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Nov 06, 2023

La mappatura rivela: gli stagni dei castori con più sedimenti immagazzinano più azoto

Researchers measured the size, shape and depth and analyzed soil and water

I ricercatori hanno misurato le dimensioni, la forma e la profondità e hanno analizzato la chimica del suolo e dell'acqua di un sistema di stagni di castori nelle montagne del Bear River a nord di Salt Lake City.

Credito: Desneiges Murray

Gli stagni dei castori contengono azoto, un nutriente essenziale che può diventare un inquinante quando è presente in quantità eccessiva. I gestori del territorio devono sapere se gli stagni dei castori immagazzinano o rilasciano azoto, ma i test chimici possono essere costosi. Un nuovo studio mostra come una semplice mappatura della profondità e dei sedimenti di uno stagno di castori possa dire ai gestori se si tratta di una fonte o di un pozzo di azoto.

Lo studio è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, che pubblica ricerche sulle interazioni tra processi biologici, geologici e chimici negli ecosistemi terrestri.

L’azoto è utilizzato nei fertilizzanti sintetici e si trova naturalmente nel letame, quindi il pascolo e l’agricoltura hanno aggiunto inquinamento da azoto ai fiumi negli Stati Uniti occidentali, provocando l’eutrofizzazione a valle. Studi precedenti hanno scoperto che l’azoto può essere più o meno alto a valle degli stagni dei castori. Ma pochi studi hanno esaminato da vicino cosa succede all’azoto all’interno di uno stagno di castori, lasciando aperta la questione se gli stagni di castori tendono ad essere buoni o cattivi per l’inquinamento da azoto e se i castori dovrebbero essere reintrodotti nell’ecosistema.

"Dipende dal fiume, ma per siti come quello che abbiamo studiato, reintrodurre i castori potrebbe essere una decisione saggia", ha detto Desneiges Murray, un biogeochimico che ha condotto lo studio alla Utah State University. (Ora lavora presso l'Università del New Hampshire.) "Questi ecosistemi si sono evoluti in primo luogo con i castori. Quindi, gli effetti combinati di una minore erosione, una migliore resistenza agli incendi boschivi, una maggiore conservazione dell'acqua durante i periodi di siccità e ora il vantaggio di una lunga Stoccaggio dell’azoto a termine: ci sono molte ragioni per cui gli esseri umani dovrebbero facilitare la ricolonizzazione dei castori nei loro habitat naturali”.

Il sito del complesso di castori di Murray nelle montagne del Bear River, visto dall'alto in un collage di immagini, con ruscelli che scorrono dall'alto. Lo stagno ha trattenuto circa il 15% del deflusso di azoto che scorreva con il flusso nella zona di ristagno a basso contenuto di ossigeno.

Credito: Desneiges Murray

Tra il 1600 e il 1800, tra i 25 e i 160 milioni di castori furono cacciati fino quasi all’estinzione nei contigui Stati Uniti. Alla fine degli anni '80 si erano ripresi tra i 6 ei 12 milioni di castori; oggi, negli Stati Uniti si stanno svolgendo sforzi per reintrodurre i castori, con successo e popolarità variabili.

Il nuovo studio mappa le zone all’interno di un sistema di stagni di castori, chiamato complesso, annidato nelle montagne del Bear River a nord di Salt Lake City. Murray e i suoi coautori hanno definito cinque zone in base al flusso d'acqua, alla profondità dello stagno, allo spessore dei sedimenti e alla dimensione dei grani. Hanno raccolto dati sulla quantità di azoto e ossigeno presenti nell’acqua in diverse zone, raccolto campioni di sedimenti di stagni e prelevato lunghi campioni di sedimenti per analizzare i cambiamenti dei nutrienti nel tempo. Poi hanno mappato il tutto, prestando particolare attenzione al rapporto tra la profondità dei sedimenti e la profondità dell’acqua.

"Questo nuovo approccio per osservare le unità geomorfiche all'interno di un complesso di castori sarà utile per capire perché i castori riducono l'azoto, o i metalli pesanti, o il drenaggio acido delle miniere", ha detto Emily Fairfax, idrologa e sedicente "castorologa, se fosse una cosa" presso la California State University-Channel Islands. Fairfax non è stato coinvolto nello studio.

La maggior parte dell'azoto entra negli stagni dei castori come azoto disciolto e particolato. Una volta nei sedimenti dello stagno, l'azoto può subire trasformazioni chimiche in altre forme, come ammonio, azoto gassoso inerte o biossido di azoto reattivo, che può degradare l'ozono nell'atmosfera.

I ricercatori hanno scoperto che lo stagno dei castori immagazzinava fino al 15% dell’azoto che entrava, principalmente nei sedimenti della zona arretrata. La zona di ristagno ha sedimenti più spessi e ricchi di sostanza organica e basse concentrazioni di ossigeno necessarie affinché l'azoto si converta in azoto gassoso inerte, che può essere immagazzinato. Altre zone, con meno sedimenti o più ossigeno, non erano in grado di immagazzinare altrettanto azoto. È la prima correlazione di questo tipo tra la geomorfologia su piccola scala di uno stagno di castori e l'azoto, e apre la porta a nuovi modi di valutare i nutrienti negli stagni di castori.