Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các yếu tố cảnh quan đa quy mô ảnh hưởng đến chất lượng nước trong các dòng suối ở bang Oregon
Tóm tắt
Vi khuẩn Enterococci được sử dụng để chỉ ra sự hiện diện của vật liệu phân người và/hoặc động vật trong nước mặt. Ngoài ảnh hưởng của con người đến chất lượng nước mặt, việc chăn thả gia súc là một yếu tố gây áp lực sinh thái rộng rãi và kéo dài ở miền Tây Hoa Kỳ. Gia súc có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước mặt bằng cách thải ra dinh dưỡng và vi khuẩn, và gián tiếp bằng cách làm hỏng bờ suối hoặc loại bỏ thảm thực vật, điều này có thể dẫn đến việc tăng lượng trầm tích. Nghiên cứu này đã sử dụng dữ liệu nước mặt của bang Oregon để xác định khả năng hiện diện của mầm bệnh động vật bằng cách sử dụng enterococci và phân tích sự phân bố không gian cũng như mối quan hệ của các thành phần nước mặt sinh học (enterococci) và phi sinh học (nitơ và phốt pho) với các chỉ số cảnh quan và các yếu tố khác (ví dụ: sử dụng của con người, tỷ lệ che phủ ven sông, che phủ tự nhiên, chăn thả, v.v.). Chúng tôi đã sử dụng một chỉ số tiềm năng chăn thả (GPI) dựa trên khoảng cách đến nguồn nước, sở hữu đất và khả năng cho chăn thả. Giá trị trung bình và sự biến động của GPI, khả năng cho chăn thả, mật độ và chiều dài suối, và các chỉ số cảnh quan đã được liên kết với enterococci và nhiều dạng nitơ và phốt pho thông qua các mô hình hồi quy chuẩn và logistic. GPI không đóng vai trò quan trọng trong các mô hình, nhưng các biến liên quan đến chăn thả có đóng góp đáng kể. Sử dụng đất đô thị trong khu vực suối là yếu tố chính khi vượt ngưỡng (≥35 cfu/100 ml), trong khi nông nghiệp là yếu tố thúc đẩy tăng enterococci ở những nơi mà nồng độ enterococci <35 cfu/100 ml. Các chỉ số cảnh quan liên quan đến lượng nông nghiệp, đất ngập nước và đô thị đều góp phần làm tăng dinh dưỡng trong nước mặt nhưng ở các quy mô khác nhau. Xác suất để có các điểm có nồng độ enterococci cao hơn ngưỡng thì thấp hơn rất nhiều ở các khu vực có che phủ đất tự nhiên và cao hơn ở những khu vực có sử dụng đất đô thị nhiều hơn trong vòng 60 m từ suối. Sự gia tăng 1% trong che phủ đất tự nhiên liên quan đến việc giảm 12% trong xác suất dự đoán có một điểm vượt ngưỡng. Ngược lại với che phủ đất tự nhiên, một sự thay đổi một đơn vị trong mỗi loại đất hoang hóa nhân tạo và sử dụng đất đô thị dẫn đến tăng xác suất vượt ngưỡng lần lượt là 73% và 11%. Sự thay đổi trong việc sử dụng đất đô thị có ảnh hưởng lớn hơn đến xác suất vượt ngưỡng so với che phủ đất tự nhiên.
Từ khóa
#Enterococci #chất lượng nước #chăn thả gia súc #chỉ số tiềm năng chăn thả #dinh dưỡng nước mặt #OregonTài liệu tham khảo
Andrew, M. H., & Lange, R. T. (1986). Development of a new biosphere in arid chenopod shrubland grazed by sheep 1. Changes to the soil surface. Australian Journal of Ecology, 11, 395–409.
APHA (1998). Standard methods for the examination of water and waste water. Washington, DC: American Public Health Association, American Water Works Association and Water Environmental Federation.
Belsky, A. J., Matzke, A., & Uselman, S. (1999). Survey of livestock influences on stream and riparian ecosystems in the western United States. Journal of Soil and Water Conservation, 54(1), 419–431.
Belsky, A. J., Matzke, A., & Uselman, S. (2002). What the river once was: Livestock destruction of western waters and wetlands. In G. Wuerthner, & M. Matteson (Eds.), Welfare ranching: The subsidized destruction of the American West. Washington, D.C.: Island Press.
Betteridge, K., Andrews, W. G. K., & Sedcole, J. R. (1986). Intake and excretion of nitrogen, potassium and phosphorus by grazing steers. Journal of Agricultural Science, 106, 393–404.
Cook, C. W. (1966). Factors affecting utilization of mountain slopes by cattle. Journal of Range Management, 19, 200–204.
DelCurto, T., Porath, M., Parsons, C. T., & Morrison, J. A. (2005). Management strategies for sustainable beef cattle grazing on forested rangeland in the Pacific Northwest. Rangeland Ecology and Management, 58(2), 119–127.
deSoyza, A. G., Whitford, W. G., & Herrick, J. E. (1997). Sensitivity testing of indicators of ecosystem health. Ecosystem Health, 3, 44–53.
Ebert, D. W., & Wade, T. G. (2004). Analytical tools interface for landscape assessments (ATtiLA): User manual. EPA/600/R-04/083. Washington, DC, USA: US Environmental Protection Agency.
Fleischner, T. L. (1994). Ecological costs of livestock grazing in western North America. Conservation Biology, 8, 629–644.
Fusco, M., Holechek, J., Tembo, A., Daniel, A., & Cardenas, M. (1995). Grazing influence on watering point vegetation in the Chihuahuan desert. Journal of Range Management, 48, 32–38.
Gillen, R. L., Krueger, W. C., & Miller, R. F. (1984). Cattle distribution on mountain rangeland in northeastern Oregon. Journal of Range Management, 37, 549–553.
Graetz, R. D., & Ludwig, J. K. (1978). A method for the analysis of biosphere data applicable to range assessment. Australian Rangeland Journal, 2, 126–136.
Hagedorn, C., Robinson, S. L., Flitz, J. R., Grubbs, S. M., Angier, T. A., & Reneeau, R. B. (1999). Using antibiotic resistance pattern in the fecal streptococci to determine sources of fecal pollution in a rural Virginia Watershed. Applied and Environmental Microbiology, 65, 5522–5531.
Jarvie, H. P., Neal, C., Jürgens, M. D., Sutton, E. J., Neal, M., Wickham, H. D., et al. (2006). Within-river nutrient processing in Chalk streams: The Pang and Lambourn, UK. Journal of Hydrology, 330(1–2), 101–125, 30 October 2006.
Jones, K. B., Heggem, D. T., Wade, T. G., Neale, A. C., Nash, M. S., Mehaffey, M. H., et al. (2000). Assessing landscape condition relative to water resources in the Western United States: Strategic approach. Environmental Monitoring and Assessment, 64, 227–245.
Kauffman, J. B., & Krueger, W. C. (1984). Livestock impacts on riparian ecosystems and streamside management implications: A review. Journal of Range Management, 37, 430–438.
Kunishi, H. M., Taylor, A. W., Heald, W. R., Gburek, W. J., & Weaver, R. N. (1972). Phosphate movement from an agricultural watershed during two rainfall periods. Journal of Agricultural Food and Chemistry, 20, 900–905.
Kurz, R. C. (1998). A comparison of rapid sand filtration, alum treatment, and wet detention for the removal of bacteria, viruses, and protozoan surrogate from storm water. Technical report. Southwest Florida Water Management District.
Lange, R. T. (1969). The piosphere: Sheep track and dung patterns. Journal of Range Management, 48, 396– 400.
Loucougaray, G., Bonis, A., & Bouzillé, J. B. (2004). Effects of grazing by horses and/or cattle on the diversity of coastal grasslands in western France. Biological Conservation, 116(1), 59–71, March.
MacLusky, D. S. (1960). Some estimates of the areas of pasture fouled by excreta of dairy cows. Journal of the British Grassland Society, 15, 181–188.
Marsh, R., & Campling, R. C. (1970). Fouling of pastures by dung. Herbage Abstracts, 40(2), 123–130.
Minshall, N., Starr, N. M., & Witzel, S. A. (1969). Plant nutrients in base flow of streams in southwestern Wisconsin. Water Resources Research, 5, 706–713.
Mitchell, C., Brodie, J., & White, I. (2004). Sediments, nutrients and pesticide residues in event flow conditions in streams of the Mackay Whitsunday Region, Australia. Marine Pollution Bulletin, 51(1–4), 23–36.
Mueggler, W. F. (1965). Cattle distribution on steep slopes. Journal of Range Management, 18, 255–257.
Nash, M. S., Jackson, E., & Whitford, W. G. (2003). Soil microtopography on grazing gradients in Chihuahuan Desert Grasslands. Journal of Arid Environment, 55, 181–192.
Nash, M. S., Whitford, W. G., deSoyza, A., & Van Zee, J. (1999). Livestock activity and Chihuahuan desert annual plant communities: Boundary analysis of disturbance gradients. Ecological Applications, 9, 814–823.
OCS (2008). Oregon climate service: Climate data. retrieved January 9, 2008 from http://www.ocs.orst.edu/.
ODEQ (2007). Oregon department of environment and quality: Oregon water quality Index for the Umatilla Basin, water years 1986–1995, retrieved August 30, 2007 from http://www.deq.state.or.us/lab/wqm/wqindex/umatilla3.htm.
Oenema, O., van Liere, L., & Schoumans, O. (2005). Effects of lowering nitrogen and phosphorus surpluses in agriculture on the quality of groundwater and surface water in the Netherlands. Journal of Hydrology, 304(1–4), 289–301, 10 March.
Olson, R. A., Army, T. J., Hanway, J. J., & Klimer, V. J. (1971). Fertilizer technology & use, 2nd edn. Madison, Wisconsin, USA: Soil Science Society of America.
Pinchak, W. E., Smith, M. A., Hart, R. H., & Waggoner, J. W. Jr. (1991). Beef cattle distribution patterns on foothill range. Journal of Range Management, 44, 267–275.
Roath, L. R., & Krueger, W. C. (1982). Cattle grazing and behavior on a forested range. Journal of Range Management, 35, 332–338.
Snyder, D. T., & Morace, J. L. (1997). Nitrogen and phosphorous loading from drained wetlands adjacent to Upper Klamath and Agency Lakes, Oregon. Water-Resources Investigations Report 97-4097. Portland, OR: U.S. Department of Interior, Geological Survey.
Taylor, A. W., Edwards, W. M., & Simposon, E. C. (1971). Nutrients in streams draining woodland and farmland near Coshocton, Ohio. Water Resources Research, 7, 81–89.
USEPA (2000). Beaches environmental assessment and coastal health act of 2000 (p. 9). Public Law 106–284—Oct. 10, 2000.
US Geological Survey (2008a). National hydrography dataset home page. URL: http://nhd.usgs.gov/.
US Geological Survey (2008b). USGS mapping information: Geographic names information system (GNIS). URL: http://geonames.usgs.gov/domestic/.
US Geological Survey (2008c). Federal lands of the United States. URL: http://www.nationalatlas.gov/mld/fedlanp.html.
VanWagoner, H. C., Bailey, D. W., Kress, D. D., Anderson, D. C., & Davis, K. C. (2006). Differences among beef sire breeds and relationships between terrain use and performance when daughters graze foothill rangelands as cows. Applied Animal Behavior Science, 97 (2–4), 105–121, May.
Vogelmann, J. E., Howard, S. M., Yang, L., Larson, C. R., Wylie, B. K., & Van Driel, N. (2001). Completion of the 1990s national land cover data set for the conterminous United States from landsat thematic mapper data and ancillary data sources. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 67, 650–662.
Wade, T. G., Schultz, B. W., & Wickham, J. D. (1998). Modeling the potential spatial distribution of beef cattle grazing using a geographic information system. Journal of Arid Environments, 38, 325–334.
Wickham, J. D., Nash, M. S., Wade, T. G., & Currey, L. (2006). Statewide empirical modeling of bacterial contamination of surface waters. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 42, 1–9.