Une nouvelle étude de l'ORNL montre les impacts profonds de la consommation d'énergie des villes américaines sur les écosystèmes régionaux. Les zones urbaines ne couvrent qu'environ 5 % du paysage du Sud-Est, mais les infrastructures hydrauliques et énergétiques des villes s'étendent souvent bien au-delà des zones urbaines, car les centrales électriques (représentées par des points noirs) sont réparties dans toute la région. Crédit :Ryan McManamay/Laboratoire national d'Oak Ridge, Département américain de l'énergie
De nouvelles méthodes de cartographie développées par des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge du ministère de l'Énergie peuvent aider les urbanistes à minimiser les impacts environnementaux de la demande en eau et en énergie des villes sur l'écologie des cours d'eau environnants.
Dans une analyse publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences , une équipe dirigée par l'ORNL a utilisé une modélisation géospatiale à haute résolution pour quantifier les effets de la terre, énergie, et les infrastructures hydrauliques sur les rivières et ruisseaux du pays.
En utilisant les données de débit du U.S. Geological Survey, les chercheurs ont cartographié les changements de l'hydrologie naturelle pour évaluer comment le développement des infrastructures et la concurrence sur les ressources en eau affectent l'environnement à l'échelle nationale. Leur approche basée sur les données met en lumière dans quelle mesure les ressources en eau et les espèces aquatiques sont affectées par les infrastructures urbaines et pourrait aider les villes à réduire leur fardeau sur les écosystèmes régionaux.
Les résultats indiquent que la transformation des terres urbaines et la production d'électricité affectent ensemble sept pour cent des flux américains, qui influencent les habitats de plus de 60 pour cent de tous les poissons d'eau douce d'Amérique du Nord, moule, et les espèces d'écrevisses.
"Quand on considère que la plupart de ces cours d'eau comprennent de grandes rivières et leurs principaux affluents avec des espèces abondantes, les impacts environnementaux sont stupéfiants, " a déclaré l'auteur principal Ryan McManamay, écologiste aquatique à la Division des sciences de l'environnement de l'ORNL et à l'Institut de la dynamique urbaine. L'étude a calculé les effets sur 1, 223 poissons, moule, et les espèces d'écrevisses. Au moins 260 d'entre eux sont déjà localement éteints, avec beaucoup des autres classés comme en voie de disparition.
En outre, les chercheurs ont mené des études de cas sur cinq villes américaines, Atlanta ; Knoxville, Tennessee; Phénix et Tucson, Arizona; et Las Vegas en créant des modèles spécifiques à la région pour caractériser les variables géographiques et isoler les empreintes terre-énergie-eau des villes du paysage environnant.
"Les villes ont des impacts qui se chevauchent sur l'environnement, et nous voulons comprendre combien d'énergie une ville consomme ou comment sa couverture terrestre et sa production d'électricité contribuent à l'ensemble, " a déclaré McManamay.
Dans les cinq villes, les transformations des terres urbaines ont eu un impact négatif sur la longueur globale des cours d'eau que tout autre facteur pris en compte, y compris la production d'électricité. L'introduction des routes, immeubles, et d'autres surfaces imperméables altère le cycle naturel de l'eau, déplace l'approvisionnement en eau des communautés en aval et peut menacer la perte d'espèces aquatiques riches et diversifiées.
« La transformation des terres urbaines et la production d'électricité sont des enjeux importants pour les villes car leurs impacts vont augmenter au fur et à mesure que les villes continuent de développer leurs infrastructures, " a déclaré Budhendra Bhaduri, co-auteur de l'ORNL et directeur de l'Urban Dynamics Institute.
L'analyse a révélé que les impacts sur l'écosystème n'étaient pas directement proportionnels à la taille de la population, indiquant que les grandes villes n'ont pas nécessairement un impact plus important sur la vie aquatique. Les auteurs soulignent l'importance des coopérations entre les villes pour développer des politiques locales et mieux gérer leurs influences sur les écosystèmes régionaux car de nombreuses terres, énergie, et les infrastructures hydrauliques sont contrôlées par les gouvernements locaux et les services publics.
« La source et la solution aux défis environnementaux mondiaux peuvent être entre les mains des villes. Malheureusement, les changements dont nous discutons sont hautement transformateurs, pas cher, " a déclaré McManamay. "Notre objectif ici est de donner aux villes un moyen de voir la situation dans son ensemble, pour ainsi dire, et de générer des mesures qui les aideront à évoluer vers des politiques plus respectueuses de l'environnement au fur et à mesure de leur développement."
