محیط ­زیست، هرزآب و هوپرورش (انباشتگی خوراکه آب) [1] هوپرورش یا هوپرورش کشت، تقویت فرایندی طبیعی است که توسط آن رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، ذخایر آب و مصب ­ها با مواد مغذی (فسفر و نیتروژن) غنی می ­شوند و طی آن بوم ­نظام می­تواند از نرخ بالاتر تولید که با زیست ­توده[3] یا انرژی که به‌ازای هر ناحیه واحد طی زمان اندازه­ گیری می­شود، پشتیبانی کند. این فرایند طبیعی غنی ­سازی می­تواند هزاران سال طول بکشد و به تبدیل‌شدن یک دریاچه یخبندان به یک مرداب و درنهایت یک دشت منجر شود. با این حال، این فرایند می­تواند به‌واسطه فعالیت­ های انسانی به‌شدت تسریع شود؛ درحالی‌که هوپرورش طبیعی در مقیاس زمانی زمین‌شناختی اتفاق می­ افتد، یک منبع آبیِ دستخوشِ هوپرورش کشت می­تواند در طول کمتر از یک سال به یک مرداب تبدیل شود.

  این غنی ­سازیِ تسریع‌شده می­تواند اثرات زیان ­آور بوم­ شناختی و زیبایی ­شناختی و نیز پیامدهایی برای سلامت انسان داشته باشد. فراوانی فسفر و نیتروژن می­ تواند از طریق تحریک انفجار جمعیت جلبک ­ها و گیاهان آبزی مزاحم، تعادل طبیعی بوم­ نظام آبزیان را مختل سازد. زمانی که این جمعیت­ های جلبکی فرو می­ نشینند و می­میرند، در لایه‌های زیرین نیاز به اکسیژن را ایجاد می­کنند؛ جایی که باکتری ­ها منابع اکسیژن را برای تجزیه جلبک­ های مرده تحلیل می­برند. لایه‌های زیرین آب که اکسیژن آن تحلیل رفته است، به زیستگاه ضعیفی برای ماهی ­ها تبدیل می­شود. در بوم­ نظام‌های آب تازه، رخدادهای ناگهانی و کوتاه‌مدت کاهش سطح اکسیژن می­تواند سبب مرگ ماهی­ ها شود و طولانی‌شدن کاهش غلظت اکسیژن در آب‌های زیرسطحی می­تواند سبب تغییر در جمعیت ماهی­ ها از ماهی­ های مطلوب سرزنده به گونه‌هایی همانند کپور شود که کاهش اکسیژن را تحمل می­کنند. در بوم­ نظام‌های دریایی این پدیده در «منطقه مرگ[4]» خلیج مکزیک دیده شده است؛ در اینجا نیتروژن رودخانه می‌سی‌سی‌پی و آچافالایا[5] سبب رشد میزان زیادی از جلبک­ ها در لایه‌های فوقانی آب­ شده که همین سبب تحلیل‌رفتن اکسیژن در لایه‌های زیرین می­شود. 

همچنین، غنای مواد مغذی نیز علت نابودی صخره‌های مرجانی ذکر شده است که ارزش­ های بوم­ شناختی و تفریحی این منابع دریایی را تحلیل می­برد. در بوم­ نظام‌های آب شیرین‌، شکوفه‌های جلبکی مزاحم می­تواند ارزش ­های زیبایی‌شناسی و تفریحی بدنه آب‌ها را از طریق ایجاد کف آب­ های سطحی و تولید مزه خاک و بوی نا و رطوبت که می‌تواند در آب‌های آشامیدنی نهایی باقی بماند، تحلیل برد. علاوه بر این، تنزل زیبایی­ شناختی و بوم ­شناختی برخی شکوفه‌های جلبکی می­تواند سبب ایجاد ریسک برای سلامت انسان شود. این شکوفه‌های جلبکی مضر (اچ.اِی.بی‌ها) [6] می­توانند سمومی قوی تولید کنند و دانشمندان آنها را در مرگ حیوانات وحشی، احشام و حیوانات خانگی، به‌واسطه نوشیدن آب‌های آلوده، دخیل می­دانند. تصور می­شود قرارگرفتن طولانی‌مدت درمعرض مقدار پایین هپاتوتوکسین[7]، میکروسیستین­ های ال.ار[8] تولیدشده توسط شکوفه‌های جلبلکی میکروسیستیس[9]، در نرخ بالای سرطان کبد در بخش‌های معینی از چین نقش دارد. مسمومیت شدید کوتاه‌مدت با نوروتوکسین آناتوکسین-ای[10] که توسط شکوفه جلبلی خزه آنابائنا[11] تولید می­شود، احتمالاً عامل مرگ یک نوجوان اهل وسیکانسین[12] در ژوئیه سال 2002 بوده است. شکوفه‌های جلبکی مضر در بوم ­نظام‌های دریایی، انسان‌ها را درمعرض نروتوکسین بروتوکسین[13] و ساکسی توکسین[14] قرار می­دهد که توسط جلبک کارنیا برویس[15] و آلکساندریوم فوندانیس[16] تولید شده و یکی از علل شناخته‌شده مسمومیت ماهیان است.

  علل غنی­‌شدن مواد مغذی را می­توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد: آلودگی نقطه ­ای از منبع (مثلاً از یک لوله) و آلودگی منبع غیرنقطه­ ای[17] (برای مثال، انتشار). همان گونه که همه رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، مخازن آب و مصب ­ها آب را از یک آبگیر مربوط به خود (حوض ه­ای از زمین که آب را به سوی منابع آبی اصلی می­ کشاند) دریافت می­کنند، هرگونه منبع آلودگی بالای رودخانه یا آبگیر می­تواند تبدیل به منبع آلودگی برای آب دریافتی شود. در ایالات متحده، آلودگی نقطه­ای که از مواد مغذی گیاهان (و جلبک ­ها)، فسفر و نیتروژن در محیط­ زیست منتشر می­شود، توسط نظام ملی حذف انتشار آلودگی (ان.پی.دی.ای.اس)[18]، یکی از تبصره‌های قانون آب پاک[19]، کنترل می­شود.   اگرچه برنامه نظام ملی حذف انتشار آلودگی پیشرفت زیادی را در کنترل آلودگی مواد مغذی ایجاد کرد، ارزیابی­ های اخیر از کیفیت آب ملی نشانگر تنزل مداوم کیفیت آب به علت این مواد مغذی است (برای مثال، مطالعه پیمایش زمین‌شناسی ایالات متحده[20] نشان داده است که غلظت متوسط فسفر در رودخانه‌های این کشور هنوز بیشتر از آستانه 0.100L-1 جهت کاهش رشد فتو پلانکتون بوده است) که ضرورت مدیریت هم منابع نقطه­ای و هم غیر نقطه ای آلودگی مواد مغذی را اثبات می­کند. آلاینده‌های منابع غیر نقطه ­ای از طریق آب‌های زیرسطحی، آب‌های سطحی (یعنی رودخانه‌ها و رودها) یا روان­ آب به آب‌های دریافت‌شده انتقال می ­یابند.  مطالعات سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا نشان داده است که در یک ناحیه جنگلی طبیعی، 40 درصد از آب باران از طریق تبخیر، به جو باز می­گردد، 50 درصد آن وارد جریان آبی زیرسطحی و 10 درصد نیز روی زمین جاری می­شود و به یک حوضچه آبی می­ پیوندد. با وجود این حذف پوشش گیاهی و جایگزینی آن با سطح غیر قابل نفوذ (پوشش زمین که اجازه نمی­دهد آب جذب زمین شود، بالای سقف­ ها، محل­های پارکینگ و خیابان­ ها)، مقدار آبی که از طریق روان ­آب­ ها جابه‌جا می­شود افزایش می­ یابد؛ پوشش زمینی حومه شهر عامل 30 درصد از روان­ آب­ های بارشی است و پوشش زمین‌های شهری نیز 50 درصد روان ­آب­ های بارشی را ایجاد می­کنند.  در سال 2000، سازمان حفاظت محیط­ زیست آمریکا اعلام کرد که اصلی­ ترین منبع آلودگی که بر رودها و رودخانه‌ها تأثیر می­گذارد روان آب‌های کشاورزی، روان ­آب ­های حاصل از تغذیه حیوانات، اصلاحات آبی (مثل کانال­ سازی، لایروبی و ساخت سد)، اصلاحات زیست گاهی (مثل حذف پوشش گیاهی حوزه رودها)، روان­ آب شهری چمن­ ها و سطوح غیرقابل نفوذ، فرسایش حاصل از توسعه شهر و طغیان جریان فاضلاب شهری است. این منابع آلودگی غیرنقطه­ ای قادر به حمل چیزهایی بیش از مواد مغذی به آب‌های دریافتی هستند: آفت­ کش­ های استفاده‌شده در کشاورزی و حومه شهر، باکتری و عوامل بیماری­ زای (برای مثال ای.کولی[21] و کریپتوسپوردیوم[22]) حاصل از عمل تغذیه حیوانات، و نفت و پسماند پارکینگ­ ها نیز قابل جابه‌جایی هستند.

پویایی ­های اجتماعی توجه به روان­ آب­ ها و هوپرورش

 تحقیق کیفیت آب ملیِ[23] سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا در سال 2000 نشان داد که، از مجموع آب‌های ارزیابی‌شدۀ ایالات متحده، 47 درصد از رودخانه‌ها، 53 درصد از دریاچه‌ها و 52 درصد از مصب­ ها آلوده شده یا در معرض آلودگی هستند. در سال‌های 1996 و 2000، مواد مغذی و لجن­(ها) جزءِ 5 عامل اصلی صدمه به جویبارها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، تالاب­ها، ذخایر آب و مصب رودخانه‌ها بوده است. غنی­سازی مواد مغذی و تشکیل لجن می­تواند منجر به هوپرورش شود، اما در بسیاری از موارد غنی­سازی مواد مغذی و تشکیل لجن - در اثر دستکاری انسان در محیط زیست- را می­توان از طریق استفاده از بهترین شیوه‌های مدیریت (بی.ام.پی‌ها) [24] متوقف ساخت یا به حداقل رساند. با این حال، اگرچه آب آشامیدنی و تفریحی امن، ضرورت­ های اجتماعی هستند، فقدان درک علل و اثرات آلودگی، اغلب مانع از سرمایه­گذاری ذینفعان در بهترین شیوه‌های مدیریت می­شود. مطالعات موردی انجام‌شده توسط اداره منابع طبیعی آیوا درباره حوضه آبگیر اسکواو کریک[25] ایوا در سال 2002 و حوضه آبگیر دریاچه سدار[26] در سال 2001، نشان داد که درک متحصصان کیفیت آب و صاحبان اراضی محلی از کیفیت آب خوب، بر مبنای نظرات مختلف در مورد اینکه منابع آبی چگونه باید عمل کنند متفاوت است. درحالی‌که مشارکت‌کنندگان در حوضه آبگیر اسکواو کریک گفته بودند که کیفیت آب رود برای حیات وحش کافی است (یا مضر نبوده) اما برای مصرف انسان مناسب نیست، متخصصان کیفیت آب، کیفیت خوب آب را بر مبنای مجموعه وسیعی از خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی اندازه­گیری می­کنند. این اختلاف در تعیین سلامتی بوم ­نظام حوضه آبگیر بر ذینفعان اصلی در زمینه تلاش برای بهبود کیفیت آب اثرگذار بود. در مطالعه دریاچه سدار، متخصصان کیفیت آب عملکرد کشاورزی را علت اصلی افزایش نیترات دریاچه تشخیص دادند (مطالعات بر این دلالت داشت که افزایش نیترات یکی از علل ایجاد منطقه مرده مکزیک بود). با این حال، اختلاف بین فهم کشاورزان و مدیران کیفیت آب در مورد کیفیت آب سبب شده تا تنها 50 درصد از کشاورزان مشارکت­ کننده بپذیرند که فعالیت­ های کشاورزی علت افزایش سطح نیترات بوده است. کشاورزان هنوز از بسیاری از شیوه‌های حفظ منابع طبیعی به‌مثابه گواهی نام می­ بردند که تأیید می­کرد فعالیت­ هایشان علت افزایش نیترات نبوده است. به همین دلیل مدیران پروژه تلاش­هایشان را برای آموزش ذی نفعان بر روی پیچیدگی و تفاوت­ در جابه‌جایی آلاینده‌های مختلف متمرکز کردند.  به بیانی منصفانه، این اختلاف در نگرش ­ها بین مدیران کیفیت آب و ذینفعان بر سر منابع آب تنها منحصر به جوامع کشاورزی نیست. نگرش­ های مشابهی در مورد آلودگی در مورد حومه شهر و شهر نیز وجود دارد. با توجه به شیوه‌های توسعه که جریان سرچشمه رودها را حذف می­کنند یا تغییر مسیر می­دهند و آبگیرهای ذخیره کوچکی را برای مالکانی ایجاد می­کنند که به طرز نادرستی به چمن ­ها کود می­دهند یا نمی­توانند از سیستم­ های فاضلاب خانگی حفاظت کنند، مشخص است که بسیاری از مردم ارتباط بین یک کنش فردی و زمینه وسیع­تر اثرات انباشتی زیست‌محیطی را تشخیص نمی­دهند. سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا در مطالعه­ای در سال 1997 نشان داد که شهرنشینی اثرات مستقیمی بر بوم ­شناسی رودها دارد. بنابراین، تلاش ­های اخیر بر کاهش روان ­آب ­ها از مناطق شهری و حومه شهر متمرکز شده که نتیجه آن اجرای بهترین شیوه‌های مدیریت شهری مثل برنامه توسعه اثر [منفی] اندک[27] سازمان حفاظت از محیط ­زیست آمریکا[28]ست. این برنامه، همانند بهترین شیوه‌های مدیریت کشاورزی، مستلزم خرید سهم عمده مالکان زمین است، جایی که مالک زمین یا شریک مالکان زمین مسئول حفظ بهترین شیوه مدیریت‌اند.همچنین نگاه کنید به: زیست بوم؛ محیط­زیست، آلودگی؛ تنزل زیست­ محیطی؛ فرسایش؛ شهرنشینی؛ پراکندگی شهر؛ کیفیت آب.

منابع برای مطالعه بیشتر:

Committee on the Causes and Management of Eutrophication, Ocean Studies Board, Water Science and Technology Board, and National Research Council. 2000. Clean Coastal Waters: Understanding and Reducing the Effects of Nutrient Pollution. Washington, DC: National Academies Press

Sharpley, A. N., T. Daniel, T. Sims, J. Lemunyon, R. Stevens, and R. Parry. 2003. Agricultural Phosphorous and Eutrophication. 2nd ed. ARS-149. Washington, DC: U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service

U.S. Environmental Protection Agency. 2000. “National Water Quality Inventory.” EPA-841-R-02-001. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency

Office of Water

Wetzel, Robert G. 2001. Limnology: Lake and River Ecosystems. 3rd ed. San Diego, CA: Academic Press

 [1]. Environment, Runoff and Eutrophication

[2]. Denise Lani Pascual

 [3]. biomass     

[4]. dead zone

 [5]. Atchafalaya     

[6]. Harmful algal blooms

[7]. hepatotoxin     

[8]. microcystins-LR

  [9]. Microcystis     

[10]. neurotoxin anatoxin-a

 [11]. Anabaena     

[12]. Wisconsin

 [13]. neurotoxins brevetoxin     

[14]. saxitoxin

 [15]. Karenia brevis     

[16]. Alexandrium fundyense

 [17]. non-point source     

[18]. National Pollutant Discharge Elimination System

[19]. Clean Water Act

[20]. U.S. Geological Survey     

[21]. E. coli

[22]. Cryptosporidium     

[23]. National Water Quality Inventory

[24]. best management practices

 [25]. Squaw Creek Watershed

[26]. Cedar Lake Watershed

[27]. Low Impact Development

[28]. EPA’s Low Impact Development program