Une infestation d'insectes qui tue les pruches dans les forêts de la Nouvelle-Angleterre a un impact significatif sur les ressources en eau des écosystèmes forestiers qui fournissent un approvisionnement en eau essentiel à l'une des régions les plus peuplées du pays, selon des recherches menées par des géographes de l'Université de l'Indiana et des collègues de trois universités du Massachusetts.

L'étude est la première à montrer une augmentation de l'apport en eau - la quantité d'eau atteignant les ruisseaux et les rivières - résultant des dommages causés aux forêts par un insecte nuisible appelé puceron lanigère de la pruche. Les arbres endommagés par les insectes consomment moins de pluie et permettent à plus d'eau d'atteindre le sol et de s'écouler dans les cours d'eau. Avec moins de feuillage, les arbres renvoient moins d'humidité dans l'atmosphère via la transpiration et l'évaporation.

« Nous avons observé une augmentation de 15 % du rendement annuel en eau, " a déclaré Taehee Hwang, professeur adjoint au département de géographie de l'IU Bloomington College of Arts and Sciences. "Mais il y a beaucoup de problèmes liés à ce sujet. La qualité de l'eau peut en souffrir car les précipitations s'écoulent plus rapidement des zones boisées et transportent des concentrations plus élevées de nutriments. L'image à long terme peut changer à mesure que les pruches sont remplacées par des arbres à feuilles larges qui ont un impact différent sur les ressources en eau.

Hwang et Jihyun Kim, chercheur postdoctoral au Département de géographie, sont les deux premiers auteurs de l'étude. La recherche a été menée à la Harvard Forest de l'Université Harvard à Petersham, Massachusetts, environ 75 miles à l'ouest de Boston. Le lieu ajoute de l'importance aux résultats.

« Les ressources en eau de surface sont très importantes dans l'est des États-Unis, et les forêts sont d'importantes sources d'eau potable, ", a déclaré Hwang. "Le site d'étude pour cette recherche se trouve dans la zone d'amont du principal réservoir d'approvisionnement en eau de la grande région de Boston."

Les pruches de l'Est sont grandes, des conifères attrayants que l'on trouve du Canada à la Géorgie, poussant souvent dans les régions fraîches sur les pentes et près des ruisseaux et des rivières. Dans de nombreuses régions, ils sont une espèce de fondation, jouer un rôle clé dans la structuration de la communauté écologique.

Mais les forêts de pruche de l'est des États-Unis ont été dévastées par le puceron lanigère de la pruche, un petit insecte qui se nourrit de brindilles de pruche, près de la base du feuillage. L'adélgidé, une espèce envahissante du Japon, a en grande partie anéanti les forêts de pruches du sud des Appalaches.

Les ravageurs ont atteint la Nouvelle-Angleterre au milieu des années 1980 et deux décennies plus tard, ils ont infesté les forêts du Massachusetts où l'étude a été menée. La propagation de l'infestation vers le nord a été ralentie par les températures hivernales froides, qui tuent beaucoup de pucerons, mais la propagation est susceptible de s'accélérer en raison du changement climatique, dit Hwang.

Dans l'étude, les chercheurs ont utilisé diverses mesures pour comprendre l'impact du puceron lanigère de la pruche sur les rendements en eau douce. Ils ont cartographié l'écoulement de l'eau dans les ruisseaux et observé des changements dans la santé des pruches. Ils ont également mesuré le mouvement de l'eau vers l'atmosphère via l'évaporation et la transpiration de la région de la canopée dominée par la pruche, puis ils ont modélisé l'effet net de l'infestation de pucerons en utilisant diverses méthodes.

Ils ont découvert que l'évaporation et la transpiration avaient diminué entre 24 et 37 pour cent sur une période de 10 ans. En comparant un bassin versant avec plus de pruches à un bassin versant similaire à proximité avec moins de pruches, ils ont constaté une augmentation de 15,6 pour cent de l'apport d'eau annuel sur approximativement la même période.

Hwang a déclaré qu'une étude plus approfondie est nécessaire pour déterminer si l'augmentation du débit est une caractéristique à long terme ou si elle s'inversera à mesure que les pruches meurent et sont remplacées par des feuillus. Des recherches supplémentaires sont également nécessaires, il a dit, pour évaluer l'effet de la perte de pruches sur la qualité de l'eau.

L'article, "Augmentation du rendement en eau en raison de l'infestation de pucerons lanigères de la pruche en Nouvelle-Angleterre, " a été publié dans la revue Lettres de recherche géophysique .