Исследователь Вирджинского университета Западной Вирджинии работает над пониманием и оценкой затрат на экологическую очистку, связанных с сельскохозяйственными стоками, которые способствуют загрязнению «мертвых зон» в прибрежных системах ниже по течению.

Леван Эльбакидзе, профессор экономики и управления ресурсами в Колледже сельского хозяйства и природных ресурсов WVU, вместе с кандидатом наук Тайво Акинеми и постдокторским исследователем Еулу Сю, сотрудничает с исследователями из Техасского университета A&M и Университета штата Айова для изучения прибрежных гипоксических зон, часто называемых «мертвыми зонами».

Эти цветения водорослей питаются азотом из сельскохозяйственных удобрений, и когда водоросли умирают, процесс разложения истощает кислород в воде, что приводит к гибели морской жизни и делает эту область еще менее пригодной для жизни.

“Цветение в Мексиканском заливе — это действительно серьезная проблема,” объяснил Эльбакидзе. “Азот из сельского хозяйства попадает в системы ниже по течению и приводит к избытку питательных веществ в этих водах, что, в свою очередь, поддерживает периодические цветения водорослей в прибрежных зонах, таких как Мексиканский залив. Водоросли потребляют растворенный кислород, когда умирают и разлагаются, что приводит к недостатку кислорода или гипоксии.”

Исследователи недавно завершили четырехлетнее исследование, в ходе которого они разработали экономическую модель, рассматривающую удобрения с азотом и их роль в спросе и предложении кукурузы, пшеницы, сорго и соевых бобов. Их результаты были опубликованы в журнале Environmental Research.

Оценивая, сколько удобрений используется для каждой из этих культур и сколько из них высаживается и производится, команда может определить, сколько азота попадает в такие системы, как Мексиканский залив, который был переименован в Залив Америки президентом Дональдом Трампом через указ, а также в озеро Эри и залив Чесапик.

Они также изучили, как цены на удобрения и международные торговые барьеры влияют на стоки питательных веществ.

Несмотря на цель EPA сократить размер мертвой зоны в заливе к 2035 году, прогресс идет медленно. Исследования EPA показывают, что сток азота в залив необходимо сократить примерно на 45%, чтобы достичь цели. Сокращение мертвых зон и цветений водорослей в прибрежных зонах также должно улучшить качество воды выше по течению в водосборных бассейнах, таких как бассейн реки Миссисипи, так как стоки азота также вредят местным потокам. Модель Эльбакидзе предсказывает, как сокращение стоков повлияет на уровни азота в конкретных местных районах выше по течению.

“Преимущества снижения загрязнения азотом, вероятно, будут значительными как выше, так и ниже по течению,” отметил он. “Но давайте скажем, что мы каким-то образом достигаем этой цели. Что если мы введем налог на азотные удобрения, сделав их действительно дорогими, или будем регулировать их использование? Как это повлияет на рынки? Что произойдет с ценами на такие культуры, как кукуруза и соевые бобы? Каковы будут последствия для потребителей и производителей?”

Еще одной проблемой является утечка загрязнений. Если сток азота в залив будет сокращен на 45%, некоторые источники загрязнения — такие как сельское хозяйство, зависящее от удобрений — могут переместиться в другие районы.

“Много кукурузы производится в бассейне реки Миссисипи,” сказал Эльбакидзе. “Если мы значительно ограничим производство кукурузы, цены на кукурузу могут вырасти просто потому, что эта область настолько велика и занимает большую долю рынка. И если цены на кукурузу вырастут, производители в других менее регулируемых областях могут быть стимулированы увеличить производство.”

С учетом этого, исследователи обнаружили, что 45% сокращение стоков в залив приведет к 4-5% увеличению стоков в озеро Эри и залив Чесапик.

Хотя ограничение стоков для всех прибрежных зон является вариантом, Эльбакидзе подчеркнул, что затраты на такое совместное управление необходимо учитывать.

“Экономисты обычно рассматривают затраты на такие цели в терминах затрат для потребителей из-за более высоких цен и меньшего потребления, а также затрат для производителей из-за снижения производства, которые могут или не могут быть компенсированы более высокими ценами. Мы оцениваем, что достижение 45% сокращения сельскохозяйственного стока азота в залив обойдется примерно в 7 миллиардов долларов в год.”

“Тем не менее, я подозреваю, что преимущества снижения стока азота, вероятно, превысят эти затраты, особенно когда мы учитываем ценность сокращения мертвой зоны в заливе и преимущества улучшенных экосистем выше по течению в бассейне реки Миссисипи.”

На следующем этапе исследования команда намерена расширить ассортимент культур, включенных в модель. Это повысит точность модели и поможет им понять, что происходит на других товарных рынках.

“Сейчас, если мы сократим сток азота, мы можем увидеть, что происходит с ценами на соевые бобы, пшеницу, кукурузу и сорго,” упомянул Эльбакидзе, добавив, что новая модель будет рассматривать больше культур. Исследователи также включат фосфор в модель, который является более серьезной проблемой в озере Эри, чем азот. Сокращение азота в заливе может негативно повлиять на уровни фосфора в озере, иллюстрируя проблему утечки загрязнений через пищевые цепи.

“Идея утечки загрязнений не нова, но в нашем контексте нам нужны интегрированные модели, которые учитывают человеческое поведение и динамику природных систем вместе, чтобы оценить затраты, выгоды и последствия. Такие количественные оценки имеют решающее значение для разработки обоснованной политики, направленной на управление внешними экологическими эффектами, такими как стоки питательных веществ из сельского хозяйства. Необходимо больше исследований, чтобы количественно оценить выгоды и затраты.”