Insekter, kräftdjur och andra vattenmakroryggradslösa djur påverkas mer av effekten av sedimentackumulering i floder än överskottet av nitrat i vattenmiljöer, enligt en studie publicerad i tidskriften PLOS ETT . Sediment som ackumuleras i floder – på grund av intensivt jordbruk och avskogning i galleriskogar – förändrar de ekologiska egenskaperna hos flodmiljöer och försämrar de biologiska samhällena på alla nivåer.

Studien utfördes av Narcís Prats och Miguel Cañedo-Argüelles, från biologiska fakulteten och vattenforskningsinstitutet (IdRA) vid universitetet i Barcelona, Rubén Ladrera och Rafael Tomás, från University of La Rioja (UR), och Óscar Belmar, från Institutet för jordbruks- och livsmedelsforskning och -teknik (IRTA).

Vattenekosystem med hög nitratkoncentration

Den nya studien fokuserar på fluvsystem belägna i de sårbara nitratzonerna (NVZs) i Spanien - Ebrodalen, i västra områden av den autonoma regionen La Rioja – där bönder krävs en rad krav från den nuvarande förordningen för att återställa vattnets kvalitet. Detta område har visat en av de högsta koncentrationerna av nitrat i grunda vatten i Ebrobassängen.

Forskare har studerat – i olika vattendrag i deras arbetsområde – samhället av vattenmakroryggradslösa djur, som är en av de bästa bioindikatorerna för vattendragens tillstånd. "De ekologiska egenskaperna hos dessa samhällen av makroryggradslösa djur - det vill säga, vad de äter, substraten de väljer, hur lång tid det tar att reproducera sig, etc. — är en pålitlig indikator för det ekologiska tillståndet och gör det möjligt för oss att indirekt bestämma kvaliteten på vattenmiljön, " konstaterar Miguel Cañedo-Argüelles, medlem av Freshwater Ecology Hydrology and Management Research Group (FEHM) vid UB och IdRA.

"Enligt studien, samhällena med vattenmakroryggradslösa djur avslöjar ett dåligt ekologiskt tillstånd för floder som omger dessa områden som är sårbara för föroreningar på grund av nitrater från jordbrukskällor i La Rioja, " fortsätter Cañedo-Argüelles, från institutionen för evolutionsbiologi, Ekologi och miljövetenskap vid UB. "Dock, det dåliga ekologiska tillståndet skulle inte bara bero på nitrattoxicitet utan från att vattenmiljön skadar på grund av ackumulering av sediment i floden orsakad av effekten av avskogning och jordbruksmetoder."

Vad händer när de fysiska egenskaperna hos vattenmiljön förändras?

I den naturliga miljön, ekologiska effekter orsakar en viktig förändring av dessa vattenekosystem. Den höga koncentrationen av nitrater – som är fyra gånger högre än de 25 milligram per liter som EU:s ramdirektiv för vatten anger som den högsta tolererbara nivån i vattenekosystem – är giftig för vissa organismer, "och detta gynnar en överdriven tillväxt av alger och vattenväxter så att den kemiska sammansättningen av vatten och vattenmiljön förändras, " konstaterar Rubén Ladrera, expert från University of La Rioja och första författare till artikeln.

"Hur som helst, den största påverkan kommer från den fysiska förändringen av vattenmiljön – som främst är förknippad med den fina sedimentansamlingen – och inte överskottet av nitrat i vattnet. Det finns en rörelse i taxonet som lever på det största substratet och ökar tätheten av ryggradslösa djur som lever i fina sediment, ", konstaterar Ladrera. "Andra påverkade organismer är de som livnär sig från mikroalger eller de som andas genom gälar. Följaktligen, opportunistiska taxoner som kan anpassa den intensiva förändringen av livsmiljön slutar med att dominera miljön och dessa organismer-indikatorer på flodernas goda ekologiska tillstånd försvinner."

Tillämpa den nuvarande förordningen och skydda vattenekosystemen

Sedan 1991, Det europeiska nitratdirektivet försöker skydda vattenkvaliteten genom att minska nitrater från jordbrukskällor och främja goda jordbruksmetoder. Denna förordning är en del av ramdirektivet för vatten, som fastställer lagstiftande regler för skydd av vattenekosystem på det europeiska området för att alla vattenmassor i Europa ska nå det goda ekologiska tillståndet från 2021 till 2027.

"Under några år, hållbara jordbruksmodeller har föreslagits för att minska miljöpåverkan i allmänhet och särskilt när det gäller vattenekosystemen. Europeiska direktiv om vatten- och miljöförvaltning kräver att dessa åtgärder vidtas för att garantera flodernas goda ekologiska tillstånd. Dock, dessa åtgärder tas inte alltid tillräckligt seriöst, säger Rubén Ladrera.

Miguel Cañedo-Argüelles anser att "det är nödvändigt att inkludera kvaliteten på vattenmiljöer i miljöövervakningsplanerna för dessa områden. Vår studie visar att livsmiljöförsämringen - främst försvinnandet av galleriskogsområden - är den största påverkan på vattenekosystemen. Om inte detta påverkan vänder, det kommer att bli svårt att nå det goda ekologiska tillstånd som ramdirektivet för vatten kräver. Det är nödvändigt att stärka uppfyllandet av miljöförvaltningsplanerna i dessa områden genom att ägna särskild uppmärksamhet åt bevarandet av dessa livsmiljöer och naturliga hydromorfologiska egenskaper hos floder."