Des chercheurs étudient l'impact des arbres urbains sur l'environnement

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Tout le monde sait que les arbres fournissent de l'ombre. Ce qui est peut-être moins évident, ce sont leurs contributions au refroidissement par évaporation. Pensez aux racines des arbres puisant l'eau du sol et la pompant vers leurs feuilles, qui transpirent efficacement H₂ O, refroidissant l'air autour d'eux dans le processus.

Jusqu'où va ce refroidissement dans un environnement urbain qui semble se réchauffer ?

Et comment les arbres impactent-ils les eaux pluviales ? Au fur et à mesure que la pluie se déplace dans leurs branches, change-t-elle la composition chimique ? L'eau de pluie alimente effectivement les arbres, mais les arbres alimentent-ils aussi l'eau de pluie ?

Expériences dans les parcs de Saint-Paul

C'est le genre de questions qui alimentent une série d'expériences scientifiques dans quatre parcs de Saint-Paul. Une équipe de chercheurs interdisciplinaires de l'Université du Minnesota a équipé 30 arbres dans les parcs de la ville d'une variété de capteurs, d'indicateurs d'eau de pluie et de température dans un effort à multiples facettes pour mieux comprendre la "transpiration", ou la perte d'eau des arbres, et pour tester les précipitations filtrées à travers la canopée des arbres pour l'azote, le phosphore, le carbone et les ions.

En ce qui concerne la recherche sur les arbres, c'est un terrain assez bien rodé, pour ainsi dire. Bien qu'il ne s'agisse pas d'expériences inhabituelles dans des environnements plus boisés et plus isolés, ce qui distingue ces installations, c'est qu'elles sont situées près de parkings à côté de bibliothèques urbaines populaires, de centres de loisirs et de terrains de balle extérieurs à côté des rues animées de St. Paul.

Autrement dit, la ville.

"Les arbres de la ville et les arbres de la forêt sont différents", a déclaré Xiating Chen, candidat au doctorat au Département de génie civil, environnemental et géotechnique de l'U de M, debout devant une série d'arbres enveloppés dans un revêtement en aluminium par le Highland Rec. Centre. "Les arbres de la ville ont plus de concurrence."

L'objectif à long terme, a déclaré Chen, est de réunir les disciplines de la gestion forestière et de la gestion des eaux pluviales urbaines sous un même toit. Diana Karwan, professeure agrégée de ressources forestières, a déclaré que les expériences font partie de la recherche écologique à long terme de l'université sur la "nature urbaine".

"Nous voulons savoir ce que les arbres font à l'eau de pluie dans les deux sens, entre le ciel et le sol, et entre le sol et le ciel", a déclaré Karwan. "En tant que scientifiques, nous apprenons à modifier nos études parce que les gens sont tout autour de nous et interagissent avec cela. Si nous étions au milieu des bois, la configuration serait différente. Il y aurait des fils partout ."

L'impact des arbres sur l'environnement urbain

Les expériences sont hébergées sur de petits groupes d'arbres par les centres de loisirs Highland, Linwood, Dayton's Bluff et Orchard.

Au lieu de ruban adhésif et de câbles de mise en garde entre chaque arbre pour envoyer des données dans les deux sens, chaque groupe d'arbres est étiqueté avec une petite étiquette en plastique portant un code QR, qui peut être scanné par un smartphone pour diriger les visiteurs vers un site Web explicatif.

La plupart des arbres en question, mais pas tous, sont des frênes susceptibles d'être abattus d'ici la fin de la subvention de trois ans des chercheurs. Si leur financement est renouvelé, les chercheurs pourraient alors mener bon nombre des mêmes expériences sur les mêmes sites où se trouvaient autrefois les frênes, offrant des données comparatives convaincantes avant et après qui pourraient éclairer encore plus l'impact des arbres sur le environnement urbain.

Chen a indiqué un "capteur de flux de sève", ou une paire de nodules ou de sondes thermiques cachées sous une gaine de matériau semblable à l'aluminium. Les couples thermiques sont chauffés à différents degrés, créant un différentiel de température. Lorsque la différence de température diminue, c'est une indication de l'augmentation du débit d'eau. "Il mesure la vitesse à laquelle le liquide s'écoule à travers l'aubier du bois", a-t-elle déclaré. En d'autres termes, la transpiration.

Les 30 arbres, qui ont été emballés en juin, le resteront jusqu'en octobre, puis les tests reprendront l'été prochain. Les scientifiques utilisent également les données sur les eaux pluviales déjà collectées par le Capitol Region Watershed District à des points de vente clés tels que le lac de Côme pour éclairer leurs recherches, qui ne sont qu'une série dans un catalogue croissant d'expériences d'écologie urbaine impliquant tout, des pollinisateurs aux bassins versants. Une autre équipe de chercheurs de l'U du M étudie la résilience des espèces d'arbres au Crosby Farm Park à St. Paul. + Explorer plus loin