Verassend Effect van Droogvallen van Bovenlopen op Stikstofdynamiek
Onderzoekers hebben het Talladega National Forest bezocht om de bovenste delen van stroomnetwerken te onderzoeken, waar hoofdrivieren seizoensgebonden opdrogen. Deze niet-permanente hoofdrivieren zijn individueel klein, maar gezamenlijk vormen ze het grootste deel van de lengte van wereldwijde stroomnetwerken. Hun chemie is cruciaal voor de wateren benedenstrooms.
Met de opwarming van de aarde drogen hoofdrivieren steeds vaker op en stromen ze minder tijd. In een studie gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Biogeosciences onderzochten Zarek en haar team hoe de toegenomen droogte de stikstofdynamiek van stromen in een stroomgebied beïnvloedt.
Om dit te onderzoeken, installeerden ze 21 sensoren in een stroomnetwerk in het Talladega National Forest in Alabama om informatie te verzamelen over het opdrogen van stromen en het stikstofgehalte gedurende een jaar. Deze frequente metingen, die elke 15 minuten werden uitgevoerd, werden aangevuld met handmatige metingen tijdens zes campagnes op zeven locaties in het stroomgebied. De onderzoekers verwachtten dat de toegenomen stroom tijdens de lente voedingsstoffen naar beneden zou spoelen en de stikstofniveaus aan de uitgang van het stroomnetwerk zou verhogen.
Echter, ze observeerden het tegenovergestelde: wanneer hoofdrivieren meer stroom produceerden, daalden de stikstofconcentraties aan de uitgang. Dit kan te wijten zijn aan het feit dat de biota in de stromen, zoals oeverplanten, die behoefte hebben aan voedingsstoffen, meer stikstof opnamen, waardoor deze niet naar beneden kon stromen. Het aanvullen van de watervoorraden in de lente, als gevolg van het opnieuw bevochtigen van de stroom, kan ook chemische reacties stimuleren die stikstof verwijderen en het transport naar beneden verhinderen.
De onderzoekers ontdekten ook dat zowel de stikstofconcentraties in het stroomgebied als de stikstofverwijderingspercentages het hoogst waren tijdens de periode waarin de hoofdrivieren opdroogden, wat zij opmerkten als “verrassend.” Ze veronderstellen dat de hoge stikstofconcentraties kunnen voortkomen uit de ideale omstandigheden voor microbieel leven die ontstaan bij een lage stroomflow. Dezezelfde omstandigheden kunnen ook ideaal zijn voor andere microben om stikstof te verwijderen.
De positie binnen het stroomnetwerk bleek geen sterke voorspeller van stikstofconcentraties te zijn, aldus de onderzoekers. Deze observatie suggereert dat veel eigenschappen van stromen de stikstofdynamiek beïnvloeden en leiden tot heterogene stikstofconcentraties in het systeem. Hun resultaten benadrukken de noodzaak voor aanvullende ruimtelijk verdeelde monitoring van stromen.
