Les étangs de castors contiennent de l’azote, un nutriment essentiel qui peut devenir un polluant lorsqu’il y en a trop. Les gestionnaires des terres doivent savoir si les étangs de castor stockent ou libèrent de l’azote, mais les tests chimiques peuvent être coûteux. Une nouvelle étude montre comment une simple cartographie de la profondeur et des sédiments d’un étang de castor peut indiquer aux gestionnaires s’il s’agit d’une source ou d’un puits d’azote.
L’étude a été publiée dans le Journal of Geophysical Research: Biogéosciences.
L’azote est utilisé dans les engrais synthétiques et se trouve naturellement dans le fumier, de sorte que le pâturage et l’agriculture ont ajouté une pollution azotée aux rivières de l’ouest des États-Unis, provoquant une eutrophisation en aval. Des études antérieures ont montré que l’azote peut être plus élevé ou plus bas en aval des étangs de castor. Mais peu d’études ont examiné de près ce qui arrive à l’azote dans un étang de castors, laissant ouverte la question de savoir si les étangs de castors ont tendance à être bons ou mauvais pour la pollution par l’azote et si les castors devraient être réintroduits dans l’écosystème.
« Cela dépend de la rivière, mais pour des sites comme celui que nous avons étudié, réintroduire des castors pourrait être une sage décision », a déclaré Desneiges Murray, un biogéochimiste qui a dirigé l’étude à l’université d’État de l’Utah. (Elle est maintenant à l’Université du New Hampshire.) « Ces écosystèmes ont évolué avec les castors en premier lieu. Ainsi, les effets combinés d’une moindre érosion, d’une meilleure résistance aux feux de forêtplus de stockage d’eau pendant les sécheresses, et maintenant l’avantage du stockage d’azote à long terme – il y a de nombreuses raisons pour lesquelles les humains devraient faciliter la recolonisation des castors dans leurs habitats naturels. »
Au cours des années 1600 à 1800, entre 25 à 160 millions les castors ont été chassés jusqu’à la quasi-extinction aux États-Unis contigus. À la fin des années 1980, ils avaient récupéré entre 6 et 12 millions castors; aujourd’hui, des efforts pour réintroduire les castors se déroulent aux États-Unis, avec un succès et une popularité variables.
La nouvelle étude cartographie les zones d’un système d’étangs de castors, appelé complexe, niché dans les montagnes Bear River au nord de Salt Lake City. Murray et ses co-auteurs ont défini cinq zones en fonction du débit d’eau, de la profondeur de l’étang, de l’épaisseur des sédiments et de la taille des grains. Ils ont recueilli des données sur la quantité d’azote et d’oxygène dans l’eau dans différentes zones, collecté des échantillons de sédiments d’étang et prélevé de longues carottes de sédiments pour analyser les changements de nutriments au fil du temps. Ensuite, ils ont tout cartographié, en accordant une attention particulière au rapport entre la profondeur des sédiments et la profondeur de l’eau.
« Cette nouvelle approche d’examen des unités géomorphologiques au sein d’un complexe de castors va être utile pour comprendre pourquoi les castors ont réduit l’azote, les métaux lourds ou le drainage minier acide », a déclaré Emily Fairfax, hydrologue et « castor-ologiste » autoproclamée, si c’était une chose » à la California State University-Channel Islands. Fairfax n’a pas participé à l’étude.
La plupart de l’azote pénètre dans les étangs de castors sous forme d’azote dissous et particulaire. Une fois dans les sédiments de l’étang, l’azote peut subir des transformations chimiques en d’autres formes, telles que l’ammonium, l’azote gazeux inerte ou le dioxyde d’azote réactif, qui peuvent dégrader l’ozone dans l’atmosphère.
Les chercheurs ont découvert que l’étang de castor emmagasinait jusqu’à 15 % de l’azote qui y pénétrait, principalement dans les sédiments de la zone de remous. La zone de remous a des sédiments plus épais riches en matières organiques et les faibles concentrations d’oxygène nécessaires à la conversion de l’azote en azote gazeux inerte, qui peut être stocké. D’autres zones, avec moins de sédiments ou plus d’oxygène, n’ont pas pu stocker autant d’azote. Il s’agit de la première corrélation de ce type entre la géomorphologie à petite échelle d’un étang de castors et l’azote, et elle ouvre la porte à de nouvelles façons d’évaluer les éléments nutritifs dans les étangs de castors.
Une grande chose à retenir pour Murray est que la cartographie des zones des étangs de castors est un outil puissant en soi – les gestionnaires des terres pourraient ignorer les analyses chimiques s’ils recherchent simplement une estimation du cycle de l’azote. Les étangs avec des sédiments riches en matière organique plus épais et une eau peu profonde à faible teneur en oxygène sont plus susceptibles de stocker de l’azote; les étangs plus rapides avec plus d’oxygène et moins de sédiments sont plus susceptibles de libérer de l’azote.
« Les expériences que nous avons menées sont difficiles, longues et coûteuses », faisant de la cartographie une alternative plus simple et moins chère, a déclaré Murray. « Cette relation étroite que nous avons trouvée entre la forme d’un étang de castors et sa chimie est vraiment convaincante, et ce sont des mesures de base que toute personne ayant une formation scientifique pourrait effectuer. »
La nouvelle recherche est une étude de cas d’un site spécifique, mais Fairfax pense que l’approche de cartographie sera utile partout où se trouvent des castors.
« Ils ont identifié les zones importantes pour la dénitrification et le traitement des nutriments, et cela a beaucoup de potentiel car les castors ne construisent pas exactement les mêmes barrages », a déclaré Fairfax. Elle a également souligné l’importance des études locales.
« Les politiques ne changeront pas à moins que les décideurs ne voient les données locales », a déclaré Fairfax. « Je n’ai pas vu beaucoup d’études sur l’impact des castors sur les charges de nutriments dans l’Ouest, c’est donc une étude de cas vraiment précieuse à ajouter à la littérature. »
Plus d’information:
Desneiges Murray et al, Beaver Pond Geomorphology Influences Pond Nitrogen Retention and Denitrification, Journal of Geophysical Research: Biogéosciences (2023). DOI : 10.1029/2022JG007199