农作物的生长和茁壮成长需要氮和磷等养分。然而，来自农场的过量养分会冲入溪流和河流，甚至进入海洋。养分过剩会对水生生态系统造成严重破坏，而小型湿地则可以在减少或防止这种破坏方面发挥巨大作用。

摄影：余炼 ©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）在一项新的研究中，研究人员表明，在农田旁建造湿地可以大大减少到达水生环境的过量营养物质。这项研究最近发表在《环境质量期刊》（Journal of Environmental Quality）上，该期刊是美国农学会、美国作物科学学会和美国土壤科学学会的出版物。大自然保护协会（The Nature Conservancy）的首席研究员Maria Lemke说：“即使是非常小的湿地也能发挥有效作用。”这项研究在伊利诺伊州中部麦克莱恩县一个272英亩的农场进行，历时12年。美国这一地区的许多农场都使用瓦片排水系统，一种由相互连接的地下管道组成的网络，用于从农场排水。Lemke说：“我们的研究结果表明，建造湿地可以非常有效地减少农业瓦片系统中过量的氮损失。我们还发现，这些湿地可以有效地捕捉溶解磷。”Lemke及其同事的研究表明，湿地的有效面积仅为排入湿地的瓦片面积的3%。这些湿地能捕捉到从周围农田排出的多余养分。这意味着流入溪流和河流，最终流入海洋的营养物质会减少。氮和磷是地球上所有生命的重要营养元素。这些元素是构成生命的基本要素，包括DNA和蛋白质。但是，当过多的氮和磷进入水生系统时，它们会助长藻类或蓝藻等生物的大量生长，最终减少海洋系统中的大部分氧气。这会迫使其他生物（如鱼类或虾类）远离甚至死亡，形成“死亡区”。环境中的养分流失有许多不同的来源。在中西部农业地区，过量的营养物质流入密西西比河系统。这些营养物质穿过河流系统，最终进入墨西哥湾，这里是世界第二大 “死亡区”。人工湿地是一种有用的保护措施，可减少农场向水生生态系统输出的营养物质。进入湿地的氮径流以称为硝酸盐的溶解化合物形式存在。湿地中的微生物可以利用这些溶解的硝酸盐作为能量来源。这些微生物将硝酸盐转化为无害的氮气，然后释放到大气中。将溶解的硝酸盐转化为氮气可减少从湿地排入水生生态系统的氮。Lemke说：“湿地为微生物执行这一过程提供了完美的栖息地。”从农田排水中去除磷是一个更为复杂的过程。土壤化学成分和粘土含量在去除溶解磷方面起着重要作用。Lemke说：“对潜在湿地的土壤进行分析以确定其对磷的长期保留能力非常重要。”即使是最小的湿地，也能将农田瓦片的氮损失减少15%至38%。当排水流经一系列相连的湿地时，氮的流失增加了57%。磷的去除效果更好。农田瓦片排水中53%至81%的溶解磷被最小的人工湿地去除。Lemke说：“这些湿地通过过滤污染物和过量营养物质提供重要服务。这保护了当地的饮用水供应，并减少了进入淡水和海洋系统的营养物质。”除了捕捉农田瓦片排水中多余的养分，这些小型湿地还有其他好处。它们为水生植物和动物提供栖息地，包括留居和迁徙的鸭子、苍鹭、水獭、乌龟、青蛙、麝鼠、蜻蜓和许多其他物种。Lemke说：“站在玉米地的边缘，听到阵阵蛙鸣，或看到一群蓝翅茶雀从附近的人工湿地起飞，这真是令人难以置信。”Lemke及其同事目前正在探索将冬季覆盖作物与建造湿地相结合的效果。Lemke说：“我们的想法是，如果我们将田间实践与田边湿地结合起来，也许就能进一步减少所需的湿地面积，从而达到减少养分的目的。”

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编译 | Maggie

审核 | Daisy
排版 | 绿叶

参考资料略

来源: 海洋与湿地