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密西西比河的氮循環：哪些神秘因素導致濃度急劇上升？
密西西比河的污染問題正在影響到生物多樣性及其周邊居民的生活。過量的氮酸鹽污染，主要來自於電廠的化學廢物和農業的徑流，造成水中的物種受到威脅。根據調查，這條河流的流域覆蓋了美國48個州下方的40%，其中包括10個頂級農業生產州中的7個。
氮循環的複雜性
氮在氮循環中經過各種過程轉變為不同的形式，這包括氮氣(N2)、硝酸根(NO3−)和氨(NH3)等。氮對環境的影響不僅僅取決於其在氮循環中的形式，也取決於各形式的總濃度。
環保署已設定飲用水和地表水中硝酸鹽的最高濃度為10 mg/L。
死區的形成
當硝酸鹽二氧化氮過量進入水體時，可能導致死區的形成。死區是指水中氧濃度極低的區域，這會使得水中生物窒息。根據國家海洋與大氣管理局(NOAA)的報告，2016年預測的密西西比河死區範圍達5898平方英里，進入墨西哥灣的硝酸鹽濃度達14.6萬公噸。自20世紀初以來，硝酸鹽的濃度顯著增加，由2倍甚至超過5倍的幅度造成。
硝酸鹽濃度的趨勢
密西西比河流域的土地使用實踐顯著減少了土壤中的氮量，這些氮通常以硝酸鹽的形式存在。農田中使用的排水系統使得硝酸鹽滲透到地下水，最終進入地表水。從1980年至2010年的研究顯示，硝酸鹽濃度整體保持不變，但2000年至2010年間卻增加了12%。
目前風險最大的水域，包括克德蒙河，其硝酸鹽濃度已接近飲用水的法定最高限值，並且環保局已宣布該河中的魚類不宜食用。
潛在的補救措施
減少硝酸鹽濃度的潛在方法之一是重建自然生態系統。草和捕獲作物的緩衝和森林緩衝區能有效防止過量硝酸鹽的積聚。若要實現至少40%的硝酸鹽濃度下降，需要重建22000平方公里的濕地，這是一個艱難的挑戰。
重建的濕地數量需要達到過去10年中所完成的65倍。
未來的展望
為了有效改善密西西比河中的氮循環問題，除了重建濕地，還必須改變農業種植方式。比如，采用帶條耕作和使用冬季覆蓋作物等方式，都能在一定程度上減少硝酸鹽的滲漏。然而，究竟還有哪些掩藏在氮循環背後的神秘因素在影響著這一切呢？
