Les proliférations d'algues massives causées par l'excès d'engrais provenant des fermes et des villes qui s'écoulent dans les réserves d'eau ont de graves conséquences sur la santé humaine et l'économie.

Dans les années récentes, de superbes images satellites montrent des proliférations d'algues toxiques à travers le monde, y compris le lac Érié, la mer Baltique, et la mer Jaune. En réalité, selon une publication récente dans Science , la pollution par les nutriments est la deuxième plus grande menace environnementale pour l'humanité, avec des dommages économiques de la question coûtant jusqu'à 2,3 billions de dollars par an.

Une nouvelle recherche menée par Ben Abbott, écologiste des écosystèmes de l'Université Brigham Young, présente un nouvel outil pour lutter contre cette crise mondiale. Son étude, récemment publié dans Lettres d'écologie , ont découvert que les rivières et les ruisseaux pouvaient être utilisés comme « capteurs » de la santé des écosystèmes, permettant à la fois d'améliorer la qualité de l'eau et la production alimentaire.

Ses recherches montrent que l'échantillonnage des eaux d'amont où se forment les cours d'eau peut identifier les paysages suffisamment résistants pour supporter les rigueurs de l'agriculture et ceux qui sont vulnérables à la lixiviation de résidus toxiques dans les cours d'eau.

"Actuellement, les humains sortent et font de l'agriculture partout où il y a de la terre disponible, " a déclaré Abbott. " En utilisant l'empreinte digitale de la qualité de l'eau dans tout le réseau de cours d'eau, on peut dire aux agriculteurs ou aux urbanistes, 'Hey, cette terre est vraiment résiliente, donc vous devriez faire de l'agriculture ici.'"

Abbott et une équipe internationale de chercheurs ont utilisé un ensemble de données de France qui comprenait des échantillons de 60 petits affluents toutes les deux semaines pendant 12 ans. En analysant les données, ils ont découvert que les concentrations de nutriments montaient et descendaient au fil du temps, mais le rang relatif de chaque flux est resté stable pendant de nombreuses années. Cette stabilité spatiale de la qualité de l'eau signifie que l'échantillonnage périodique des eaux d'amont peut révéler l'emplacement et l'intensité des sources de pollution.

Précédemment, les écologistes ont théorisé que les cours d'eau d'amont étaient trop variables pour fournir des données fiables. L'idée dominante était que toutes les données de flux collectées jeudi changeraient d'ici vendredi.

« Nous avons été surpris de voir que les ruisseaux étaient de bons capteurs des conditions nutritionnelles à long terme, " a déclaré le co-auteur de l'étude, Jay Zarnetske, un scientifique de l'environnement à l'Université d'État du Michigan. "Nos méthodes montrent que nous pouvons apprendre beaucoup d'un nombre relativement petit d'échantillons s'ils sont collectés de manière plus stratégique."

Abbott et ses collègues testent maintenant leur nouvelle méthode dans la corbeille à pain du centre des États-Unis et dans les paysages arctiques et boréaux, où la dégradation du pergélisol affecte la chimie des rivières. Ils organisent également un projet de science citoyenne qui aura lieu ce printemps pour identifier les sources de nutriments dans le lac Utah.

"Si les modèles que nous avons trouvés sont vrais, cette méthode pourrait être vitale pour la santé humaine et écosystémique dans les pays en développement qui n'ont pas les ressources pour faire des études majeures sur l'eau, ", a déclaré Abbott.