Une étude de l'Université de l'Indiana a révélé que les arbres influencent si le sol peut éliminer ou émettre des gaz qui causent le smog, pluies acides et problèmes respiratoires.

Les produits chimiques, collectivement appelés oxydes d'azote réactifs, sont produites par des bactéries du sol qui se nourrissent d'ammonium naturel, ainsi que d'engrais azotés provenant de sources industrielles et agricoles qui pénètrent dans le sol depuis l'atmosphère.

L'étude est publiée le 18 janvier dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Cette étude a des implications profondes pour la future qualité de l'air, " a déclaré Jonathan Raff, professeur agrégé à l'École des affaires publiques et environnementales de l'IU Bloomington. "Activités humaines, comme la suppression des incendies, l'utilisation d'engrais et le changement climatique, provoquent le déplacement des populations forestières des peuplements d'arbres dont les sols n'émettent pas ces gaz vers ceux qui le font.

« Les gaz d'oxyde d'azote réactifs provenant de la combustion de combustibles fossiles ont été bien maîtrisés au cours des dernières décennies grâce à une politique efficace, " ajouta-t-il. " Cependant, notre étude montre que, à mesure que les forêts changent, nous pouvons nous attendre à des niveaux de fond plus élevés d'oxydes d'azote, ce qui pourrait rendre plus difficile pour certaines régions d'atteindre les normes nationales de qualité de l'air ambiant pour les oxydes d'azote et l'ozone. »

Le laboratoire de Raff est l'une des rares installations universitaires du pays à pouvoir mesurer avec précision les oxydes d'azote réactifs émis par le sol. Les gaz comprennent l'oxyde nitrique, dioxyde d'azote et acide nitreux.

« Dans les forêts, ces gaz sont vraiment sous le radar, en partie parce qu'ils sont si difficiles à détecter, " a déclaré Ryan Mushinski, un chercheur postdoctoral à IU qui a dirigé l'étude. "Beaucoup de gens ne considèrent tout simplement pas le sol comme un important producteur de produits chimiques nocifs pour l'air."

Bien que l'on sache que certains types de bactéries oxydant l'ammoniac peuvent émettre de l'azote réactif du sol, les chercheurs de l'IU ont découvert que les arbres peuvent être divisés en deux groupes :ceux qui améliorent l'activité des bactéries libérant des oxydes d'azote, et ceux qui ne le font pas.

Les espèces d'arbres qui favorisent la libération d'oxydes d'azote comprennent l'érable, sassafras et peuplier tulipe. La croissance de ces arbres repousse d'autres espèces, comme le chêne, hêtre et hickory, dont les microbes associés absorbent les oxydes d'azote réactifs plutôt que de les libérer.

L'étude, qui est la première à identifier les régions forestières des États-Unis qui émettent des oxydes d'azote réactifs en fonction des types de sol, a été facilitée par un examen des données sur les sols de 78, 000 parcelles forestières à travers le pays du programme d'inventaire et d'analyse des forêts du service forestier de l'USDA. L'analyse a été rendue possible en partie grâce aux travaux menés par Richard Phillips, professeur agrégé au département de biologie de l'IU Bloomington College of Arts and Sciences, qui est co-auteur de l'étude. Phillips a été le pionnier de la recherche qui relie des espèces d'arbres spécifiques à des types de sol spécifiques en fonction de leurs réseaux fongiques souterrains.

Indiana, Illinois, Michigan, Le Kentucky et l'Ohio sont les États qui devraient avoir les émissions les plus élevées d'oxydes d'azote provenant des sols forestiers, selon la nouvelle étude. Des émissions plus élevées sont également attendues des forêts le long du fleuve Mississippi et de certaines régions de l'est des États-Unis.

Les concentrations d'oxyde d'azote sont réglementées par la Clean Air Act, et l'EPA surveille régulièrement leurs niveaux. Mais Mushinski a déclaré que les règles actuelles ne suffisent pas à réduire l'augmentation des émissions dans le sol, puisque les normes de qualité de l'air ne réglementent pas l'utilisation d'engrais ou les dépôts d'azote.

En plus de la réglementation sur la pollution, il suggère que des politiques révisées de gestion des terres permettant une plus grande utilisation des brûlis contrôlés pourraient ralentir le changement graduel de la composition des forêts. Ces feux sont un moyen efficace d'éliminer les espèces d'arbres qui favorisent le sol qui émet des gaz azotés réactifs.

"C'est difficile parce que les gens aiment beaucoup les arbres comme les érables et les peupliers, " a-t-il dit. " Mais sans une plus grande prise de conscience ou des changements de politique, nous n'allons pas voir une réduction des gaz nocifs qu'ils encouragent."

Ce travail se rapporte à Préparé pour le changement environnemental, la deuxième des initiatives Grand Challenges de l'Université de l'Indiana, qui rassemble un large, coalition gouvernementale bipartite, Entreprise, les dirigeants communautaires et à but non lucratif pour aider l'Indiana à mieux se préparer aux défis que le changement environnemental apporte à l'économie de l'État, la santé et les moyens de subsistance.