När Sovjetunionen kollapsade i början av 1990-talet, livsmedelsproduktionen på ön Kuba stördes – eftersom tillgången på rysk konstgödsel, bekämpningsmedel, traktorer, och olja torkade upp. Under stressen av en överhängande matkris, ön byggde snabbt om en ny form av diversifierat jordbruk – inklusive många urbana ekologiska trädgårdar – som var mindre beroende av importerade syntetiska kemikalier. Under de senaste två decennierna, Kuba blommade ut till en utställning i världsklass av bevarande jordbruk, med förbättrade jordar och renare vatten.

Det har åtminstone varit en populär historia bland journalister.

Nu – för första gången på mer än femtio år – har ett team av kubanska och amerikanska fältforskare arbetat tillsammans för att noggrant testa en nyckelaspekt av den här historien:effekterna av det samtida jordbruket på vattenkvaliteten i Kubas floder. Trots århundraden av sockerrörsplantager och annat intensivt jordbruk, det internationella teamet upptäckte att ingen av floderna de utforskade visade djupa skador.

Istället, forskarna mätte mycket lägre näringsämneskoncentrationer i alla de tjugofem kubanska floder de studerade än vad som finns i USA:s Mississippiflod. Och de tror att Kubas övergång till hållbart jordbruk – och dess minskade användning av gödningsmedel på odlingsmark – kan vara en primär orsak.

"Många historier om värdet av Kubas övergång till bevarande jordbruk har varit baserade på luddiga, må bra bevis, " säger University of Vermont geolog Paul Bierman, som ledde den nya forskningen, "denna studie ger hårda data om att en avgörande del av den här historien är sann."

Bierman och geovetaren Amanda Schmidt från Oberlin College ledde den amerikanska halvan av det internationella laget, medan Rita Yvelice Sibello Hernández, en vetenskapsman med CEAC (Centro de Estudios Ambientales de Cienfuegos), en ekologisk forskargrupp, ledde den kubanska insatsen med CEAC:s vetenskapschef Carlos Alonso-Hernández.

Den nya studien, "¡Kuba! Flodvattenkemi avslöjar snabb kemisk vittring, upplyftningens eko, och löftet om mer hållbart jordbruk, " publicerades 30 januari, i den tidiga onlineupplagan av tidskriften GSA idag , den ledande publikationen av Geological Society of America.

Föroreningsproblem

Forskarna från båda länderna arbetade sida vid sida som ett team som utförde omfattande fältarbete – med stöd från U.S. National Science Foundation – och samordnade sedan labbarbete och analyser för att titta på många mätningar av flodvatten över centrala Kuba. Teamet fann höga nivåer av E coli bakterier i vattnen – troligen resultatet av ett stort antal boskap och Kubas intensiva användning av hästar och andra dragdjur för transporter och jordbruksarbete.

Dock, forskarna fann också mycket lägre nivåer av fosfor- och kväveföroreningar i kubanska floder än i USA där intensivt jordbruk och användning av kemiska gödningsmedel är utbredd. Den nya studien visar halter av upplöst kväve i kubanska floder som löper på ungefär en fjärdedel till en tredjedel av de som finns i Mississippifloden - där överskott av kväve är en primär motor i den döda zonen i Mexikanska golfen. "Kubanska flodvatten ger bevis på att jordbruket inte behöver överbelasta floder, och därmed reservoarer och kustzoner, med näringsämnen, " skriver forskargruppen på 15 personer som inkluderade sju kubanska forskare och studenter och åtta amerikanska forskare och studenter från UVM, Oberlin, och Williams College.

"Denna forskning kan hjälpa människorna på Kuba, " sa CEAC:s Rita Yvelice Sibello Hernández, "och kan ge ett gott exempel för andra människor i Karibien och över hela världen."

Vetenskaplig diplomati

Kuba är en motorbåtsresa från Florida – mindre än hundra mil. Och önationen är den folkrikaste i Karibien med mer än 11 ​​miljoner medborgare och en lång och slingrande historia av komplexa relationer – samarbete och konflikter – med USA. Men det har varit försvinnande lite samarbete mellan amerikanska och kubanska forskare sedan 1960-talet - mycket mindre än med andra, mer potenta geopolitiska fiender till USA, från Iran till Kina.

"Vi har mycket att lära av varandra, " säger den kubanske forskaren Alejandro Garcia Moya, en medförfattare på den nya studien. Den typ av floddata som teamet samlade in "behövs för att vägleda hållbar utveckling på Kuba, och genom exempel, i andra tropiska länder och önationer, " skriver teamet. Det amerikanska laget tillhandahöll inte bara viktig teknisk expertis och verifiering av resultat – utan den gemensamma forskningen visar att Kuba också har många möjligheter att förbättra sin flodvattenkvalitet. Den nya studien pekar mot behovet av förbättrad hantering strategier för att minska djurgödsel och sedimentbelastningar som går ut i floder – såsom stängsel för att hålla boskap borta från flodbankar – som "kan ytterligare och snabbt förbättra den centrala kubanska flodens vattenkvalitet, ", konstaterar forskarna.

Omvänt, "Kuba har haft ett påtvingat experiment i ekologiskt jordbruk sedan slutet av 1980-talet, " says Oberlin's Amanda Schmidt. "So Cuba is a very interesting place to look at the effects of both conventional agriculture and the effects of organic agriculture at a national scale, "—and may suggest pathways to improve U.S. agriculture. Fertilizer use in Cuba peaked in 1978 and has been lower since, according to World Bank and other data. U.S. fertilizer use spiked after the 1960s and has remained at more than twice the Cuban use rate.

"There's a takeaway we bring back to the U.S.:our river waters do not need to look the way they do, " says Paul Bierman—a professor in UVM's Geology Department, Rubenstein School of Environment and Natural Resources, and Gund Institute for Environment—"we can manage fertilizer differently." Det finns, självklart, complex questions about yields, farm policy and more, but this newly reported data on the low levels of nutrient pollution found in twenty-five Cuban rivers, "suggests the benefits of Cuba's shift to conservation agriculture after 1990, " the US/Cuban team writes, "and provides a model for more sustainable agriculture worldwide."