Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Virginia Institute of Marine Science de William &Mary lie un déclin à long terme des herbiers de zostère marine de la baie de Chesapeake à la détérioration de la qualité de l'eau et à la hausse des températures estivales. Cela montre également que la perte de l'habitat et d'autres avantages que procure la zostère a un coût écologique et économique stupéfiant.

Le scientifique principal Jonathan Lefcheck, un chercheur post-doctorant VIMS, dit "Non seulement nous avons perdu une énorme ressource écologique, il y a eu de réelles conséquences économiques et récréatives pour les près de 20 millions d'habitants de la région de la baie. Pêche au crabe bleu, par exemple, ont probablement perdu un an ou plus de prises en fonction de la quantité de zostère que nous avons déjà perdue. Pour la perche argentée, c'est 10-20 ans. Dans tout, nous estimons le coût économique potentiel pour les citoyens à 1 à 2 milliards de dollars. »

L'étude, basée sur une comparaison du record de 31 ans du VIMS sur l'abondance des herbiers marins et du record à long terme du programme de la baie de Chesapeake sur la qualité de l'eau de la baie, est parue dans le numéro du 3 février de Biologie du changement global . Les co-auteurs incluent le professeur Robert "JJ" Orth et le scientifique David Wilcox du VIMS, Rebecca Murphy du Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland et Scott Marion du Département de la pêche et de la faune de l'Oregon.

Les découvertes de l'équipe confirment une hypothèse de longue date selon laquelle le déclin de la zostère marine découle d'une diminution de la clarté de l'eau, qui à son tour découle de l'augmentation des activités humaines qui entraînent une pollution par les nutriments et le ruissellement des sédiments.

Orth, qui a lancé le programme annuel de surveillance et d'évaluation des herbiers marins du VIMS au VIMS en 1984, dit, "C'est un cas classique de" compression de l'habitat ". La diminution de la clarté de l'eau a réduit de moitié la couverture de zostère marine dans les lits plus profonds au cours des deux dernières décennies, de sorte que la profondeur moyenne des herbiers de zostère est maintenant presque 5 pouces moins profonde."

Cela peut sembler peu, mais étant donné le fond en pente douce de la baie de Chesapeake, un changement de 5 pouces signifie que les herbiers de zostère marine frangeants de la baie se sont contractés de plus de 500 pieds vers le rivage depuis 1984. En fait, dit Orth, il est maintenant rare de trouver de la zostère marine poussant dans des eaux plus profondes que 3 pieds environ dans la baie de Chesapeake.

À la fois, l'analyse révèle que des vagues de chaleur plus fréquentes ont un impact sur les populations de zostère marine, même dans ces zones d'eau peu profonde. Les pertes liées à la température les plus extrêmes ont été observées en 2006, lorsque la zostère a diminué de 58 pour cent après l'été étouffant de 2005, et en 2011, lorsque l'équipe VIMS a mesuré une baisse de 41 pour cent après l'été torride de 2010.

Un point positif est que la zostère est actuellement en mesure de se rétablir rapidement après ces fortes baisses. L'année suivant le dépérissement de 2005-2006, la superficie de zostère a augmenté de 55 pour cent, et en 2009 avait atteint une couverture totale dépassant celle observée juste avant le dépérissement. Un rebond similaire a eu lieu après 2010-11, avec la zostère revenant à la superficie d'avant le dépérissement en moins de deux ans.

Les scientifiques avertissent, cependant, que les récupérations futures sont beaucoup moins certaines étant donné les tendances actuelles vers plus sombres, eau plus chaude. Ils soulignent également que leur analyse porte sur la zostère. D'autres herbes de baie sous-marines, l'herbe grasse en particulier, ont connu une augmentation récente de la couverture de la baie. Mais Widgeongrass est connu pour ses cycles d'expansion-récession qui pourraient rapidement inverser ces gains, et est peu susceptible de remplacer les services écosystémiques fournis par la zostère en raison de son mode de croissance différent et de sa restriction aux eaux plus douces.

Un avenir chaud et nuageux

"Nos observations suggèrent que la zostère marine répond à deux facteurs principaux, " dit Orth. " La diminution de la clarté de l'eau a progressivement réduit la couverture de zostère au cours des deux dernières décennies, principalement dans les lits plus profonds où le manque de lumière limite déjà la croissance. Dans des lits peu profonds, c'est plus que les canicules stressent les plantes, conduisant aux fortes baisses que nous avons observées ces derniers étés."

Mais c'est l'effet combiné de ces deux facteurs qui préoccupe le plus les chercheurs. dit Lefcheck, "La diminution de la clarté et ces étés chauds sont un véritable coup dur pour la zostère." C'est parce que les zostères, qui ont déjà besoin de plus de lumière pour survivre que les plantes terrestres apparentées, ont besoin d'encore plus de lumière lorsque la température de l'eau augmente.

"En effet, " dit Orth, « toute augmentation de la température de l'eau soumet les plantes de zostère à croissance peu profonde à des conditions d'éclairage similaires à celles qui ont déjà largement éliminé leurs cohortes d'eau plus profonde. »

L'analyse de l'équipe montre que la température moyenne de l'eau en été dans la partie inférieure de la baie de Chesapeake a déjà augmenté de plus de 2 degrés Fahrenheit depuis 1984 - de 76,8 à 79,5 F - et que la fréquence des vagues de chaleur extrême avec des températures de l'eau dépassant 82 F a doublé dans le la dernière décennie. Alors que le réchauffement climatique continue d'augmenter les températures de l'eau de la région - une estimation prudente est une nouvelle augmentation de 3,5 F d'ici 2040 - l'équipe prédit une nouvelle baisse de 38 pour cent de la couverture de zostère. Et si la clarté de l'eau suit sa trajectoire descendante actuelle au cours des 30 prochaines années, la zostère marine diminuerait de 84 pour cent supplémentaires. Lorsque l'on considère à la fois la diminution de la clarté et le réchauffement, disent les chercheurs, les augmentations prévues de la température et de la turbidité entraîneraient une perte de 95 pour cent de la zostère marine, une éradication presque totale.

Pour lutter contre cette tendance à la baisse, les chercheurs appellent les gestionnaires de ressources et les décideurs politiques à intégrer la reconnaissance du réchauffement climatique dans leurs stratégies de gestion.

« Nous proposons que les gestionnaires augmentent leurs objectifs de qualité de l'eau aux niveaux local et régional pour compenser les pertes causées par des facteurs mondiaux hors de leur contrôle immédiat, " dit Orth.

"Notre analyse suggère que la zostère pourrait encore persister face à des augmentations modérées de la température, si l'eau reste suffisamment claire", ajoute Lefcheck. "Mais cela n'arrivera que si les gestionnaires adoptent une perspective intégrée, et poursuivre leurs efforts pour limiter les entrées dans la baie. »

Le financement de l'étude provient du programme de la baie de Chesapeake de l'Environmental Protection Agency des États-Unis, le programme côtier de la Virginie de la NOAA, le Virginia Department of Environmental Quality et le Maryland Department of Natural Resources.

Les graminées sous-marines de la baie sont essentielles à l'écosystème de la baie. Ils fournissent un habitat et des aires d'alevinage pour les poissons et les crabes bleus, servir de nourriture aux animaux tels que les tortues et les oiseaux aquatiques, nettoyer l'eau en réduisant l'action des vagues, absorber l'excès de nutriments, et réduire l'érosion des rives. Ils constituent également une excellente mesure de l'état général de la baie, car leur état de santé est étroitement lié à la qualité de l'eau.