科罗拉多山因车辆排放造成的“酸雨”影响而反弹

草甸，森林和山脊在落矶山脉（科罗拉多州博尔德西北25英里）内创造了尼沃特山脊的高山高地景观。

在博尔德以西的山区出现了长期的生态改善趋势。科罗拉多大学博尔德分校的研究人员发现，尼沃特岭（Nowot Ridge）（位于大陆分界线以东的落基山脉的高山地区）正在从由于科罗拉多州前线范围内的车辆排放而导致的酸度增加中缓慢恢复。

他们的结果表明，在过去30年中，尤其是自2000年代中期以来，尼沃特山脊的格林湖谷地区的硝酸和硫酸水平普遍下降。这些发现表明《西部山区》的高山地区可能正在恢复，这些发现发表在《地球物理研究杂志》上：生物地球科学。

对于尼沃特山脊北部的落基山国家公园的野生动植物和野花而言，这是个好消息，它们依赖于水和土壤中有限的酸度才能levels壮成长。科罗拉多州的落基山脉也是居住在西部山区的人们的大量水源，这些生态系统的完整性影响着水的数量和质量。

“看来我们在做正确的事情。通过控制车辆的排放，使科罗拉多州与众不同的这些真正特殊的地方已经回到了过去。”论文的共同作者，科罗拉多州可持续发展创新实验室（SILC）负责人Jason Neff说。

在过去200年中，包括科罗拉多州的落基山脉在内的世界几乎每个地区都受到雨雪中所含氮等酸性营养物质增加的影响。氮氧化物（如硝酸盐）主要来自车辆和能源生产。铵是常见农业肥料中的主要成分。

氮是生态系统所需的基本营养素。但是，当氮含量增加过多时，土壤和水的化学性质发生变化，可能会使原生植物难以生长甚至无法生存，从而导致一系列负面后果。

研究人员在这项研究中分析了博尔德市40％的水来自尼沃特山脊内的绿色湖谷。

夏季，太阳使锋芒山脉的东部侧翼变热，从而使温暖的空气上升，并由此带动了汽车，工业和农业中的氮。Neff解释说，随着空气冷却，它在落基山脉上空形成云层，并在午后雷暴时落下并沉积污染物。

在1970年代，所谓的“酸雨”对东海岸的生态系统造成的打击要比西部山区严重得多，著名的活动是消灭鱼类种群并杀死纽约北部大部分地区的树木。但是科学家们仍在努力了解酸性营养素水平的增加如何影响高山地区以及这些生态系统恢复所需的时间。

为了填补这一知识空白，研究人员分析了1984年至2017年来自山地研究站的大气沉积和溪流水化学数据，山地研究站是北极和高山研究所（INSTAAR）和位于尼沃特岭的CU博尔德的研究机构。他们发现，在2000年代初左右，绿色湖谷中的硝酸和硫酸含量停止增加。在2000年代中期，它们开始减少。

然而，他们的发现并非都是好消息。在1984年至2017年之间，该地区的肥料中铵盐含量增加了一倍以上，这表明有必要继续监测这种农药及其对山区生态系统的影响。

从实地调查到统计

这项工作是建立在科罗拉多州博尔德分校及以后的科罗拉多州研究人员数十年现场工作的基础上。

Niwot Ridge是美国国家科学基金会（National Science Foundation）资助的美国28个长期生态研究（LTER）网络站点之一。它的4平方英里从大陆分界一直延伸到Boulder西北25英里的亚高山森林。自1970年代中期以来，CU Boulder以及科罗拉多州立大学和美国地质调查局的研究人员一直在这里收集数据，在雪，雨夹雪和雨中远足以获取数据。

在80年代，90年代和2000年代，他们致力于引起人们对科罗拉多山区生态系统中日益增加的酸化的关注，因为这需要对前沿山脉地区的污染进行监管。

内夫强调，这项新的研究是由这些敬业的科学家们实现的。

“我们使用水质建模和统计方法来分析Niwot研究人员数十年来一直收集的长期数据集，”该论文的合著者和INSTAAR研究员Eve-Lyn Hinckley说。数据可供任何人下载。我们的建模方法使我们能够以严格的方式评估它们所拥有的模式。

自1990年以来，山地研究站主任，生态学和进化生物学教授比尔·鲍曼（Bill Bowman）一直在研究氮等营养素如何影响山地生态系统中的植物。他发现高山环境对这些养分的反应方式是独特的。

“这是一种适应低养分，气候恶劣，生长季节非常短的系统，并且在季节中期结霜。这些是生长非常缓慢的植物。他们只是根本无法应对向系统中添加更多氮气的反应，” INSTAAR研究员鲍曼（Bowman）说。

他还发现，即使不再添加氮等酸性元素，这些生态系统的恢复也非常缓慢。但是像内夫（Neff）一样，他在1993年使用Niwot Ridge数据在鲍曼（Bowman）完成了大学荣誉论文，他认为这项研究令人鼓舞。

他们说，即使进展缓慢，这些结果也表明该生态系统有机会恢复。

“我们在前沿地区仍然存在空气质量问题。但是，即使存在这些空气质量问题，这项研究也表明，调节车辆和发电厂的排放仍会产生很大的影响。” Neff说。

参考：John T. Crawford，Eve-Lyn S. Hinckley和Jason C. Neff，“美国科罗拉多洛矶山脉高山流域的酸沉降和流域元素出口的长期趋势”，2020年11月9日，地球物理研究杂志：生物地球科学.DOI：
10.1029 / 2020JG005683

本文的其他作者包括北极与高山研究所（INSTAAR）和CU Boulder的主要作者John Crawford。