Круговорот питательных веществ в бассейне реки Колумбия - Nutrient cycling in the Columbia River Basin

Круговорот питательных веществ в бассейне реки Колумбия включает перенос питательных веществ через систему, а также трансформации из растворенной, твердой и газообразной фаз, в зависимости от элемента. Элементы, составляющие важные питательные циклы включают макроэлементы Такие как азот (в виде аммония, нитрита и нитрата), силикат, фосфор, и микроэлементы, которые находятся в следовых количествах, например утюг. Их кататься на велосипеде внутри системы контролируется многими биологическими, химическими и физическими процессами.

В Бассейн реки Колумбия самая большая пресноводная система Тихоокеанский Северо-Запад и из-за своей сложности, размера и модификации человеком на круговорот питательных веществ в системе влияет множество различных компонентов. И естественные, и антропогенный процессы участвуют в круговороте питательных веществ. Естественные процессы в системе включают эстуарий смешивание пресных и океанских вод, и климат паттерны изменчивости, такие как Тихоокеанская декадная осцилляция и Эль-Ниньо Южное колебание (оба климатических цикла, которые влияют на количество регионального снежного покрова и речной сток).[1][2] Природные источники питательных веществ в Река Колумбия включают выветривание, опавшие листья, лосось туши, сток с его притоки, и биржа устья океана. Основное антропогенное воздействие на питательные вещества в бассейне связано с удобрения из сельского хозяйства, сточные воды системы, протоколирование, и строительство плотины.[3][4]

Динамика питательных веществ в бассейне реки варьируется от верховья к главной реке и плотинам, чтобы наконец добраться до Устье реки Колумбия и океан. Выше по течению в верховьях, лосось бежит являются основным источником питательных веществ.[5] Плотины вдоль реки влияют на круговорот питательных веществ, увеличивая Время жительства питательных веществ и снижение транспорта силикат к устью, что напрямую влияет диатомеи, тип фитопланктон.[6] Плотины также являются препятствием для миграции лосося и могут увеличить количество метан местного производства.[6] Устье реки Колумбия экспортирует большое количество питательных веществ в Тихий океан;[7] за исключением азота, который доставляется в лиман океаном апвеллинг источники.[8]

Описание

Карта Колумбийский бассейн

В Река Колумбия бассейн является крупным водоразделом и крупнейшей рекой в ​​Тихоокеанском Северо-Западном регионе Северная Америка. С юга британская Колумбия на север Невада водораздел включает семь американских штатов и две канадские провинции и осушает площадь около 260 000 квадратных миль.[9][10] Река Колумбия простирается на 1620 миль до впадения в Тихий океан около Астория, Орегон.[11] Среднегодовая увольнять скорость изменения реки Колумбия из-за изменчивости климата и землепользования, но обычно колеблется от 120 000 до 260 000 кубических футов в секунду.[9] Наконец, население бассейна реки Колумбия в Соединенных Штатах составляет около 4,6 миллиона человек (по данным переписи 2000 года).[11]

Круговорот воды в реке Колумбия зависит от соотношения между потоком воды и топографией в бассейне. В Соединенных Штатах только Миссури-Миссисипи В речной системе годовой сток больше, чем у реки Колумбия.[11] Количество воды, которое река несет каждый год, определяется количеством осадков, солнечного света и температурой воздуха в бассейне, которая меняется из года в год.[11] К западу от Каскадный диапазон, большая часть зимних осадков выпадает в виде дождя, но в Каскадных горах и на востоке зимой осадки выпадают в виде снега. Таяние снега в горах начинает достигать реки с ранней до середины весны. Около 30 процентов стока реки Колумбия происходит в период с января по март (в основном за счет дождя) и около 30 процентов - в период с апреля по июнь (из-за комбинации дождя и таяния снега).[11]

Естественные процессы

Прибрежный апвеллинг, сток реки, приливный смешивание устьевая циркуляция, колебания климата, и реминерализация, являются источниками или поглотителями для бюджета питательных веществ в бассейне реки Колумбия.[12] Благодаря этим транспортным процессам Устье реки Колумбия обеспечивает большие источники питательных веществ для прилегающих субарктических прибрежных поверхностных вод северо-восточной части Тихого океана.[12]

Азот попадает в реки в результате многих естественных процессов, таких как разложение опада из листьев и органических веществ. Газообразный азот - самая распространенная молекула в атмосфере Земли, составляющая около 78 процентов от общего состава воздуха.[13] однако, как правило, это не большой источник азота для реки. Эта форма азота, газообразного азота (), инертен и биологически недоступен для большинства живых организмов. Однако некоторые бактерии и археи может использовать азотфиксация превращать диазот в аммиак или другие соединения, доступные для организмов.

Наконец, азотная нагрузка в устье реки Колумбия примерно в 2-20 раз больше, чем на канадской границе.[4] Этот градиент в распределении азота частично является результатом притока основных притоков Колумбии, Snake River и Река Уилламетт. Реки Снейк и Уилламетт вместе вносят около 50-80 процентов азотной нагрузки в конкретный год в результате деятельности в пределах этих соответствующих водосборов.[4]

Выветривание и сток

Выветривание представляет собой разрушение горных пород, почвы и минералов в результате контакта с водой, атмосферой и биологическими организмами, преобразование минералов твердой фазы в соединения растворенной фазы. Этот процесс может внести питательные вещества, в первую очередь фосфор, в водораздел Колумбии.[14] Обе химический и физическое выветривание происходят, как правило, вместе, и это сцепление имеет тенденцию ускорять другое. Осадки варьируются по бассейну, влияя на количество выветривания и последующий сток, который переносит этот материал в бассейн.

Органические вещества, такие как листья, также могут естественным образом попадать в водные пути со стоками. Со временем этот материал вздохнул, высвобождая ассимилированные питательные вещества в окружающую среду.

Влияние лосося на круговорот питательных веществ

Важный источник питательных веществ, таких как азот и фосфор, для рек Тихоокеанского Северо-Запада - нерест лосося и последующая гибель и разложение рыбы вверх по реке. Каждую осень океанский лосось в конце своего жизненного цикла плывет вверх по реке, чтобы нереститься, прежде чем погибнуть. В реминерализация их органического вещества сбрасывает значительную нагрузку азота в реку, хотя в последние десятилетия наблюдается сокращение вылова лосося и, соответственно, меньшее влияние на общий баланс азота.[3]

Лосось - это проходной Семейство рыб, которые выращиваются в пресной воде, мигрируют в океан в молодости, а затем возвращаются в пресные воды во взрослом возрасте, чтобы отложить икру и умереть в так называемом лосось. Их смерть и последующие разложение высвобождает в систему значительное количество азота и меньшее количество фосфора, повышая продуктивность местных истоков и служит вектором транспортировки материалов через океан к водораздел интерфейс.[5] Исследования показали, что лосось в некоторых частях реки Колумбия вносит до 60 процентов азота в другие. трофические уровни.[15]

Региональная повсеместность лосося как рекреационного и коммерческого рыболовство привел к повышенному вниманию к местному населению в системе реки Колумбия. Ежегодный лосось являются одними из самых высокооплачиваемых рыбоводов Тихоокеанского Северо-Запада; в частности, в нижнем течении реки Колумбия на лосось приходится более 84 процентов вылова промысловой рыбы.[16]

Хотя площади, доступные для лосося, были сокращены за последнее столетие за счет строительства дамб и изменения русел рек, эта группа рыб исторически населяла почти 13 000 миль в бассейне реки Колумбия.[17] Усилия от управление рыболовством и государственных агентств, а также включение нескольких постоянных популяций лосося под защиту Закон об исчезающих видах, привел к восстановлению доступа к некоторым частям системы реки Колумбия для лосося.[18] Возврат лосося в регион восстанавливает важный сегмент местных круговоротов питательных веществ, в частности азота и фосфора, в системе.

Обмен устьем и океаном

В Устье реки Колумбия это самая нижняя часть реки, которая испытывает океанские приливы, обычно определяемая как самый дальний простирающийся от шлейфа реки Колумбия до Bonneville Dam.[19] Здесь возникает переходная зона, где сток пресной воды из реки встречается и смешивается с соленой водой Тихого океана. В этом регионе физические процессы, влияющие на питательные вещества, являются обращение (вход / выход, движение) определенных водных масс с их биогенной нагрузкой, величиной приливного потока, распределяющего океанские воды внутри страны, и обменом донных отложений, влияющим на подвижность питательных частиц.[1]

За исключением азота, в балансе питательных веществ устья реки Колумбия, как правило, преобладает перенос питательных веществ из системы.[7] В периоды высокого речного стока, обычно с апреля по июнь, среднесуточное время пребывания в устье реки составляет менее суток.[20] Между тем, в периоды минимального расхода воды, обычно с сентября по октябрь, это время оборота удлиняется примерно до трех дней.[20] Время оборота также может варьироваться в зависимости от приливного цикла и влиять на объем океанического обмена в устье; в целом время пребывания довольно короткое. Благодаря более быстрому прохождению вод внутри реки местные основное производство имеет тенденцию быть ниже, поскольку автотрофный сообщества быстро вытесняются из системы.[7] Поскольку последующее биологическое поглощение питательных веществ меньше, существует высокая скорость переноса питательных веществ из реки Колумбия в прибрежные воды.[7]

Поднятые вверх воды Тихого океана имеют очень высокую концентрацию растворенных питательных веществ из-за истории биологическое дыхание это происходило на протяжении всего времени циркуляции водных масс в глубинах океана.[21] Биологические дыхание это потребление органических веществ и одновременное высвобождение питательных веществ, содержащихся в этой биомассе. Этот процесс является важным источником питательных веществ, в которых нуждаются другие организмы. Примеры этих организмов включают: фитопланктон и водоросли, чьи сообщества часто ограничены в росте из-за наличия определенных питательных веществ, чаще всего азота, который является основным ограничивающим питательным веществом реки Колумбия.[7] Кроме того, круговорот азота, железа и силикатов в эстуарии может повлиять на местные и прибрежные океанические сообщества фитопланктона.

Нитрат

Из-за прибрежного апвеллинга океанические источники нитрат (окисленная форма азота) превышает количество речных источников примерно в 3 раза и является основным источником азота для устья реки Колумбия.[8] Это очевидно в пределах эстуария по положительно коррелированной взаимосвязи между доступностью нитратов и соленостью, последняя является отличительной характеристикой сильно засоленных морских вод.[22] В результате различий в доставке в систему нитраты являются основным ограничивающим питательным веществом в устье.[7] Следовательно, во время сезонных периодов опускания, когда в эстуарий примешивается меньшее количество океанской воды, местные концентрации нитратов могут быть очень низкими.[8][22] Таким образом, круговорот питательных веществ и основное производство в устье сильно связаны с сезонными ветрами у берегов Орегона и Вашингтона, которые контролируют местный океанский апвеллинг и даунвеллинг.[23]

Фосфат

Хотя фосфор представляет интерес в среднем течении реки, особенно в водохранилищах и вокруг них по всему бассейну реки Колумбия, как обсуждается ниже, он обычно не является ограничение питательных веществ для биологических сообществ в пределах эстуария.[24] В результате мало доступной литературы о круговороте фосфатов в эстуарии.

Вид с воздуха на реку Колумбия и плотину Бонневиль

Утюг

Первоисточник утюг в устье из геологической породы выветривание и последующая подача стока в систему. Кроме того, некоторое количество железа может поступать из Тихого океана и переноситься в эстуарий во время приливных колебаний, сезонно усиливающихся в периоды апвеллинга.[8] Поступление железа из речного и океанического происхождения обычно составляет 14-30 нМ и 6 нМ соответственно.[8] Этих источников железа обычно достаточно для удовлетворения биологических потребностей, включая потребности первичного производства, в устье и вверх по течению. Следовательно, железо обычно не является ограничивающим питательным веществом в системе; скорее, река, в зависимости от сезона и потока, может служить чистым источником железа для бедных железом прибрежных регионов северо-восточной части Тихого океана, иногда называемых районами Высокое содержание питательных веществ, низкое содержание хлорофилла.[8][25][26]

Силикат

Как более подробно обсуждается ниже, плотины могут вызывать крупномасштабные гидрологический изменения путем формирования резервуары. Эти водохранилища могут действовать как ловушки питательных веществ, изменяя соотношение питательных веществ и уменьшая перенос силикатов через реки в устье.[27][6] С середины ХХ века строительство плотины на реке Колумбия, сезонный перенос силикатов из устья реки Колумбия изменился по своим масштабам со времени исторического, до изменения гидрологического режима реки.[12]

За пределами устья река Колумбия является источником силиката для субарктический Северо-восточное побережье Тихого океана.[12] Силикат - необходимое питательное вещество для диатомеи, которые образуют кремнистый ракушек в поверхностных водах этого прибрежного региона.[12][28][29] Наблюдаемый сдвиг в переносе силикатов из устья реки Колумбия с 1970 г. привел к развитию сезонных ограниченных силикатами регионов производства диатомей в прибрежных водах вблизи устья.[12][27][24]

PDO и ENSO

Динамика питательных веществ также подвержены в долгосрочной перспективе антропогенным и климатическим воздействиям.[10] В частности, нормы расхода реки Колумбия, которые регулируют объемный перенос питательных веществ, следуют Тихоокеанская декадная осцилляция (PDO) и Эль-Ниньо Южное колебание (ЭНСО). Это связано с тем, как эти колебания влияют на региональную температуру воздуха, осадки моделей и прибрежного ветра, которые, в свою очередь, влияют на годовой снежный покров, температура поверхности моря, и апвеллинг и нисходящий тенденции. Изменения в этих тенденциях могут изменить величину сток с земель, включенных в систему реки Колумбия, а также прибрежный приток океана, которые в конечном итоге изменяют загрузку питательных веществ, либо вводя дополнительные питательные вещества, либо вымывая их.

Исследования показывают, что строительство плотины на реке повлияло на силу влияния PDO и ENSO за счет изменения времени пребывания стока, но на сегодняшний день эти эффекты не были хорошо описаны.[10] С 1858 года общий перенос силикатов снизился на 50 процентов, причем 10 процентов этого сокращения напрямую связано с этими климатическими колебаниями.[10] Это изменение чистого переноса питательных веществ имеет решающее значение для определения распределения и доступности питательных веществ в бассейне. Силикат, например, может управлять круговоротом питательных веществ, изменяя параметры окружающей среды, участвующие в первичной продукции организмов, включая глубину реки, частоту наводнений и мутность.[10][24]

Озеленение лимана

Было замечено, что устье реки Колумбия «зеленеет». «Озеленение» лимана описывает движение фитопланктон цветет которые исторически происходили за пределами устья реки, а теперь цветут гораздо чаще внутри устья, эффективно «озеленяя» поверхность реки цветными микроскопическими организмами.[30]

Основное производство в этом регионе часто преобладают диатомовый такие виды, какSkeletomema costatum, Chaetoceros виды иThalassiosira виды которые цветут сезонно весной и летом. Крупное цветение этих видов потребляет доступный азот в регионе, в конечном итоге препятствуя дальнейшему цветению, создавая период роста, ограниченный нитратами.[12] Усугубляя это истощение азота, высокие времена оборота устья в устье реки Колумбия вытесняют эти сообщества диатомовых водорослей в океан. Этот экспорт снижает уровень азота. реминерализация поскольку доступный азот, потребляемый цветками диатомовых водорослей, удаляется из эстуарной системы.[12]

Обедненные азотом условия, создаваемые этими цветками, улучшаются как естественные и антропрогенный макроэлементы и питательные микроэлементы попадают в систему речным стоком.[12][31][32] Весна-лето сезонность цветения этих диатомовых водорослей зависит от климата, который варьируется в зависимости от Тихоокеанская декадная осцилляция (PDO) и Эль-Ниньо Южное колебание (ENSO), а также влияние человека, например, строительство плотины на водоразделе.[10] Как обсуждалось ранее, как колебания климата, так и взаимодействие человека в водоразделе Колумбии уменьшают перенос питательных веществ в устье реки.

В качестве примера антропогенного воздействия на эту систему, увеличившееся воздействие водохранилищ, вызванное плотиной реки Колумбия, привело к образованию постоянных бассейнов с азотом, углеродом и фосфором.[6] Эти питательные вещества в основном остаются в пределах водораздела в зимние месяцы, а не сбрасываются в океан, поскольку скорость стока реки контролируется графиками сброса плотины.[6] В результате эти питательные вещества и органические вещества локально биохимически перерабатываются планктонными сообществами, увеличивая биомассу жизни в системе и приводя к высоким выбросам питательных веществ в весенние и летние месяцы, когда увеличивается поток через плотину.[30][6] В результате это антропрогенный цикл сброса способствует сезонности цветения диатомовых водорослей в устье.

В отличие от других крупных эстуариев, таких как Устье Чесапикского залива река Колумбия поставляет в эстуарий мало нитратов по сравнению с общим местным балансом азота. Скорее, основной источник нитратов в эстуарий - это океанский обмен, вызванный ветровым сезонным апвеллингом у берегов Орегона и Вашингтона.[8] Этот приток нитратов, обычно являющихся основным ограничивающим питательным веществом для биологических сообществ в устье, является важным фактором первичной продуктивности устьевых шлейфов речного стока. Более того, крупномасштабный апвеллинг на побережье Орегон-Вашингтон обычно происходит весной и летом, и, как обсуждалось ранее, в сочетании с PDO и ENSO этот сезонный апвеллинг дополнительно способствует цветению диатомовых водорослей в устье.[33][10] Наконец, без этого источника азота в результате апвеллинга эстуарий быстро становится ограниченным по нитратам и препятствует дальнейшему облегчению биологической активности.[8][22]

Красные цветы

Красный цвет в гавани. Яркий цвет цветов привлекает внимание ученых и местных жителей.

красный цветет, тип планктон цветение с характерным алым пигментом, происходит каждый год в устье реки Колумбия и длится несколько месяцев с конца лета до начала осени.[34] Морской инфузория Myrionecta rubra несет ответственность за это ежегодное изменение цвета. Исследования показали, что, хотя и не токсичны, густые цветыМ. rubra могут воздействовать на эстуарии, фьорды и районы апвеллинга и были связаны с высокими показателями местных основное производство.[35][34]

М. rubra приобретает красный цвет от употребления криптофиты, или водоросли, содержащие красный пигмент, называемый фикоэритрин в их хлоропласты.[36][37] В устье реки Колумбия, М. rubra обычно охотится на криптофитов Телеаулакс амфиоксея.[38] От своей добычи, М. rubra также приобретает специализированные сотовые органы для того, чтобы фотосинтезировать и эффективно поглощать эти соединения в собственном организме. Этот процесс называется «приобретенный фототрофия ", и для М. rubra включает ассимиляцию хлоропласты, ядра, и митохондрии[39][40] В течение дня инфузории оставаться у поверхности воды, чтобы фотосинтезировать, так легко наблюдать красные цветы.[37]

Один интересный вопрос, связанный с М. rubra его способность распространяться в устье реки Колумбия, несмотря на короткое время пребывания воды. Было замечено, что красные цветы начинаются около устья реки, а затем распространяются по всей нижней части эстуария.[40] М. rubra довольно подвижен и может плавать (1,2 см / сек) и прыгать (до 160 мкм за 20 миллисекунд),[36] что могло бы объяснить, как они могут оставаться в устье реки в течение нескольких месяцев.

Цветение оказывает сильное влияние на местных жителей. экосистема и уровни питательных веществ. Глобальные исследования показали, что М. rubra цветение связано с более высоким уровнем бактерии, растворенные органические питательные вещества, насыщение кислородом, твердые частицы органический углерод и азот.[41] В частности, в устье реки Колумбия красные цветы соответствуют увеличению вторичное производство от микробы и уменьшился аммоний, нитрат, и уровни растворенного органического углерода.[40] Дальнейшее исследование в устье реки Колумбия показало, что с красными водами связаны высокие концентрации органических питательных веществ и небольшое количество неорганического азота.[34] М. rubra цветения также создали области, характеризующиеся высокой первичной продукцией и повышенным уровнем твердое органическое вещество в этот период, тем самым смещая трофический статус в красных акваториях из сети гетеротрофия в направлении автотрофия,[34] изготовление М. rubraкрасный цвет сезонный биогеохимический горячая точка устья реки Колумбия.[34]

Антропогенное воздействие на процессы

На круговорот питательных веществ влияют изменения человека, известные как антропогенный ударов. В бассейне реки Колумбия проживает почти пять миллионов жителей, и быстрое изменение земель за последние несколько столетий изменило многие аспекты динамики питательных веществ в этой среде. Человеческие процессы, такие как строительство (например, плотин), протоколирование, и добыча полезных ископаемых может повлиять осадок транспорт, что приводит к снижению накопления и / или увеличению или удалению питательных веществ.[10][24][12] На круговорот питательных веществ в бассейне реки Колумбия также влияют различия в землепользование из-за изменчивости человеческого развития и растительности. Землепользование в бассейне в Соединенных Штатах в основном покрыто лесами (87 процентов), при этом 11 процентов земель используются для сельского хозяйства, а 2 процента - для городских территорий.[11]

сельское хозяйство

На деятельность человека приходится более 50 процентов доступного глобального химически активного азота.[42] В Процесс Габера-Боша является искусственным средством фиксации азота, производящим более 450 миллионов тонн аммиака в год.[43] Большая часть этого урожая используется в сельскохозяйственных целях через удобрения. Сельскохозяйственная Источники азота попадают в реки в основном за счет эрозии почвенных отложений, а также через перенос пыли и газов. улетучивается NH3 из навоза и удобрений.[44]

В начале двадцатого века сельское хозяйство стало превышать добыча полезных ископаемых и стал основной экономической отраслью бассейна реки Колумбия.[45] Река Колумбия была объектом культурного эвтрофикация частично из-за использования реки и ее притоков в орошать более семи миллионов акров сельскохозяйственных угодий, что составляет в среднем 93 процента ежедневного использования воды в бассейне.[45] Естественный сток, вызванный осадками и снежный покров Таяние сельскохозяйственных угодий переносит больше этих питательных веществ в реку.[46] В конце 1990-х годов азотная нагрузка в реке Колумбия более чем в два раза превышала исторически наблюдаемую концентрацию.[47]

логирование

Леса важные земной поглощает питательные вещества из-за способности растительности связывать избыточные питательные вещества со своей биомассой.[48] Кроме того, корни растений стабилизируют почву и, следовательно, предотвращают перенос значительной части питательных веществ со стоком в реки и другие водные пути.[48] Исследования близлежащих лесов северо-запада Тихого океана показали, что зарегистрированный леса теряют в 1,6–3 раза больше питательных веществ за несколько лет по сравнению с ненарушенными территориями.[49] К 1992 году было вырублено 35 процентов от общего объема лесозаготовок в бассейне реки Колумбия.[45] Следовательно, хотя прямая количественная оценка этих процессов в водоразделе реки Колумбия еще не проводилась, повсеместные изменения в землепользовании лесозаготовительной промышленностью изменили доставку питательных веществ в систему.

Канализационные и септические вводы

Значительный источник питательных веществ из развитых районов в водные экосистемы проходит через сточные воды и септический системы. Бытовые отходы с высоким содержанием азота и фосфора, иногда очищается с помощью очистных сооружений или путем фильтрации почвы, но часто некоторые избыточные питательные вещества просачиваются и способствуют эвтрофикации.[50] Человеческие сточные воды в Соединенных Штатах составляют около 12 процентов среднегодового поступления азота в реки.[50] Часто существует множество мелких источников этих сбросов, и ни один из источников явно не доминирует в загрузке питательных веществ. Однако иногда происходят неожиданные события, обычно в канализационных системах или на очистных сооружениях, которые приводят к значительным единичным выбросам. Например, осенью 2017 г. произошел сбой в электроснабжении очистного сооружения в г. Ванкувер, Вашингтон привело к сбросу более 510 000 галлонов полностью необработанных и частично обработанных сточные воды.[51] Продолжающийся фоновый сброс вместе с более крупномасштабными периодическими выбросами составляют значительную часть антропогенной нагрузки.

Воздействие плотин

Карта бассейна реки Колумбия с указанием расположения плотин по всему бассейну. Большое количество плотин оказало измеримое и длительное влияние на круговорот питательных веществ в бассейне. [10][6] - плотины показаны красным и желтым цветом.

Начиная с 1930-х годов со строительства Bonneville и Гранд Кули дамб, река Колумбия претерпела значительные изменения в своем течении. Сегодня Инженерный корпус армии США признать более 250 резервуары, 150 гидроэлектростанция проектов и 18 главный стебель плотины на Колумбии и ее главном притоке, Snake River.[52] Плотины было показано, что они напрямую влияют на круговорот питательных веществ в бассейне реки Колумбия за счет образования водохранилищ, которые резко меняют реку гидрология и скорости сброса и, как следствие, представляют собой серьезное антропогенное воздействие на круговорот питательных веществ в реке.[53][6][54][55] Из-за своего размера и большого количества плотин в бассейне бассейн реки Колумбия часто используется в качестве репрезентативного примера того, как плотины влияют на круговорот питательных веществ в водоразделах в целом. Примечательно, что строительство плотины в бассейне реки Колумбия повлияло на относительное соотношение питательных веществ, производство метана и миграцию лосося.

Каскадные пороги до строительства плотины Бонневиль.

Чтобы обеспечить контекст для масштабов изменений, которые могут вызвать плотины, строительство Плотина Бонневиль в конце 1930-х годов полностью затопили Каскадные пороги, постоянно меняя гидрологию местных рек и, соответственно, изменяя местный перенос биогенных веществ и процессы в регионе.[6] Ограничение потока, а также образование стоячей воды вверх по течению плотин были связаны с пагубным воздействием на круговорот питательных веществ в аналогичных экосистемах, таких как Бассейн реки Мюррей в Австралии и Бассейн реки Дунай в Европе посредством таких процессов, как изменение частиц время пребывания и загрузка питательными веществами.[56]

Аэрофотоснимок плотины Бонневиль, показывающий водохранилище. Обратите внимание на расширение реки и спокойную воду вверх по течению от плотины по сравнению с фотографией Cascades Rapids перед плотиной.

Соотношения питательных веществ

Макроэлементы, Такие как фосфор, азот, и силикат сильно пострадали от увеличения времени пребывания в водохранилищах, созданных в результате строительства плотин в бассейне реки Колумбия.[6] Точные коэффициенты удержания питательных веществ могут варьироваться от 16 до 98 процентов в зависимости от местной гидрологии, конструкции водохранилища и местоположения в бассейне.[6] Тем не менее, это увеличение уровней удержания питательных веществ в бассейне реки Колумбия в целом изменило относительные соотношения доступных питательных веществ по сравнению с их естественным состоянием, что впоследствии изменило эффективность использования соединений на первичные производители Такие как диатомеи.[6]

На диатомовые водоросли напрямую влияет гидродинамический изменения, которые создают резервуары. Медленно движущаяся пресная вода в резервуарах способствует высокой скорости отстаивания кремнистый раковины диатомовых водорослей, которые могут как цвести в водохранилище, так и переноситься в реку с верховьев.[6] Раковины диатомовых водорослей отрицательно жизнерадостный и имеют естественную возможность оседать, это в сочетании с уменьшенным поступательным движением стоячей воды в резервуаре и физическим барьером в виде плотины увеличивает скорость оседания панцирей диатомовых водорослей в резервуаре.[6] Такая высокая скорость осаждения в сочетании с медленным растворением силиката в пресной воде приводит к чистому снижению рециркуляции силикатов и уменьшению транспорта силикатов через бассейн реки Колумбия и вывоза из устья реки, что приводит к чистому уменьшению общего баланса силикатов.[6]

Эти же гидродинамические изменения также приводят к чистому увеличению рециркуляции фосфора и азота в резервуарах.[6] Скорость оседания других водорослей, кроме диатомовых, низкая.[6] Медленная скорость оседания позволяет водорослям дольше оставаться в толще воды, что способствует увеличению выделения органически связанных фосфора и азота в толщу воды через реминерализация.[6]

Комбинированное воздействие повышенного удерживания силикатов и повышенной реминерализации фосфора и азота может привести к высоким отношениям N / Si и P / Si внутри и под коллекторами; эти увеличенные рационы могут быть дополнительно дополнены увеличением концентрации азота и фосфора от эвтрофикация.[6] Высокие соотношения N / Si и P / Si, вызванные этими процессами, могут быть вредными для местной экосистемы в бассейне; например, отношение N / Si больше 1 может привести к избытку азота по сравнению с потребностями диатомовых водорослей, это может способствовать росту других видов фитопланктона, отрицательно влияя на сообщества диатомовых водорослей.[6]

Это влияние водохранилищ на транспортировку и переработку силикатов, фосфора и азота не является уникальным для бассейна реки Колумбия, но имело ощутимое влияние на экспорт этих питательных веществ через бассейн и из устья.[10][6] Как обсуждалось в контексте PDO и ЭНСО, с 1858 года общий экспорт силикатов из бассейна реки Колумбия через устье снизился более чем на 50 процентов, причем около 40 процентов этого сокращения пришлось непосредственно на строительство плотин.[10] Наконец, как обсуждалось выше, эти изменения в соотношении питательных веществ в значительной степени способствовали озеленению устья реки Колумбия.

Метан

Водохранилища часто служат водосборный бассейн для органических веществ, таких как растительность, и отходов, попадающих в реки с дождевой водой. Первоначально это органическое вещество является источником питательных веществ; однако по мере того, как он продолжает накапливаться и начинает разлагаться, дыхание этого органического вещества может быстро истощить уровень кислорода, что приведет к аноксия. В бескислородных условиях большое количество органических веществ расщепляется через анаэробное дыхание и метаногенез в диоксид углерода (CO2) и метана (CH4).[6] Эти процессы разложения могут происходить быстро после наводнения, когда большое количество свежих органических веществ переносится в реку, и в результате выбросы метана и диоксида углерода могут быть значительными.[6]

Анаэробное дыхание, возникающее при отсутствии сильнодействующих окисляющий молекулярный кислород, использует менее окисленный акцепторы электронов Такие как нитрат (НЕТ3−). В результате высокий уровень анаэробного дыхания может привести к денитрификация. Этот процесс денитрификации удаляет азот из бассейна реки Колумбия путем преобразования доступного азота, важного для первичного производства, из пригодных для использования растворенных форм (т. Е. NO3− и нет2−) в газообразную форму (N2).[6]

Миграция лосося

Плотины создают барьер для мигрирующих рыб, таких как лосось, ограничивая их способность плыть против течения. Как обсуждалось выше, исследования на Тихоокеанском северо-западе и в Скандинавии показали, что мигрирующие рыбы могут обеспечивать 30 или более процентов поступления фосфора в организм. олиготрофные озера.[6] Эти нормы внесения фосфорных удобрений, а также столь же высокие нормы внесения азотных удобрений, являются результатом разложения взрослых туш после спаривания и могут существенно зависеть от уменьшения миграции, вызванной строительством плотины.[6] По оценкам исследований, от 7 до 15 процентов мигрирующего стада лосося погибают, когда они пересекают каждую последующую плотину.[17] Более низкие темпы успешной миграции лосося перераспределяют реминерализацию азота и фосфора за счет снижения азотных и фосфорных удобрений перед плотинами, в результате чего происходит последовательное сокращение питательных веществ перед каждой последующей плотиной.[6] Перераспределение питательных веществ в бассейне реки Колумбия в настоящее время является популярной областью исследований; тем не менее, необходимы дополнительные данные, чтобы определить долгосрочные последствия этих изменений.[57]

Качество воды

Сложность питательные циклы это непреходящий вызов пониманию экосистема функция. В частности, в районах значительного проживания и модификации людей эти системы переживают периоды быстрых изменений по сравнению с историческими прецедентами в бассейне реки Колумбия.[58] Эти изменения в среде обитания людей и воздействия еще больше усложнили и затруднили понимание поведения круговорота питательных веществ. Бассейн реки Колумбия, являющийся доминирующей водной системой на северо-западе Тихого океана и домом для почти пяти миллионов человек, объединяет эти многочисленные природные и антропогенные биогеохимические процессы.[59] Следовательно, водораздел является основополагающим экологическим ресурсом, обеспечивающим регион множеством товаров и услуг, включая рабочие места, природные материалы (древесина, пресная вода) и отдых с капиталом, который, по недавним оценкам, ежегодно составляет 198 миллиардов долларов.[60] Однако эффективность и способность системы предоставлять эти активы во многом зависит от функции таких важных компонентов экосистемы, как круговорот питательных веществ. Нарушения круговорота питательных веществ могут иметь пагубные последствия как для окружающей среды, так и для местного населения, возможно, из-за появления цветения токсичного планктона, снижения эстетической ценности, истощения растворенного кислорода и сокращения рыбных запасов.[61] В конечном счете, устойчивость экосистемы бассейна реки Колумбия и ее влияние на жителей прочно связаны с функцией круговоротов питательных веществ.

Рекомендации

  1. ^ а б "Судьба и перенос азота | Программа экологической оценки | Департамент экологии штата Вашингтон, Пьюджет-Саунд". www.ecy.wa.gov. Архивировано из оригинал на 2017-12-08. Получено 2017-11-07.
  2. ^ Гамлет, Алан Ф .; Леттенмайер, Деннис П. (1999-11-01). «Прогнозирование стока реки Колумбия на основе климатических сигналов ENSO и PDO». Журнал планирования и управления водными ресурсами. 125 (6): 333–341. Дои:10.1061 / (ASCE) 0733-9496 (1999) 125: 6 (333).
  3. ^ а б «Природные источники азота | Источники и пути распространения | Программа экологической оценки | Департамент экологии штата Вашингтон». www.ecy.wa.gov. Архивировано из оригинал на 2017-12-08. Получено 2017-11-04.
  4. ^ а б c Хайлман, Джеймс (июль 1975 г.). "Исследование питательных веществ реки Колумбия". Агентство по охране окружающей среды.
  5. ^ а б «Зачем защищать лосося - Центр дикого лосося». Центр дикого лосося. Получено 2017-11-27.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс y z аа Фридл, Габриэла; Вюэст, Альфред (01.04.2002). «Нарушение биогеохимических циклов - последствия запруживания». Водные науки. 64 (1): 55–65. Дои:10.1007 / s00027-002-8054-0. ISSN  1015-1621.
  7. ^ а б c d е ж Гилберт, Мелисса; Нидоба, Джозеф; Кох, Кори; Барнард, Эндрю; Баптиста, Антонио (01.07.2013). «Нагрузка питательными веществами и преобразования в устье реки Колумбия, определяемые датчиками высокого разрешения на месте». Эстуарии и побережья. 36 (4): 708–727. Дои:10.1007 / s12237-013-9597-0. ISSN  1559-2723.
  8. ^ а б c d е ж грамм час Лохан, Мейв С .; Бруланд, Кеннет В. (01.02.2006). «Важность вертикального перемешивания для дополнительных источников нитратов и железа в поверхностных водах плюма реки Колумбия: значение для биологии». Морская химия. 98 (2): 260–273. Дои:10.1016 / j.marchem.2005.10.003.
  9. ^ а б «Факты и карты реки Колумбия». www.ecy.wa.gov. Получено 2017-11-03.
  10. ^ а б c d е ж грамм час я j k Naik, Pradeep K .; Джей, Дэвид А. (июль 2011 г.). «Различие антропогенных и климатических воздействий на реку Колумбия: изменения в среднем потоке и переносе наносов». Журнал гидрологии. 404 (3–4): 259–277. Bibcode:2011JHyd..404..259N. Дои:10.1016 / j.jhydrol.2011.04.035.
  11. ^ а б c d е ж Собещик, Дэниел Р. Уайз, Франк А. Ринелла III, Джозеф Ф. Ринелла, Грег Дж. Фюрер, Сандра С. Эмбри, Грегори М. Кларк, Грегори Э. Шварц и Стивен. "Перенос питательных веществ и взвешенных отложений и тенденции в бассейнах реки Колумбия и Пьюджет-Саунд, 1993–2003 гг.". pubs.usgs.gov. Получено 2017-11-20.
  12. ^ а б c d е ж грамм час я j Whitney, F.A .; Crawford, W. R .; Харрисон, П. Дж. (1 марта 2005 г.). «Физические процессы, которые увеличивают перенос питательных веществ и первичную продуктивность в прибрежных и открытых океанах субарктической северо-восточной части Тихого океана». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 52 (5): 681–706. Bibcode:2005DSRII..52..681Вт. Дои:10.1016 / j.dsr2.2004.12.023.
  13. ^ «Атмосферный состав». tornado.sfsu.edu. Получено 2017-11-04.
  14. ^ Wise, Daniel R .; Джонсон, Генри М. (01.10.2011). «Условия и источники питательных веществ в поверхностных водах на Тихоокеанском северо-западе США1». Журнал JAWRA Американской ассоциации водных ресурсов. 47 (5): 1110–1135. Bibcode:2011JAWRA..47.1110W. Дои:10.1111 / j.1752-1688.2011.00580.x. ISSN  1752-1688. ЧВК  3307616. PMID  22457584.
  15. ^ Седерхольм, К. Джефф; Кунце, Мэтт Д .; Мурота, Такеши; Сибатани, Атухиро (1999-10-01). «Туши тихоокеанского лосося: важный вклад питательных веществ и энергии для водных и наземных экосистем». Рыболовство. 24 (10): 6–15. Дои:10.1577 / 1548-8446 (1999) 024 <0006: psc> 2.0.co; 2. ISSN  0363-2415.
  16. ^ «Экономический анализ коммерческого и любительского рыболовства, не связанного с договором, в штате Вашингтон» (PDF). Вашингтонский департамент рыбы и дикой природы. Декабрь 2008 г.
  17. ^ а б "Лосось реки Колумбия, Тихоокеанский северо-запад | Лосось чавычи". CRITFC. Получено 2017-11-27.
  18. ^ Рыболовство, NOAA (лето 2013 г.). «Недавно принятый План восстановления направлен на восстановление лосося и стальной головы в низовьях реки Колумбия». www.westcoast.fisheries.noaa.gov. Получено 2017-12-04.
  19. ^ «Классификация экосистемы эстуария реки Колумбия, геоморфическая Катена». water.usgs.gov. Получено 2017-12-04.
  20. ^ а б Кярня, Туомас; Баптиста, Антониу М. (2016). «Возраст воды в устье реки Колумбия». Эстуарии, прибрежные зоны и шельфовые науки. 183: 249–259. Bibcode:2016ECSS..183..249K. Дои:10.1016 / j.ecss.2016.09.001.
  21. ^ Хики, Барбара; Банас, Нил (2003). «Океанография Тихоокеанского побережья северо-западного побережья США и эстуариев с приложением к прибрежной экологии». Эстуарии. 26 (4): 1010–1031. Дои:10.1007 / BF02803360.
  22. ^ а б c Хертель, Лоис; Остерберг, Чарльз; Curl, Герберт; Парк, П. Килхо (1969-11-01). «Экология питательных веществ и планктона в устье реки Колумбия». Экология. 50 (6): 962–978. Дои:10.2307/1936889. ISSN  1939-9170. JSTOR  1936889.
  23. ^ Рогнер, Дж. Кертис; Needoba, Joseph A .; Баптиста, Антониу М. (2011-04-20). «Прибрежный апвеллинг поставляет обедненную кислородом воду в устье реки Колумбия». PLOS ONE. 6 (4): e18672. Bibcode:2011PLoSO ... 618672R. Дои:10.1371 / journal.pone.0018672. ISSN  1932-6203. ЧВК  3080374. PMID  21533083.
  24. ^ а б c d ЛАРА-ЛАРА 1, ФРЕЙ 2, МАЛЕНЬКИЙ 3, Дж. РУБЕН 1, БРЮС E.2, ЛОУРЕНС Ф. 3 (1990). «Первичная продукция в устье реки Колумбия I. Пространственная и временная изменчивость свойств» (PDF). Тихоокеанская наука. 44: 17–37.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  25. ^ Мартин, Джон Х .; Фитцуотер, Стив Э. (1988-01-28). «Дефицит железа ограничивает рост фитопланктона в северо-восточной части субарктики Тихого океана». Природа. 331 (6154): 341–343. Bibcode:1988Натура.331..341М. Дои:10.1038 / 331341a0. ISSN  1476-4687.
  26. ^ Мартин, Джон Х .; Майкл Гордон, Р. (1988-02-01). «Распределение железа в северо-восточной части Тихого океана в зависимости от продуктивности фитопланктона». Глубоководные исследования, часть A. Документы об океанографических исследованиях. 35 (2): 177–196. Bibcode:1988DSRA ... 35..177M. Дои:10.1016/0198-0149(88)90035-0.
  27. ^ а б Венугопалан, Иттеккот; Кристоф, Хамборг; Петра, Шефер (1 сентября 2000 г.). «Гидрологические изменения и морская биогеохимия: проблема силикатов? Удержание силикатов в водохранилищах за плотинами влияет на структуру экосистем в прибрежных морях». Бионаука. 50 (9): 776. Дои:10.1641 / 0006-3568 (2000) 050 [0776: HAAMBA] 2.0.CO; 2. ISSN  0006-3568.
  28. ^ Такеда, Сигенобу (25.06.1998). «Влияние доступности железа на соотношение потребления питательных веществ диатомовыми водорослями в океанических водах». Природа. 393 (6687): 774–777. Bibcode:1998Натура.393..774Т. Дои:10.1038/31674. ISSN  0028-0836.
  29. ^ Вонг, С. С; Матеар, Р. Дж (1999-11-01). «Спорадическое силикатное ограничение продуктивности фитопланктона в субарктической северо-восточной части Тихого океана». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 46 (11): 2539–2555. Bibcode:1999DSRII..46.2539W. Дои:10.1016 / S0967-0645 (99) 00075-2.
  30. ^ а б Салливан, Б. (2000). «Сезонность производства фитопланктона в реке Колумбия: естественный или антропогенный характер?». Geochimica et Cosmochimica Acta.
  31. ^ Мейбек, Майкл (апрель 1982). «Перенос углерода, азота и фосфора реками мира» (PDF). Американский журнал науки. 282 (4): 401–450. Bibcode:1982AmJS..282..401M. Дои:10.2475 / ajs.282.4.401.
  32. ^ Whitney, F.A .; Crawford, W. R .; Харрисон, П. Дж. (2005-03-01). «Физические процессы, которые увеличивают перенос питательных веществ и первичную продуктивность в прибрежных и открытых океанах субарктической северо-восточной части Тихого океана». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. Связи между прибрежными экосистемами и экосистемами открытого океана. 52 (5): 681–706. Bibcode:2005DSRII..52..681Вт. Дои:10.1016 / j.dsr2.2004.12.023.
  33. ^ Pierce, S.D .; Барт, Дж. А. (2017). «Ветровое напряжение, кумулятивное ветровое напряжение и весенние переходные даты: продукты данных для исследований, связанных с апвеллингом в Орегоне». damp.coas.oregonstate.edu. Университет штата Орегон, Колледж наук о Земле, океане и атмосфере. Получено 2017-12-05.
  34. ^ а б c d е Герфорт, Лидия; Peterson, Tawnya D .; Prahl, Fredrick G .; МакКью, Ли Энн; Needoba, Joseph A .; Crump, Byron C .; Рогнер, Дж. Кертис; Кэмпбелл, Виктория; Зубер, Питер (2012-05-01). «Красные воды Myrionecta rubra являются биогеохимическими очагами для устья реки Колумбия, оказывая влияние на первичную / вторичную продукцию и циклы питательных веществ». Эстуарии и побережья. 35 (3): 878–891. Дои:10.1007 / s12237-012-9485-z. ISSN  1559-2723.
  35. ^ Gustafson, Daniel E .; Stoecker, Diane K .; Джонсон, Мэтью Д .; Хеукелем, Уильям Ф. Ван; Снейдер, Керри (июнь 2000 г.). «Морские инфузории Mesodinium rubrum лишают криптофитных водорослей своих органелл». Природа. 405 (6790): 1049–1052. Bibcode:2000Натура 405.1049Г. Дои:10.1038/35016570. ISSN  1476-4687. PMID  10890444.
  36. ^ а б Хансен, Пер Джуэль; Фенчел, Том (июль 2006 г.). «Цветущая инфузория Mesodinium rubrum содержит единственный постоянный эндосимбионт». Исследования морской биологии. 2 (3): 169–177. Дои:10.1080/17451000600719577. ISSN  1745-1000.
  37. ^ а б Шерри, Элизабет Дж. (2015). «Модель цветения Mesodinium Rubrum в устье реки Колумбия». (Докторская диссертация).
  38. ^ Петерсон, Т.Д .; Голда, Р.Л .; Гарсия, ML; Ли, Б; Майер, Массачусетс; Needoba, JA; Зубер, П (29 января 2013 г.). «Связь между Mesodinium rubrum и криптофитными водорослями в устье реки Колумбия». Экология водных микробов. 68 (2): 117–130. Дои:10.3354 / ame01598. ISSN  0948-3055.
  39. ^ Джонсон, Мэтью Д .; Олдах, Дэвид; Delwiche, Charles F .; Стокер, Дайан К. (январь 2007 г.). «Удержание транскрипционно активных ядер криптофита реснитчатым Myrionecta rubra». Природа. 445 (7126): 426–428. Bibcode:2007Натура.445..426J. Дои:10.1038 / природа05496. ISSN  1476-4687. PMID  17251979.
  40. ^ а б c Герфорт, Лидия; Peterson, Tawnya D .; Кэмпбелл, Виктория; Футрелл, Шидра; Зубер, Питер (декабрь 2011 г.). «Начало цветения Myrionecta rubra (Mesodinium rubrum) в устье реки Колумбия». Эстуарии, прибрежные зоны и шельфовые науки. 95 (4): 440–446. Bibcode:2011ECSS ... 95..440 ч. Дои:10.1016 / j.ecss.2011.10.015.
  41. ^ Wilkerson, Frances P .; Grunseich, Гэри (1990-01-01). «Формирование цветков симбиотической инфузорией Mesodinium rubrum: значение поглощения азота». Журнал исследований планктона. 12 (5): 973–989. Дои:10.1093 / планкт / 12.5.973. ISSN  0142-7873.
  42. ^ Галлоуэй, Джеймс Н .; Коулинг, Эллис Б. (2002-03-01). «Реактивный азот и мир: 200 лет перемен». AMBIO: журнал об окружающей человека среде. 31 (2): 64–71. Дои:10.1579/0044-7447-31.2.64. ISSN  0044-7447. PMID  12078011.
  43. ^ «Хабер Процесс | Хабер Транспорт». www.haber.co.za. Получено 2017-11-04.
  44. ^ "Судьба и перенос питательных веществ: азот | NRCS". www.nrcs.usda.gov. Получено 2017-11-07.
  45. ^ а б c Управление рекой Колумбия: русло, забор воды и выживание лосося. Национальный исследовательский совет. 2004 г. Дои:10.17226/10962. ISBN  9780309091558.
  46. ^ "Хронология реки Колумбия". Получено 2017-11-04.
  47. ^ «Азот и фосфор в крупных реках». Отчет EPA об окружающей среде.
  48. ^ а б Миллер, Ричард Э. (1989). Поддержание долгосрочной продуктивности лесных экосистем северо-запада Тихого океана. Корваллис, штат Орегон: Колледж лесного хозяйства. С. 98–136.
  49. ^ Фредриксен, Р. Л. (1971). «Сравнительное химическое качество воды - естественные и нарушенные водотоки после рубок и подсыхания». Использование лесных земель и речная среда: 125–137.
  50. ^ а б «Источники эвтрофикации | Институт мировых ресурсов». www.wri.org. Получено 2017-12-05.
  51. ^ «Сточные воды попадают в реку Колумбия после отключения электроэнергии на очистных сооружениях Ванкувера». Колумбийский. 2017-10-05. Получено 2017-12-05.
  52. ^ "Плотины бассейна реки Колумбия". Инженерный корпус армии США. Получено 2017-11-25.
  53. ^ Палмер, Маргарет А; Рейди Лиерманн, Кэтрин А; Нильссон, Кристер; Флёрке, Мартина; Алькамо, Джозеф; Лейк, П. Сэм; Бонд, Ник (2008-03-01). «Изменение климата и речные бассейны мира: прогнозируемые варианты управления». Границы экологии и окружающей среды. 6 (2): 81–89. Дои:10.1890/060148. HDL:10072/40955. ISSN  1540-9309.
  54. ^ Dauble, D. D .; Hanrahan, T. P .; Geist, D. R .; Петрушка, М. Дж. (1 августа 2003 г.). «Воздействие гидроэнергетической системы реки Колумбия на основные стеблевые места обитания осеннего чавычи». Североамериканский журнал управления рыболовством. 23 (3): 641–659. Дои:10.1577 / M02-013. ISSN  0275-5947.
  55. ^ Пейн, Джеффри Т .; Вуд, Эндрю В .; Гамлет, Алан Ф .; Палмер, Ричард Н .; Леттенмайер, Деннис П. (2004-01-01). «Смягчение воздействия изменения климата на водные ресурсы бассейна реки Колумбия». Изменение климата. 62 (1–3): 233–256. Дои:10.1023 / B: CLIM.0000013694.18154.d6. ISSN  0165-0009.
  56. ^ Галлоуэй, Джеймс Н .; Абер, Джон Д .; Эрисман, Ян Виллем; Зейтцингер, Сибил П.; Ховарт, Роберт В .; Каулинг, Эллис Б.; Косби, Б. Джек (2003-04-01). «Азотный каскад». Бионаука. 53 (4): 341. Дои:10.1641 / 0006-3568 (2003) 053 [0341: tnc] 2.0.co; 2. ISSN  0006-3568.
  57. ^ Найман, Роберт Дж .; Билби, Роберт Э .; Schindler, Daniel E .; Хелфилд, Джеймс М. (01.06.2002). «Тихоокеанский лосось, питательные вещества и динамика пресноводных и прибрежных экосистем». Экосистемы. 5 (4): 399–417. Дои:10.1007 / s10021-001-0083-3. ISSN  1432-9840.
  58. ^ Галлоуэй, Джеймс; Шлезингер, Уильям (2014). «Воздействие изменения климата в США - биогеохимические циклы». Национальная оценка климата. Получено 2017-12-04.
  59. ^ Собещик, Дэниел Р. Уайз, Франк А. Ринелла III, Джозеф Ф. Ринелла, Грег Дж. Фюрер, Сандра С. Эмбри, Грегори М. Кларк, Грегори Э. Шварц и Стивен (2007). "Перенос питательных веществ и взвешенных отложений и тенденции в бассейнах реки Колумбия и Пьюджет-Саунд, 1993–2003 гг.". pubs.usgs.gov. Геологическая служба США. Получено 2017-12-04.
  60. ^ Алан Йикли, Дж .; Эрвин, Дэвид; Чанг, Хиджун; Granek, Elise F .; Дуйон, Вероника; Шандас, Вивек; Браун, Даррелл (2016). Гилвеар, Дэвид Дж .; Greenwood, lcolm T .; Thoms, rtin C .; Вуд, Пол Дж. (Ред.). Речная наука. John Wiley & Sons, Ltd., стр. 335–352. Дои:10.1002 / 9781118643525.ch17. ISBN  9781118643525.
  61. ^ «Угрозы устойчивости водных ресурсов в бассейне Колумбии». www.pdx.edu. Государственный университет Портленда. 2017 г.. Получено 2017-12-04.