La plupart des marais salants du monde seront probablement sous l’eau d’ici 2100, conclut une étude

Et, selon de nouvelles recherches du Marine Biological Laboratory (MBL), plus de 90% des marais salants du monde seront probablement sous l’eau d’ici la fin du siècle.

Les résultats proviennent d’une étude de 50 ans dans le Great Sippewissett Marsh à Falmouth, Massachusetts. Depuis 1971, les scientifiques du MBL Ecosystems Center ont cartographié la couverture végétale dans des parcelles expérimentales de ce marais pour examiner si l’augmentation de l’azote dans l’environnement aurait un impact sur les espèces d’herbe des marais. En raison de la longueur de l’étude, ils ont également pu détecter les effets du changement climatique sur l’écosystème, en particulier ceux entraînés par l’accélération de l’élévation du niveau de la mer.

Les chercheurs ont découvert que l’augmentation de l’azote favorisait des niveaux plus élevés de végétation et d’accrétion de la surface du marais, mais que quelle que soit la concentration d’azote appliquée au marais, ces écosystèmes ne pourront pas dépasser la submersion due à l’élévation du niveau de la mer.

« Des endroits comme le Great Sippewissett Marsh deviendront probablement des criques peu profondes d’ici la fin du siècle », déclare Ivan Valiela, scientifique émérite du MBL, auteur principal de l’étude. « Même selon des estimations prudentes du niveau de la mer… plus de 90% des marais salants du monde seront probablement submergés et disparaîtront ou seront diminués d’ici la fin du siècle. »

« Ce n’est pas une prédiction de scientifiques isolés soucieux de petits détails. Des changements majeurs vont avoir lieu à la surface de la Terre qui vont changer la nature des environnements côtiers », explique Valiela.

Un ingénieur des écosystèmes

Les marais salés sont des écosystèmes en pente douce et leurs plantes ont des préférences très étroites pour les altitudes dans lesquelles elles peuvent pousser. Différentes espèces poussent dans les hautes altitudes (hauts marais) par rapport aux basses altitudes plus proches de l’océan (bas marais) et ont des réponses différentes aux changements de l’apport d’azote. Lorsque le changement se produit assez lentement, les graminées peuvent migrer vers leur altitude préférée.

Dans le bas marais, la spartine (Spartine alterniflore) a prospéré à mesure que les scientifiques augmentaient l’apport d’azote. Parmi les espèces des hauts marais, l’abondance du foin des marais (Spartine ouverte) dans les parcelles expérimentales a diminué avec l’élévation du niveau de la mer. Herbe salée (Enrichi en distiques) a augmenté avec l’apport d’azote et a également agi comme ce que les chercheurs ont appelé un « ingénieur de l’écosystème » – augmentant la vitesse à laquelle l’élévation du marais a augmenté. L’accrétion de biomasse laissée par l’herbe salée en décomposition a compensé l’augmentation de la submersion résultant de l’élévation du niveau de la mer dans ces zones.

« L’herbe salée a disparu après quelques décennies, mais elle a laissé un héritage », explique Javier Lloret, chercheur au MBL, ajoutant qu’il était « extrêmement cool de voir cette interaction dans l’ensemble de données ».

Indépendamment de la quantité d’azote ajoutée à l’environnement, les recherches ont montré qu’avec l’élévation actuelle et future prévue du niveau de la mer, les espèces des bas marais remplaceront complètement les espèces des hauts marais. Alors que le niveau de la mer continue d’augmenter, même ces espèces seront submergées.

« À un moment donné, si le niveau de la mer continue d’augmenter au rythme que nous anticipons, il n’y aura même plus de place pour les plantes des bas marais. Elles seront simplement trop submergées pour survivre. » dit Valiela.

La seule alternative serait que les marais salants migrent vers les terres.

Une pression côtière

Les marais du monde entier font face à ce que Lloret appelle une « pression côtière », où l’élévation du niveau de la mer pousse d’une direction et le développement humain pousse de l’autre. Une digue qui peut protéger une maison contre les inondations empêchera la migration d’un marais se déplaçant naturellement vers un terrain plus élevé.

« Ces barrières, qu’elles soient géographiques comme une colline ou une falaise, ou des personnes construisant le long des bords de l’écosystème, limitent le potentiel de migration des marais vers les terres », explique Kelsey Chenoweth, assistante de recherche au MBL. « En plus de cela, la montée du niveau de la mer s’accélère et les marais ont du mal à suivre. »

Dans un scénario d’élévation du niveau de la mer comme celui auquel nous sommes confrontés, « la seule solution pour les plantes sera de coloniser de nouvelles zones, de remonter », explique Lloret. « Mais cette migration peut être tout simplement impossible dans certains endroits. »

« L’élévation du niveau de la mer est la menace la plus importante pour les marais salants. Nous devons vraiment comprendre ce qui va arriver à ces écosystèmes et apprendre à empêcher certaines des pertes de se produire ou à essayer de nous y adapter, afin que les marais puissent continuer à jouer. ces rôles importants pour la nature comme pour les humains », déclare Lloret.

Un demi-siècle de science

En 1971, les scientifiques du MBL Ecosystems Center n’avaient aucune idée qu’ils utiliseraient leurs données pour étudier l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale.

« Il s’agissait d’une expérience qui a commencé à examiner un contrôle écologique (l’azote), puis, en raison de la longévité du projet, nous avons pu ajouter de nouvelles connaissances sur cet agent majeur d’accélération du changement global : l’élévation du niveau de la mer à l’échelle mondiale », explique Valiela.

C’est l’avantage d’ensembles de données à long terme comme celui du Great Sippewissett Marsh.

« Vous établissez une base pour les problèmes qui ne se sont même pas encore produits », déclare Chenoweth.

Lors de la mesure de processus écologiques tels que le changement climatique et l’eutrophisation, les données peuvent fluctuer au fil des années à mesure que l’écosystème réagit aux stimuli externes. Les changements opèrent sur une échelle de temps beaucoup plus longue que les changements sur d’autres systèmes biologiques.

« Pour étudier un arbre, vous regardez les changements au fil des saisons et vous devriez être capable de voir tout son cycle. Pour une feuille, vous regardez les modèles entre le jour et la nuit. Dans des cellules individuelles, vous regardez les processus qui se déroulent à l’échelle de temps de minutes ou de secondes… mais pour tout un écosystème, nous parlons de plusieurs années ou décennies », explique Lloret. « Il faut penser à l’échelle des décennies voire des siècles pour pouvoir voir des changements substantiels. »

Cette étude comprend des co-auteurs de l’Université du Massachusetts à Dartmouth et de la Woods Hole Oceanographic Institution.