Le ruissellement au cours d'une tempête d'automne s'écoule d'un champ de maïs récolté. Crédit :Eric Booth
Alors que les averses d'avril pourraient apporter des fleurs de mai, ils contribuent également à la prolifération d'algues toxiques, zones mortes et baisse de la qualité de l'eau dans les lacs américains, réservoirs et eaux côtières, une nouvelle étude montre.
Dans le Midwest, le problème est en grande partie dû au phosphore, un élément clé des engrais qui est emporté de la terre et dans l'eau, où il fait pousser des algues aussi facilement que du maïs et du soja.
Des recherches antérieures avaient montré que les cours d'eau recevaient la majeure partie de leur charge annuelle de phosphore en seulement une douzaine ou deux événements chaque année, rapporte Steve Carpenter, directeur émérite du Center for Limnology de l'Université du Wisconsin-Madison et auteur principal d'un nouvel article publié en ligne dans la revue Limnologie et Océanographie .
Le document lie ces impulsions de phosphore à des événements de pluie extrêmes. En réalité, Charpentier dit, plus l'orage est gros, plus le phosphore est rejeté en aval.
Carpenter et ses collègues ont utilisé des relevés quotidiens du débit des cours d'eau pour mesurer la quantité de phosphore s'écoulant dans le lac Mendota à Madison, Wisconsin, de deux de ses principaux affluents.
L'ensemble de données couvrait une période allant du début des années 1990 à 2015. Les scientifiques ont ensuite examiné les données météorologiques à long terme et ont découvert que les grosses tempêtes de pluie étaient immédiatement suivies par de grandes impulsions de phosphore.
Vue des terres agricoles dans le bassin versant de la rivière Yahara dans le Wisconsin. Crédit :Eric Booth
Les chercheurs ont examiné les données de flux de la même période, lorsque sept des 11 plus grosses tempêtes de pluie depuis 1901 se sont produites.
« C'est un exemple important de la façon dont les changements dans un aspect de l'environnement, dans ce cas les précipitations, peut entraîner des changements dans d'autres aspects, comme la charge de phosphore, " a déclaré Tom Torgersen, directeur de la National Science Foundation (NSF) Water, Programme Durabilité et Climat, lequel, avec le programme de recherche écologique à long terme (LTER) de la NSF, financé la recherche.
Ajout de David Garrison, président du groupe de travail LTER de la NSF, "Les résultats de cette étude, qui dépendent de données à long terme, sont importants pour maintenir la qualité de l'eau non seulement aujourd'hui, mais dans le futur."
Carpenter a accepté. "Sans données à long terme, cette recherche n'aurait jamais eu lieu. » Les prochaines étapes, il a dit, nécessité d'inclure de nouvelles stratégies de gestion du ruissellement des éléments nutritifs.
Des terres agricoles entourent la rivière Yahara avant qu'elle n'entre dans le lac Mendota près de Madison. Crédit :Eric Booth
Les agriculteurs et les groupes de conservation utilisent maintenant plusieurs stratégies pour essayer de ralentir l'eau et de capturer une partie des sédiments et des engrais qu'elle transporte lorsqu'elle s'écoule d'un champ. "Mais nous n'allons pas résoudre le problème avec les bandes tampons ou le labour de contour ou les cultures de couverture d'hiver, " a déclaré Carpenter. Bien que ces pratiques soient toutes utiles, il a dit, « Finalement, une très grosse tempête les submergera. »
La meilleure option disponible pour protéger la qualité de l'eau est de garder l'excès de phosphore hors du paysage, dit Charpentier. "Une tempête de pluie ne peut pas laver les engrais ou le fumier en aval s'il n'y en a pas."
Ruissellement de sédiments dans le lac Mendota à la suite d'un orage d'été. Crédit :Dick Lathrop
Carpenter a noté que bien qu'il existe d'innombrables acres dans le Midwest qui sont sursaturés en phosphore, il y a aussi des endroits qui ne le sont pas. Et cela, il a dit, "est un signe encourageant. Certains agriculteurs réussissent à diminuer le phosphore de leur sol, et nous pourrions apprendre d'eux.
Ajout de John Schade, un directeur de programme NSF LTER, "Cette analyse montre clairement que les précipitations extrêmes sont responsables d'une grande quantité de phosphore qui se déverse dans les eaux intérieures. Maintenant, nous devons élaborer des stratégies de gestion des éléments nutritifs pour relever le défi. Sans données à long terme comme celles présentées ici, l'impact de ces événements serait difficile à évaluer."
Vue aérienne du lac Mendota recouvert d'une prolifération de cyanobactéries en été. Crédit :Eric Booth
Au niveau du lac, observez une prolifération de cyanobactéries. Crédit :Steve Carpenter