva bort ett skifte från industriell skala majsproduktion, som är en viktig källa till näringsföroreningar. Ett stort steg skulle vara att eliminera det federala mandatet som kräver att oljebolag blandar majsbaserad etanol i bensin, som förbrukar 40% av amerikansk majsproduktion.

Det här kommer att bli politiskt svårt så länge som presidentvalet startar i Iowa. Men andra strategier kan vara mer genomförbara, som att uppmuntra privata företag att kräva majs som höjs genom mer hållbara metoder.

Minska köttkonsumtionen, som förbrukar ytterligare 36 % av USA:s majsproduktion för djurfoder, kan också ha en betydande inverkan. Studier har visat att minskad efterfrågan på radgrödor minskar näringsföroreningar.

Denna idé har fått fart med tillväxten av den alternativa köttindustrin. Framgången för startups som Beyond Meat och Impossible Foods lockar jättar som Tyson och Perdue in i spelet. Vissa kämpar till och med för att hålla jämna steg med efterfrågan på växtbaserade köttalternativ, särskilt i Kina. En ny marknadsanalys tyder på att växtbaserat "kött" kommer att överstiga animaliska källor globalt år 2040.

Krympande jordbrukets fotavtryck

Forskare har i decennier förstått att överskott av kväve och fosfor bryter ner Erie -sjön, Chesapeake Bay och Mexikanska golfen. Näringsintag från avloppsreningsverk och andra diskreta, lätt identifierbara källor har minskat eftersom de regleras enligt Clean Water Act.

Men näringsämnen som förorenar dessa vattenförekomster kommer nu mestadels från diffusa källor, särskilt radgrödor i industriell skala. Dessa verksamheter omfattas inte av renvattenlagen, och frivilliga bevarandeprogram tycks i bästa fall ha hållit i takt med utbyggnaden av storskaligt jordbruk.

Efter att ha analyserat dessa frågor och gett politiska råd om dem under mycket av min 45-åriga karriär, det är frustrerande att se så lite förändring. Men jag hoppas att det pågående arbetet som tar itu med jordbruksföroreningar i bredare sammanhang kan få effekt.

Till exempel, nya rapporter som förbinder minskad köttkonsumtion med både positiva miljöeffekter och förbättrad hälsa bör ge ytterligare incitament för förändring. Forskningsinstitut och forskare lägger ut omfattande globala vägar till ett mer hållbart jordbruk som är utformade för att föda världen och skydda och återställa naturliga ekosystem.

Mitt hopp ligger i kombinationen av hälso- och marknadsdriven rörelse mot växtbaserade köttersättningar och upplyst politik som stödjer mer hållbara metoder i jordbrukets avgörande roll att tillhandahålla mat och fibrer till världen.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.