Les étudiants diplômés Heather Luken et Tanner Williamson prélèvent des échantillons d'eau à partir d'un échantillonneur automatisé sur Four Mile Creek. L'échantillonneur automatique prélève un échantillon d'eau du ruisseau toutes les sept heures, et stocke 24 échantillons dans le carrousel de bouteilles illustré ici. Crédit :Carrie Ann Sharitt
Au début des années 1990, Acton Lake, dans le sud-ouest de l'Ohio, avait un problème de boue. De grandes quantités de sédiments provenant des fermes voisines pénétraient dans le bassin versant du lac. Ces sédiments traversaient des ruisseaux drainant le paysage et remplissaient le lac.
Donc, l'USDA a incité les agriculteurs locaux à modifier certaines de leurs pratiques agricoles. L'une de ces pratiques était le travail du sol de conservation, dans lequel le sol est labouré moins souvent. Cela peut réduire le ruissellement des sédiments.
Une nouvelle étude examine comment le passage au labour de conservation a eu un impact sur le lac Acton au cours des dernières décennies. De 1994 à 2014, les chercheurs ont mesuré les concentrations de sédiments en suspension, azote, et le phosphore dans les cours d'eau se jetant dans le lac Acton.
"Nous constatons que les tendances à court terme de la qualité de l'eau peuvent ne pas refléter les changements à long terme, " déclare le co-auteur de l'étude Michael Vanni.
Le suivi de l'évolution de la qualité de l'eau sur le long terme est essentiel, dit Vanni, un biologiste à l'Université de Miami, Ohio. "Nous n'avons pas beaucoup d'informations à long terme sur la façon dont la qualité de l'eau d'un ruisseau ou d'un lac réagit aux changements agricoles, " il dit.
Cela peut être surprenant puisque de nombreux écologistes étudient les bassins versants agricoles. Mais selon Vanni, les études sur un écosystème donné sont généralement de courte durée. "Des études à long terme, comme le nôtre, peut révéler des changements importants dans la qualité de l'eau, " dit Vanni. " Bon nombre des changements que nous avons observés ne peuvent être observés qu'après avoir étudié les cours d'eau pendant plus de 20 ans. "
Vanni et ses collègues ont découvert que les réponses en matière de qualité de l'eau étaient différentes au cours de la première décennie de l'étude (1994-2003) par rapport à la suivante (2004-2014). Ils ont également découvert que les concentrations de sédiments en suspension, azote, et le phosphore ont chacun réagi différemment.
Les niveaux de sédiments en suspension ont diminué tout au long de la période d'étude. Cependant, la baisse a été beaucoup plus marquée au cours des dix premières années.
Les niveaux de phosphore et d'azote ont eu des résultats contrastés. « La concentration de phosphore dissous dans les cours d'eau a fortement diminué au cours des dix premières années, " dit Vanni. " Mais alors, les niveaux de phosphore ont augmenté au cours des dix années suivantes.
L'intérieur de l'échantillonneur automatisé sur Four Mile Creek, avec le carrousel de bouteilles utilisé pour collecter des échantillons d'eau. Le tuyau en PVC à gauche abrite un transducteur de pression connecté à un enregistreur de données et enregistre le niveau (hauteur) de l'eau du cours d'eau toutes les dix minutes pour un enregistrement continu du débit du cours d'eau. Crédit :Carrie Ann Sharitt
En revanche, les niveaux d'azote n'ont pas beaucoup changé au cours des dix premières années. Après ça, ils ont fortement chuté.
L'étude a porté sur le bassin hydrographique du ruisseau Upper Four Mile, qui se jette dans le lac Acton. La majeure partie de la zone environnante est constituée de fermes de maïs et de soja. Les chercheurs surveillent les pratiques agricoles dans la région depuis 1989 et la qualité de l'eau depuis 1994.
Les changements à long terme observés dans cette étude indiquent qu'il pourrait y avoir des compromis dans la gestion des différents aspects de la qualité de l'eau. « La principale raison d'encourager le travail du sol de conservation était de réduire l'érosion du sol et la sédimentation dans le lac Acton, " dit Vanni. " Cela a clairement été un succès. Les apports de sédiments dans le lac ont diminué."
Les niveaux d'azote sont également en baisse. "C'est formidable pour les écosystèmes d'eau douce locaux, " dit Vanni. " C'est aussi bénéfique pour le golfe du Mexique, où une partie de nos eaux de ruissellement finit par voyager."
D'autre part, l'augmentation des niveaux de phosphore est une source de préoccupation. "Ils pourraient favoriser la prolifération d'algues en aval, " dit Vanni. " Nous pourrions avoir besoin de considérer les compromis impliqués dans la gestion des sédiments, azote, ou phosphore."
Il n'est pas tout à fait clair comment les résultats de l'étude s'appliqueraient à d'autres domaines. Cependant, les changements dans la qualité de l'eau observés dans cette étude sont similaires à ceux observés dans certaines des rivières qui se jettent dans le lac Érié.
Les niveaux élevés de phosphore sont également un problème dans ces bassins hydrographiques. En réalité, « des niveaux élevés de phosphore sont impliqués dans l'augmentation des proliférations d'algues nuisibles dans le lac Érié, " dit Vanni.
Vanni et ses collègues espèrent continuer à mesurer les changements dans les sédiments en suspension, azote, et le phosphore dans le bassin hydrographique du lac Acton.
« Nous examinons également la réponse de l'écosystème du lac Acton à ces changements, " dit Vanni. " Il sera vraiment intéressant d'observer ces changements au cours des dix prochaines années, tant d'un point de vue scientifique que pour la gestion de la qualité de l'eau.
