Les incendies de forêt ont également un impact sur les écosystèmes aquatiques
Dans les cas dévastateurs qui se sont produits dans le monde ces dernières années, le réchauffement climatique a entraîné une augmentation du nombre et de la gravité des incendies de forêt destructeurs. Les projections en matière de changement climatique indiquent que les dommages environnementaux et économiques causés par les incendies de forêt vont se propager et s’intensifier dans les années à venir.
Alors que des études ont analysé les impacts sur les terres, de nouvelles recherches de l’Université de Californie à San Diego et d’autres institutions indiquent que les écosystèmes aquatiques subissent également des changements rapides en raison des incendies de forêt.
Dirigés par le laboratoire du professeur Jonathan Shurin de l’École des sciences biologiques, les chercheurs ont comparé la façon dont les systèmes aquatiques changent avec l’apport de matières végétales brûlées, y compris les effets sur les réseaux trophiques. Leurs résultats sont présentés dans deux études de recherche publiées dans la revue Biologie du changement global.
Parmi les résultats de la recherche, les scientifiques montrent que le feu transforme chimiquement les débris végétaux et modifie le rôle des écosystèmes aquatiques en tant qu’acteurs clés du cycle du carbone. Ces changements indiquent un changement fondamental dans la manière dont ces systèmes aquatiques stockent, traitent et émettent du carbone.
Les résultats sont également importants puisque les écosystèmes aquatiques servent de puits qui captent les flux d’eau et stockent le carbone dans leurs sédiments.
« Les effets des incendies de forêt ne se limitent pas aux systèmes terrestres », a déclaré Chris Wall, chercheur postdoctoral, membre du groupe de Shurin et premier auteur de l’une des études. « Lorsque nous pensons à l’augmentation des incendies de forêt, en particulier en Occident, il est important de se rappeler que les matériaux brûlés s’écoulent directement dans les cours d’eau vitaux pour les humains et la faune. Nous reconnaissons maintenant que les incendies de forêt peuvent grandement influencer la santé des écosystèmes, avec des implications sur les ressources en eau. , comme les aquifères et la pêche récréative.
Les résultats ont émergé d’une série d’expériences menées à l’UC San Diego et ont des implications sur les écosystèmes aquatiques dans des zones telles que les montagnes de la Sierra Nevada – où le groupe de Shurin mène des recherches – et dans d’autres régions.
« Nous avons constaté l’impact que ces énormes incendies ont eu sur les bassins versants, nous travaillons donc sur ces systèmes naturels pour comprendre comment les différentes composantes du changement climatique modifient les écosystèmes », a déclaré Shurin, membre du corps professoral du Département d’écologie. , Comportement et évolution.
De nombreux écosystèmes de lacs et d’étangs fonctionnant normalement ont tendance à émettre plus de dioxyde de carbone qu’ils n’en absorbent, car ils reçoivent du carbone dans leur système en provenance de sources voisines. La nouvelle étude a montré que cette relation pourrait changer avec l’apport accru de matériaux brûlés lors des incendies de forêt. L’étude a révélé que les étangs recevant des matériaux brûlés émettaient globalement moins de dioxyde de carbone que les matériaux non brûlés, ce qui indique une évolution vers un plus grand stockage de carbone.
« La matière végétale brûlée alimente la pompe à carbone biologique des lacs, leur permettant d’absorber davantage de CO2 de l’atmosphère », a déclaré Shurin. « Cependant, cette capacité de stockage accru du carbone a été perdue à mesure que la quantité de matière brûlée augmentait, les traitements recevant les plus grandes quantités de matière végétale brûlée présentant le taux de CO le plus élevé.2 exporter vers l’atmosphère. »
« Des incendies de forêt plus fréquents et plus intenses pourraient altérer la capacité des systèmes aquatiques à stocker, transformer et échanger du carbone avec l’atmosphère », concluent les chercheurs dans l’article. Ils notent qu’à l’avenir, les prévisions du changement climatique devraient inclure des modèles intégratifs prenant en compte les rétroactions entre les écosystèmes aquatiques et terrestres afin de bien comprendre les changements dans le cycle mondial du carbone.
L’étude a été menée sur des systèmes d’étangs expérimentaux sur une période de test de 90 jours. Les chercheurs ont testé différentes quantités de matière végétale brûlée et non brûlée à 10, 31, 59 et 89 jours. Dans le cadre de leurs études, les chercheurs ont fertilisé des plants de sauge avec de l’azote afin de pouvoir suivre le mouvement du produit chimique depuis les feuilles des plantes vers le réseau trophique et vers des hôtes tels que le plancton. Cet étiquetage leur a permis de suivre le chemin parcouru par les plantes mortes à travers le plancton et d’autres espèces aquatiques et de déterminer en quoi ce transfert d’azote différait en réponse au brûlage.
« En utilisant le traceur d’azote dans les matières végétales, nous avons constaté que moins d’azote d’origine végétale brûlé était incorporé par le zooplancton, ce qui indique que la combustion réduisait le transfert d’azote vers les organismes supérieurs », a déclaré Wall. « Cela concorde avec d’autres résultats, qui montraient que les traitements brûlés avaient des concentrations de dioxyde de carbone plus faibles, une plus grande oxygénation et des taux de photosynthèse plus élevés par rapport aux traitements non brûlés. »
« Le brûlage modifie la chimie des feuilles et cela affecte leur cycle dans les écosystèmes d’eau douce », a déclaré Shurin.
À mesure que l’influence de la matière brûlée augmentait, la composition de leurs habitants a changé dans les étangs expérimentaux. Les étangs d’essai non brûlés présentaient des espèces caractéristiques des systèmes aquatiques telles que le zooplancton. Les étangs chargés de matériaux brûlés, en revanche, se transforment en refuges pour les insectes comme les moustiques.
« Ces impacts ont été modifiés par le traitement des incendies », ont noté les chercheurs dans leur rapport. « Le brûlage a augmenté la composition élémentaire et organique des détritus, avec des effets en cascade sur le fonctionnement de l’écosystème. »
Les auteurs de l’étude comprennent : Christopher Wall (chercheur postdoctoral à l’UC San Diego), Cody Spiegel (étudiant à la maîtrise à l’UC San Diego), Evelyn Diaz (étudiante de premier cycle à l’UC San Diego), Cindy Tran (étudiante au premier cycle à l’UC San Diego), Alexia Fabiani (UC San Diego). Doctorante à San Diego), Taryn Broe (doctorante à UC San Diego), Elisabet Perez-Coronel (ancienne chercheuse postdoctorale à UC San Diego), Sara Jackrel (professeur adjointe à UC San Diego), Natalie Mladenov (professeur à l’Université d’État de San Diego), Celia Symons (professeur à UC Irvine) et Jonathan Shurin (professeur à UC San Diego).
L’étude a été soutenue par la National Science Foundation (numéro de prix 2018058).