Les chercheurs ont révélé la baisse de la santé des marais côtiers plusieurs années avant des signes visibles de déclin, offrant un avertissement précoce et une opportunité de protéger un écosystème qui sert de première ligne de défense contre les inondations côtières.
Des scientifiques de la Colorado State University, de l'Université de Géorgie et de l'Université du Texas à Austin ont développé un modèle pour détecter les premiers signes de baisse des marais à l'aide d'observations satellites. Le modèle a identifié des marais vulnérables le long de la côte de Géorgie en localisant la baisse de la production racinaire – un signe avant-coureur de l'échec des marais.
La recherche, publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciencesest le premier à prédire les larges tendances de la détérioration des marais à l'aide de télédétection.
« Nos résultats montrent un déclin généralisé sous le sol au cours de la dernière décennie et suggèrent qu'il s'agit d'un signe d'alerte précoce de la détérioration et de la perte des marais », a déclaré l'auteur principal Kyle Runion, chercheur à l'Université de Géorgie qui était à l'UT Austin's Marine Science Institute pendant l'étude.
« En inclinant où une perte sous terre se produit, nous pouvons obtenir une longueur d'avance sur les projets de conservation et de restauration pour prévenir plus efficacement la perte de marais. »
Les marais côtiers filtrent l'eau, stockent le carbone, agissent comme un habitat pour la faune et fournissent des moyens de subsistance de nourriture et de pêche aux personnes. Les marais absorbent également les surtensions des tempêtes et l'élévation du niveau de la mer, empêchant des inondations pires à l'intérieur des terres.
« Ces zones de marais pourraient être dans la cour de quelqu'un », a déclaré l'auteur principal Jessica O'Connell, professeur de CSU et conseiller de Runion.
« Il est important d'avoir cet avertissement précoce et une chance de faire quelque chose avant de perdre ces paysages spéciaux auxquels les gens ont un lien économique ou émotionnel. »
O'Connell a ajouté: « La conservation du paysage naturel est beaucoup moins chère que de la perdre, puis d'essayer de trouver une façon de faire de l'environnement de faire les choses que la terre faisait. »
L'étude s'est concentrée sur le Marsh Grass Spartina alterniflora, qui se trouve le long d'une grande partie de la côte américaine. Les chercheurs ont examiné l'ensemble de la côte de Géorgie – une zone pour laquelle ils avaient de vastes données sur le terrain – et ont trouvé que la biomasse souterraine a diminué dans 72% des marais côtiers de Géorgie depuis 2014, près de 30% subissant une perte substantielle.
Ils travaillent maintenant à rendre le modèle universellement applicable à toutes les usines de marais et aux côtes.
Les baisses de la biomasse sous-sol indiquent la vulnérabilité des marais à la perte
L'équipe de recherche a développé le modèle de résilience des écosystèmes sous-sol (BERM) en utilisant plus d'une décennie de données sur le terrain recueillies par le biais du programme de recherche écologique à long terme sur les écosystèmes côtiers de Géorgie à l'Université de Géorgie. Le programme, dirigé par le co-auteur Merryl Alber, a collecté des données sur les feuilles d'herbe de marais et les tiges sur le sol, ainsi que les racines et les rhizomes sous terre.
Ce travail rigoureux sur le terrain a détaillé la relation compliquée – et parfois contradictoire – entre la croissance des herbes des marais au-dessus et sous-sol. L'étude a révélé que l'herbe de marais peut sembler saine ou même prospère sur le sol, tandis que les racines pourraient être en train de s'éloigner.
Les marais côtiers sont adaptés à l'eau salée et fluctuant des niveaux d'eau. Des inondations périodiques ou une augmentation lente du niveau de la mer peuvent stimuler la croissance des plantes en éliminant l'excès d'accumulation de sel et les plantes de bain dans les sédiments riches en nutriments, ce qui contribue au sol dans lequel ils poussent.
« Les zones humides côtières telles que les marais salants ont historiquement réagi dynamiquement pour suivre le rythme de la montée du niveau de la mer, en partie en développant de vastes réseaux racinaires, qui élargissent les sols avec des matériaux riches en organique », a déclaré Runion. « Cette accumulation de« carbone bleu »entraîne un gain d'élévation et permet à la surface des marais de maintenir une élévation par rapport à l'augmentation du niveau de la mer. »
Cependant, si l'eau reste trop élevée, la végétation des marais peut se noyer car les racines sont privées d'oxygène. Le déclin du système racinaire est le premier signe qu'un marais échoue.
« La baisse de la végétation était étroitement liée à la pression des inondations, ce qui ne fera qu'aggraver avec l'accélération rapide de la montée du niveau de la mer que le sud-est des États-Unis connaît », a déclaré Alber, professeur de l'UGA et directeur de l'Institut maritime de l'UGA. « C'est pourquoi ce travail est si important. »
La BERM prédit à la fois la biomasse au-dessus et au-dessus du sol basée sur les caractéristiques des plantes qui sont observables à partir de facteurs espaces et environnementaux, tels que l'altitude, le niveau de la mer et le climat. Les chercheurs l'ont appliqué à tous les emplacements de Géorgie de Spartina Alterniflora, cartographiés par la co-auteur Christine Hladik, professeur de géographie à Georgia Southern University.
L'étude a également été co-écrite par Deepak Mishra à l'Université de Géorgie et Mark Lever à l'Université du Texas à l'Austin Marine Science Institute.
