Les forêts peuvent aider à gérer l’eau dans un contexte de développement et de changement climatique

Dans les zones proches de Raleigh qui devraient connaître un développement futur plus important, le maintien de zones tampons d’arbres ou d’autres espaces verts autour des voies navigables pourrait aider à ralentir les cours d’eau pendant les conditions humides et à les faire couler pendant les périodes sèches. Cependant, les chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord à l’origine d’une étude récente ont averti que ces soi-disant « tampons riverains » ne seraient pas une solution miracle pour gérer l’eau à mesure que le développement augmente et que le climat devient plus chaud et plus humide.

« Les tampons sont bons pour les bassins versants – de nombreuses publications montrent qu’ils sont excellents pour la quantité d’eau et aussi pour la qualité », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Elly T. Gay, étudiant diplômé en foresterie et ressources environnementales à NC State. « Mais à l’avenir, les tampons isolés pourraient ne pas être viables en tant que seule option pour atténuer les conséquences négatives qu’un développement accru et un climat plus variable pourraient avoir sur la quantité d’eau ; ils doivent être associés à d’autres stratégies de gestion. »

Les forêts peuvent filtrer l’eau, et elles peuvent également ralentir l’eau pour prévenir les inondations ou maintenir les niveaux d’eau pendant les sécheresses, a déclaré la co-auteure de l’étude, Katherine Martin, professeure adjointe de ressources forestières et environnementales à NC State. Alternativement, les débits des cours d’eau peuvent être plus extrêmes dans les zones urbaines avec plus de surfaces pavées. Les zones tampons riveraines sont un outil pour aider à gérer l’eau dans les zones urbaines.

« L’hydrologie urbaine est beaucoup plus flashy », a déclaré Martin. « Quand il pleut, et que vous avez une zone avec beaucoup de bâtiments et de routes, la pluie va immédiatement dans les ruisseaux. Il n’y a pas beaucoup de temps pour qu’elle s’infiltre dans le sol. Dans les forêts, l’eau est filtrée à travers le sol , et utilisé par les plantes. C’est un processus plus lent pour acheminer l’eau vers le cours d’eau, même s’il ne pleut pas. C’est important pour les espèces aquatiques, afin qu’elles aient suffisamment d’eau. Lorsque le niveau du cours d’eau est bas, les polluants se concentrent.

Dans l’étude, les chercheurs ont projeté le débit moyen des cours d’eau entre 2017 et 2060 pour le bassin versant de la rivière Upper Neuse, le bassin versant qui commence à Durham, alimente le lac Falls pour fournir de l’eau à Raleigh et se déverse jusqu’à Goldsboro. Ils ont modélisé l’impact de trois scénarios différents pour les tampons riverains pour voir comment ils auraient un impact sur le débit des cours d’eau : ils ont testé un scénario de « business as usual » avec une forêt ou un espace vert existant, qui comprend une zone tampon mandatée par l’État de 50 pieds, ainsi que de nombreux domaines qui ont été exemptés. Ils ont également examiné un scénario avec 50 pieds de zones tampons boisées dans tout le bassin versant ; et un scénario où les tampons forestiers ont été étendus à 100 pieds.

Ils ont également projeté l’impact du changement climatique sur les précipitations et la température, et si le développement à faible intensité devait continuer à croître.

« Nous avons modélisé un scénario d’émissions de gaz à effet de serre plus élevées, mais les précipitations n’étaient pas particulièrement extrêmes », a déclaré Martin. « Nous étions également intéressés à tester comment le développement étendu affecterait le débit des cours d’eau en raison de ce lien entre l’augmentation de la surface imperméable et l’impact qu’il a sur la quantité et la qualité de l’eau. »

Ils ont constaté qu’en moyenne, le débit quotidien dans le bassin versant augmenterait. Ils ont prévu que le débit quotidien moyen des cours d’eau augmenterait jusqu’à 28 % dans certaines zones sans tampons.

Dans des conditions plus humides, ils ont constaté que les tampons étaient liés à des réductions plus importantes du débit des cours d’eau dans certaines des zones les plus développées.

Pendant les périodes de sécheresse, ils ont constaté que les tampons avaient des résultats mitigés. Dans certaines régions, les tampons étaient en fait liés à des réductions du débit quotidien des cours d’eau pendant les périodes de sécheresse, donc à l’opposé de ce qu’ils espéraient voir. Cependant, les zones tampons semblaient aider à maintenir les niveaux d’eau dans les zones situées aux deux extrémités du spectre de développement : les zones tampons aidaient à maintenir le débit des cours d’eau dans une zone du bassin versant avec le plus grand nombre de développements futurs, et elles aidaient également à maintenir les niveaux d’eau dans les zones qui sont pas encore développé.

« Nous avons constaté que les tampons peuvent augmenter le débit pendant les événements de débit le plus bas, et ils peuvent diminuer le débit pendant les événements de débit le plus élevé dans des zones plus localisées », a déclaré Gay. « Ces zones localisées se trouvent généralement dans les endroits où les niveaux de développement sont les plus élevés – nous avons constaté que les zones tampons avaient le plus grand effet dans ces zones. »

Cependant, les chercheurs ont déclaré que les effets n’étaient pas aussi frappants qu’ils s’y attendaient et qu’il y avait peu de différence lorsqu’ils comparaient les tampons de 50 pieds et de 100 pieds.

« Cela suggère que les tampons ont un rôle à jouer dans l’atténuation des extrêmes du débit des cours d’eau, mais cela ne peut pas être la seule stratégie », a déclaré Martin. « Nous avons besoin d’un plan global pour l’avenir si nous voulons maintenir une qualité d’eau élevée qui comprend non seulement des zones tampons riveraines, mais des espaces verts plus nombreux et plus grands, qui présentent une abondance d’avantages au-delà de la simple eau. »

L’étude, « Les tampons riverains augmentent le débit de base futur et réduisent les débits de pointe dans un bassin versant en développement », a été publiée en ligne dans Science de l’environnement total.