Les écosystèmes d’eau douce, en particulier les rivières et les ruisseaux, contribuent de manière significative aux émissions mondiales de méthane, de nouvelles recherches remettant en question les hypothèses antérieures sur le rôle de la température. Au lieu de cela, les habitats environnants, à la fois naturels et modifiés par l’homme, jouent un rôle clé dans la production de méthane, offrant un potentiel de réduction des émissions de méthane grâce à des efforts de conservation et de restauration.
Les écosystèmes d’eau douce sont responsables d’environ la moitié des rejets mondiaux de méthane, un puissant gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique. On pense qu’une partie importante de ce méthane provient des rivières et des ruisseaux, mais il existe un manque de données complètes sur les taux et les tendances mondiales de ces émissions.
Une équipe internationale de chercheurs, comprenant des écologistes des eaux douces de l’Université du Wisconsin à Madison, a fourni un aperçu des taux, des tendances et des causes mondiales des émissions de méthane provenant des eaux courantes. Leurs recherches, publiées dans la revue Nature, améliore notre compréhension des projections de méthane et des modèles de changement climatique. De plus, leurs résultats mettent en évidence d’éventuels ajustements de gestion des terres et projets de restauration qui pourraient atténuer le volume de méthane entrant dans l’atmosphère.
La nouvelle étude confirme que les rivières et les ruisseaux produisent effectivement beaucoup de méthane et jouent un rôle majeur dans la dynamique du changement climatique. Mais l’étude révèle également des résultats surprenants sur la façon dont – et où – ce méthane est produit.
« Nous nous attendions à trouver les émissions de méthane les plus élevées sous les tropiques, car la production biologique de méthane est très sensible à la température », explique Emily Stanley, professeur au Centre de limnologie de l’UW-Madison et co-auteur de l’étude. Nature rapport. Au lieu de cela, dit-elle, leur équipe a découvert que les émissions de méthane sous les tropiques étaient comparables à celles des ruisseaux et rivières beaucoup plus froids des forêts boréales – des forêts à dominante de pins qui s’étendent autour de l’hémisphère nord – et des habitats de la toundra arctique.
Il s’avère que la température n’est pas la principale variable à l’origine des émissions de méthane aquatique. Au lieu de cela, l’étude a révélé que « la quantité de méthane sortant des ruisseaux et des rivières, quelle que soit leur latitude ou leur température, était principalement contrôlée par l’habitat environnant qui leur était connecté », explique Stanley.
Les rivières et les ruisseaux des forêts boréales et des régions polaires des hautes latitudes sont souvent liés à des tourbières et des zones humides, tandis que les forêts denses des bassins des fleuves Amazone et Congo approvisionnent également les eaux qui les traversent en sols riches en matière organique. Les deux systèmes produisent des quantités substantielles de méthane car ils entraînent souvent des conditions de faible teneur en oxygène préférées par les microbes qui produisent du méthane tout en décomposant toute cette matière organique.
Cependant, toutes les rivières et tous les ruisseaux à forte teneur en méthane ne proviennent pas naturellement de ces émissions. Dans certaines régions du monde, les émissions de méthane d’eau douce sont principalement contrôlées par l’activité humaine dans les communautés urbaines et rurales.
« Les humains modifient activement les réseaux fluviaux dans le monde entier et, en général, ces changements semblent favoriser les émissions de méthane », explique Gerard Rocher, auteur principal du rapport et chercheur postdoctoral à l’Université suédoise des sciences agricoles et au Centre d’études avancées de Blanes. en Espagne.
Les habitats qui ont été fortement modifiés par l’homme – comme les ruisseaux drainant les champs agricoles, les rivières situées en aval des usines de traitement des eaux usées ou les canaux d’eaux pluviales en béton – entraînent également souvent des conditions riches en matière organique et pauvres en oxygène qui favorisent une production élevée de méthane.
L’importance de l’implication humaine peut être considérée comme une bonne nouvelle, selon Rocher.
« L’une des implications de cette découverte est que les efforts de conservation et de restauration de l’eau douce pourraient conduire à une réduction des émissions de méthane », dit-il.
Ralentir le flux de polluants tels que les engrais, les déchets humains et animaux ou l’excès de terre végétale dans les rivières et les ruisseaux contribuerait à limiter les ingrédients qui conduisent à une production élevée de méthane dans les systèmes d’eau douce.
« Du point de vue du changement climatique, nous devons nous préoccuper davantage des systèmes dans lesquels les humains créent des circonstances qui produisent du méthane que des cycles naturels de production de méthane », déclare Stanley.
L’étude démontre également l’importance des équipes de scientifiques travaillant à compiler et à examiner de gigantesques ensembles de données pour comprendre l’ampleur du changement climatique. Les résultats ont nécessité une collaboration de plusieurs années entre l’Université suédoise des sciences agricoles, l’Université d’Umeå, l’UW-Madison et d’autres institutions du monde entier. Ils ont collecté des mesures de méthane dans les rivières et les ruisseaux de plusieurs pays et ont utilisé une modélisation informatique de pointe et apprentissage automatique pour « élargir massivement » un ensemble de données que Stanley a commencé à compiler avec ses étudiants diplômés en 2015.
Maintenant, dit Stanley, « nous avons beaucoup plus confiance dans les estimations de méthane. » Les chercheurs espèrent que leurs résultats permettront de mieux comprendre l’ampleur et les tendances spatiales de toutes les sources de méthane dans l’atmosphère terrestre, et que les nouvelles données amélioreront les modèles à grande échelle utilisés pour comprendre le climat mondial et prédire son avenir.
L’étude a été financée par la National Science Foundation, le Programme national de recherche et de développement de Chine et le Conseil suédois de la recherche.
