در مطالعه‌ای که توسط پژوهشگران دانشگاه مونترئال انجام شده‌است، برای نخستین مقادیر آستانه‌ای فسفر که موجب بازگشت فسفر ذخیره شده در زمین به اکوسیستم‌های آبی مجاور می‌شود، تعیین شده‌ است. پژوهشگران مقدار میانگین این آستانه را ۲/۱ تن در هر کیلومتر مربع زمین برآورد کرده‌اند. نتایج این پژوهش در ژورنال Nature Geoscience منتشر شده‌ است. پژوهشگران می‌گویند این مقدار آستانه، با فرض میزان مصرف فعلی مواد مغذی در بیشتر حوضه‌های آبخیز کشاورزی در سرتاسر جهان، به‌طور تکان‌دهنده‌ای پایین است و در مواردی طی کمتر از یک دهه به نقاط آستانه‌ی سرازیری خواهد رسید. فسفر یکی از عناصر موجود در کودهای کشاورزی‌، برای رشد گیاهان ضروری است؛ ولی وقتی مقدار همین ماده زیاد شود، مضر خواهد بود. این ماده وقتی به آب‌های سطحی می‌رسد، می‌تواند موجب تشدید رشد گیاهان در دریاچه‌ها و رودخانه‌ها و تکثیر جلبک‌های سمی در این مناطق شود.

پژوهشگران با تمرکز روی حوضه‌ها‌ی آبخیز تغذیه‌کننده‌ی رودخانه‌ی لاوریس در کِبِک کانادا، تاریخچه‌ی فعالیت‌های مربوط به استفاده از این زمین‌ها را برای محاسبه‌ی مقدار فسفر تجمع‌یافته مورد بررسی قرار دادند. دو مورد عمده از ورود فسفر به حوضه‌های آبخیز، مجاورت با انشعاباتی بود که از فعالیت‌های کشاورزی (کودهای کشاورزی و فضولات دامی) و فعالیت‌های مرتبط با جوامع انسانی می‌آمدند. با استفاده از اطلاعات دولتی استان کبک، پژوهشگران میزان تخمینی انباشتگی‌ها را با غلظت‌های فسفر اندازه‌گیری شده در آب در ۲۶ سال اخیر، تطابق دادند.

از آن جایی که حوضه‌های آبخیزی که آن‌ها مورد بررسی قرار دادند، دارای تاریخچه‌های متفاوتی بودند (برخی به‌طور گسترده برای کشاورزی مورد استفاده قرار گرفته‌ بودند و بقیه یا به شکل طبیعی و دست‌نخورده بودند یا تبدیل به جنگل شده بودند)، این روش به پژوهشگران این امکان را داد که یک شیب مدرج از تجمع مقادیر مختلف فسفر در مناطق مختلف تهیه کنند. با انجام چنین کاری، پژوهشگران می‌توانستند مشخص کنند که آن حوضه‌ی آبخیز در چه زمانی به نقطه‌ی آستانه‌ی سرازیری می‌رسد؛ نقطه‌ای که در آن جا مقدار قابل توجهی فسفر در آب تخلیه می‌شود.

مارانگر یکی از نویسندگان مقاله گفت:

فکر کنید زمین یک اسفنج باشد. بعد از مدتی، از اسنفج‌هایی که آب زیادی جذب کرده‌اند، آب نشت می‌کند. درمورد فسفر نیز زمین منطقه هر سال آن را جذب می‌کند و پس از مدتی ظرفیت نگهداری آن کاهش پیدا می‌کند. در آن نقطه فسفرهای جذب‌شده‌ی قدیمی سهم بیشتری در فسفرهای رها‌شده در آب خواهند داشت.

 

بنت نویسنده‌ی دیگر مقاله گفت:

این یافته‌ی بسیار مهمی است. این آنالیز دانش ما درمورد کودهای کشاورزی و آلودگی‌ها را در مقیاس مزارع در نظر می‌گیرد و بر اساس آن نحوه‌ی واکنش کل حوضه‌های آبخیز را طی زمان مشخص می‌کند.

در استان کبک، کشاورزی در مقیاس وسیع در دهه‌ی ۱۹۵۰ آغاز شد؛ اما نتایج مطالعه نشان می‌دهد که برخی از حوزه‌های آبخیز قدیمی در دهه‌ی ۱۹۲۰ از نقطه‌ی آستانه‌ی سرازیری عبور کرده‌اند. پژوهشگران برآورد می‌کنند که حتی اگر ورود فسفر فورا متوقف شود، حذف فسفر تجمع‌یافته در حوضه‌های آبخیز اشباع‌شده‌ی کبک به ۱۰۰ تا ۲ هزار سال زمان نیاز خواهد داشت. میزان استفاده از فسفر در برخی از کشورها از جمله چین، کانادا و آمریکا فسفر به حدی زیاد بوده‌ است که برخی حوضه‌های آبخیز طی ۵ سال به نقطه‌ی اشباع رسیده‌اند. پژوهشگران در مطالعه‌ی خود استدلال کردند که توسعه‌ی استراتژی‌های مدیریت تغذیه‌ای بر پایه‌ی روش‌های نوین، امری ضروری برای حفظ پایداری بلند‌مدت منابع آب است. یکی از اقدامات موثر در این زمینه، کاری است که هم‌ اکنون در برخی از کشورهای اروپایی در حال انجام است: استفاده از فسفر ذخیره‌شده در خاک. در واقع فسفر می‌تواند بازیابی و دوباره به‌عنوان کود استفاده شود.

انسان‌ها نیاز به مواد غذایی دارند؛ ولی در عین حال به آب سالم هم نیاز دارند. پرورش و تولید غذا نیازمند فسفری است که آب را آلوده می‌کند و وقتی مقدار آن از حدی بیشتر شود، موجب آلودگی اکوسیستم‌های آبی مجاور می‌شود. مارانگر گفت:

آیا ترمیم برخی از حوضه‌های آبخیز مربوط به کشاورزی ما غیرممکن شده‌است؟ من نمی‌توانم به این سوال پاسخ بدهم. این یک مبحث مربوط به اجتماع است و راه حل‌هایی هم دارد. هرچند این مشکل بزرگی است ولی ما هرگز نباید ناامید شویم.