La modification du débit fluvial peut mettre en danger les écosystèmes qui en dépendent, mais les chercheurs manquent de données sur l'impact de l'infrastructure humaine sur le débit fluvial aux États-Unis. Maintenant, une étude impliquant un chercheur de l'Université de l'État du Colorado a cartographié les altérations du débit fluvial à travers les États-Unis continentaux, fournissant une mine de données pour déterminer les impacts sociétaux sur les écosystèmes.

Jusqu'à 80% des rivières et des ruisseaux des États-Unis contigus ont été modifiés dans une certaine mesure par des structures humaines. Comprendre la relation entre ces modifications et les réponses écologiques est essentiel pour mettre en place des politiques de gestion qui équilibrent les besoins sociétaux et écologiques en eau.

À l'aide des mesures de plus de 7 000 jauges de cours d'eau, les chercheurs ont développé un modèle prédictif de l'altération hydrologique et des conséquences pour la biodiversité des poissons indigènes. Ils l'ont appliqué à plus de 2,6 millions de flux, créant ainsi un ensemble de données complet.

"Cette étude fournit des données sur les changements de débit non seulement sur les principales rivières, mais sur pratiquement tous les segments de cours d'eau importants dont nous savons qu'ils existent", a déclaré le co-auteur Ryan Morrison, professeur associé de génie civil et environnemental à la CSU.

Les chercheurs affirment que l'ensemble de données pourrait combler les lacunes dans les données régionales nécessaires à l'établissement de normes de débit environnemental et fournir un outil pour hiérarchiser la protection ou la restauration du débit.

"Les débits environnementaux sont nécessaires pour protéger les écosystèmes fluviaux; cependant, la quantification de ces débits est difficile et sujette à des données limitées", a déclaré Ryan McManamay, auteur principal et professeur adjoint de sciences environnementales à l'Université Baylor. "Notre évaluation permet de combler d'importantes lacunes en matière d'informations et fournit certaines des informations indispensables à la conservation des rivières."

L'étude, publiée dans Données scientifiques , note que bien que les écosystèmes d'eau douce représentent moins de 0,5 % des eaux de surface de la Terre, ces systèmes abritent 7 % des espèces mondiales et un tiers de tous les vertébrés.

"Même parmi les écosystèmes d'eau douce, les rivières et les ruisseaux sont considérés comme numériquement rares malgré la fourniture de services disproportionnés à la société, ce qui conduit finalement à leur surexploitation", a écrit McManamay.

Les chercheurs ont examiné les données de jaugeage des cours d'eau de l'U.S. Geological Survey et les influences humaines affectant ces cours d'eau. Ils ont ensuite utilisé l'apprentissage automatique et des informations géospatiales sur les altérations humaines dans les bassins sans jauges pour prédire les impacts sur les débits dans ces bassins.

Sur la base de recherches antérieures évaluant les réponses des poissons aux changements de débit, ils ont prédit la perte de biodiversité des poissons dans les cours d'eau modifiés par l'homme. Ils ont constaté que les modèles d'altération hydrologique fonctionnaient bien pendant la validation, tandis que les réponses écologiques modélisées étaient moins précises en raison d'un manque de données et de la complexité des facteurs.

Les chercheurs voient cet ensemble de données comme un outil pour de futures recherches sur les écosystèmes fluviaux.

« Espérons que cette étude sera utilisée pour explorer d'autres questions liées aux écosystèmes dans les environnements fluviaux ou en conjonction avec d'autres ensembles de données spatiales à grande échelle qui pourraient chevaucher ces données », a déclaré Morrison. Son groupe a déjà utilisé l'ensemble de données dans des études sur la santé des plaines inondables.

Les auteurs de l'article, "Cartographie de l'altération hydrologique et des conséquences écologiques dans les cours d'eau des États-Unis contigus", sont McManamay, Morrison, Rob George, un ancien étudiant diplômé de McManamay qui est maintenant analyste SIG chez McBain Associates à Arcata, Californie, et Benjamin L. Ruddell, professeur agrégé à la School of Informatics, Computing and Cyber ​​Systems de la Northern Arizona University. + Explorer plus loin

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