De nouvelles recherches utilisent les observations satellitaires de la NASA et l’informatique avancée pour faire la chronique des zones humides perdues (et retrouvées) dans le monde entier.
Du lac Pontchartrain à la frontière du Texas, la Louisiane a perdu suffisamment de zones humides depuis le milieu des années 1950 pour couvrir tout l’état du Rhode Island. À l’aide d’un modèle unique en son genre, les chercheurs ont quantifié ces pertes de zones humides à près de 21 miles carrés (54 kilomètres carrés) par an depuis le début des années 1980.
Dans la nouvelle étude publiée dans le Journal of Geophysical Research: Biogéosciences, les scientifiques ont utilisé l’enregistrement du satellite Landsat de la NASA/USGS pour suivre les changements du littoral à travers la Louisiane de 1984 à 2020. Certaines de ces zones humides ont été submergées par la montée des mers ; d’autres ont été perturbés par les infrastructures pétrolières et gazières et les ouragans. Mais le principal facteur de pertes était l’ingénierie côtière et fluviale, qui peut avoir des effets positifs ou négatifs selon la manière dont elle est mise en œuvre.
Centimètre par centimètre, les milieux humides sont construits par la lente accumulation — l’accrétion — de sédiments minéraux et de matières organiques transportés par les rivières et les ruisseaux. L’accrétion crée un nouveau sol et contrecarre l’érosion, l’affaissement des terres et l’élévation du niveau de la mer.
L’intervention humaine et l’ingénierie retiennent ou détournent souvent le flux de sédiments qui s’accumulent naturellement pour construire et reconstituer les zones humides. Par exemple, des digues renforcées et des milliers de kilomètres de canaux et de berges excavées ont isolé de nombreuses zones humides du fleuve Mississippi et du réseau de ruisseaux qui traversent son delta comme des veines et des capillaires. Dans quelques cas, des projets d’ingénierie ont ajouté des sédiments aux zones du delta et construit de nouvelles terres.
En analysant les images Landsat avec des outils de cloud computing, les chercheurs ont développé un modèle de télédétection axé sur l’accrétion ou son absence. Les bassins qui n’ont pas réussi à construire de nouveaux sols, comme Terrebonne et Barataria, ont subi le plus de pertes de terres au cours de la période d’étude, soit plus de 180 milles carrés (466 kilomètres carrés). D’autres zones ont gagné du terrain, notamment 33,6 milles carrés (87 kilomètres carrés) de nouvelles terres dans le bassin d’Atchafalaya et 43 milles carrés (112 kilomètres carrés) dans la zone connue sous le nom de « delta du pied d’oiseau » à l’embouchure du fleuve Mississippi.
« Le système côtier de la Louisiane est hautement technique », a déclaré Daniel Jensen, auteur principal et chercheur postdoctoral au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « Mais le fait que du terrain ait été gagné à certains endroits indique qu’avec suffisamment d’efforts de restauration pour réintroduire l’approvisionnement en eau douce et les sédiments, nous pourrions voir une certaine récupération des zones humides à l’avenir. »
Comprendre le dépérissement et le rétablissement des zones humides est d’une importance cruciale car le delta du fleuve Mississippi, comme de nombreux deltas du monde, est le moteur des économies locales et nationales grâce à l’agriculture, la pêche, le tourisme et la navigation. « Pour les 350 millions de personnes qui vivent et cultivent dans les deltas du monde entier, les zones humides côtières constituent un maillon clé de la chaîne alimentaire », a déclaré Marc Simard du JPL, chercheur principal de la mission Delta-X de la NASA et co-auteur de l’article.
Dans plusieurs campagnes aéroportées et sur le terrain depuis 2016, l’équipe de recherche Delta-X a étudié le delta du Mississippi, le septième plus grand sur Terre, en utilisant la détection aéroportée et des mesures sur le terrain des changements de l’eau, de la végétation et des sédiments face à l’élévation du niveau de la mer. . L’analyse Landsat s’appuie sur cette mission aéroportée. Delta-X fait partie du programme Earth Venture Suborbital (EVS) de la NASA, géré au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie.
Le nouveau modèle de Jensen et ses collègues est le premier à estimer directement les taux d’accrétion du sol dans les zones humides côtières à l’aide de données satellitaires. En travaillant avec les enregistrements d’accrétion au sol du Coastwide Reference Monitoring System de la Louisiane, les scientifiques ont pu estimer les quantités de sédiments minéraux à partir des pixels d’eau dans les images Landsat et de matière organique à partir des pixels terrestres.
Les chercheurs ont déclaré que leur approche pourrait être appliquée au-delà de la Louisiane, car la perte et la résilience des zones humides sont un phénomène mondial. Des Grands Lacs au delta du Nil, de l’Amazone à la Sibérie, les zones humides se trouvent sur tous les continents sauf l’Antarctique. Et ils sont en déclin dans la plupart des endroits. Les zones humides ont récemment été qualifiées d’écosystèmes « les plus vulnérables, les plus menacés, les plus précieux et les plus diversifiés » de la planète, selon une analyse internationale co-écrite par des chercheurs de la NASA.
Mais ils ont également déclaré qu’une nouvelle génération d’outils spatiaux, tels que le radar à synthèse d’ouverture, peut de plus en plus éclairer les politiques de conservation au sol. En effet, les satellites prennent en charge la cartographie quasi continue des écosystèmes à une échelle et une cohérence qui sont presque impossibles grâce aux enquêtes et travaux de terrain traditionnels.
L’avenir de nos zones humides et de nos communautés côtières est étroitement lié au changement climatique, c’est pourquoi une gestion durable est essentielle. En stockant les matières végétales en décomposition dans le sol et les racines, les zones humides agissent comme des puits de « carbone bleu », empêchant certains gaz à effet de serre (dioxyde de carbone et méthane) de s’échapper dans l’atmosphère. Lorsque la végétation meurt, se noie et ne repousse pas, les zones humides ne peuvent plus séquestrer (enfouir) le carbone dans le sol et la végétation. Aux taux actuels de perte des zones humides sur la côte de la Louisiane, l’enfouissement du carbone pourrait avoir diminué de 50 % par rapport aux estimations de 2013.
« Quarante pour cent de la population humaine vit à moins de cent kilomètres d’une côte », a déclaré Simard. « Il est essentiel que nous comprenions les processus qui protègent ces terres et les moyens de subsistance des personnes qui y vivent. »
Plus d’information:
DJ Jensen et al, Tirer parti du catalogue historique Landsat pour un modèle de télédétection de l’accrétion des zones humides dans la côte de la Louisiane, Journal of Geophysical Research: Biogéosciences (2022). DOI : 10.1029/2022JG006794