Un nouveau regard sur l’histoire de la qualité de l’eau dans la baie de Chesapeake met en lumière la façon dont l’estuaire a répondu aux efforts de réduction des éléments nutritifs et pourquoi les améliorations sont restées un défi majeur. Les chercheurs du Centre des sciences de l’environnement de l’Université du Maryland ont examiné la réponse historique de la baie aux efforts visant à réduire les nutriments afin de minimiser les zones mortes – des zones avec trop peu d’oxygène pour soutenir la vie marine – et ont découvert qu’il existe un seuil de pollution après lequel il faut doubler l’effort pour faire un changement.
« Une fois que la pollution par les nutriments franchit un seuil et que le système entre dans un état eutrophe, il faudra une réduction beaucoup plus importante pour revenir à l’état d’origine », a déclaré le co-auteur de l’étude, Ming Li, professeur au Centre des sciences environnementales de l’Université du Maryland.
Les zones à faible teneur en oxygène de la baie, également appelées «zones mortes», sont causées par une pollution excessive par les nutriments, principalement de l’agriculture et des eaux usées. L’excès de nutriments stimule une prolifération d’algues, qui coulent et se décomposent ensuite dans l’eau, consommant de l’oxygène. C’est ce qu’on appelle l’eutrophisation. Les faibles niveaux d’oxygène qui en résultent sont insuffisants pour soutenir la plupart de la vie marine et des habitats dans les eaux proches du fond, menaçant les crabes, les huîtres et les autres pêcheries de la baie.
L’expansion des zones mortes au fil des décennies a été liée à une pollution accrue par les nutriments, mais cet article révèle que le système ne réagit aux réductions que jusqu’à ce que la quantité de pollution franchisse un certain seuil, puis il faut deux fois plus d’efforts pour voir un changement.
« En conséquence, la baie de Chesapeake est devenue récalcitrante aux changements dans les charges de nutriments, et des réductions plus importantes seraient nécessaires pour induire une inversion complète de l’hypoxie induite par l’eutrophisation », a déclaré Li. « Cela peut expliquer en partie la modeste réduction de l’hypoxie de la baie de Chesapeake depuis la mise en œuvre de stratégies de gestion des nutriments au milieu des années 1980. »
Cette étude a examiné l’expansion des zones à faible teneur en oxygène de 1950 à 1989, lorsque la quantité de pollution par l’azote dans la baie de Chesapeake a doublé. Une analyse antérieure a montré que la forte expansion de l’hypoxie entre les années 1950 et 1980 était corrélée à une augmentation de la pollution par les nutriments des rivières.
L’hypoxie résulte d’une interaction complexe de divers processus physiques et biogéochimiques, et d’autres facteurs peuvent également avoir un impact. La dégradation des habitats au fond de la baie, tels que les herbes sous-marines et les huîtres, peut avoir modifié la capacité de l’estuaire à filtrer les nutriments et les sédiments. Les impacts du changement climatique depuis 1989, tels que le réchauffement, l’élévation du niveau de la mer et la modification des régimes de précipitations et des débits fluviaux, ainsi que les changements associés dans le ruissellement des nutriments, peuvent modifier les principales conditions de base ayant un impact sur le fonctionnement des systèmes côtiers et leurs réponses à l’eutrophisation.
« En ce qui concerne l’avenir, des stratégies de réduction des nutriments devront être envisagées face au réchauffement accéléré et à l’élévation du niveau de la mer au 21e siècle », a déclaré Li.
Cette recherche a été rendue possible grâce au soutien financier de la National Science Foundation et du NOAA Ocean Acidification Program.
« Qu’est-ce qui a conduit la réponse hypoxique non linéaire à la charge en nutriments dans la baie de Chesapeake au cours du 20e siècle? » a été publié dans Science de l’environnement total par Wenfei Li et Ming Li du Centre des sciences environnementales de l’Université du Maryland.
Les scientifiques du Centre des sciences de l’environnement de l’Université du Maryland ont été au cœur de la compréhension des changements dans la baie de Chesapeake depuis les années 1920. Lorsque le Maryland a été confronté pour la première fois à la disparition des herbes sous-marines de la baie dans les années 1970, les scientifiques de l’UMCES ont été les premiers à démontrer le problème – une suralimentation causée par un excès de nutriments dans la baie – et ont joué un rôle clé en aidant à déterminer la voie à suivre pour restaurer la baie. santé.
L’article est dédié à la mémoire de Michael Kemp, un écologiste pionnier des écosystèmes dont les recherches de pointe ont influencé notre compréhension et notre gestion de la baie de Chesapeake et des estuaires du monde entier. Travaillant au laboratoire Horn Point de l’UMCES sur la côte est, ses recherches sur le cycle de l’azote dans les années 1980 et 1990 ont contribué à la compréhension globale de l’importance des sédiments dans le cycle des nutriments. Ses recherches ont également apporté des contributions substantielles à la compréhension de l’augmentation mondiale de l’hypoxie côtière et de la manière dont les réductions de nutriments peuvent conduire à des améliorations de la qualité de l’eau.