Long-Term Hydroclimatic Variability and Land Use Change in the Curuá-Una Watershed: Implications for the Hydrological Regime of the Amazon's First Hydropower Plant

La forêt amazonienne est souvent imaginée comme une vaste et immuable mer de verdure, mais en réalité, elle est un moteur dynamique où l'eau, le climat et la vie sont engagés dans une danse constante et délicate. Au cœur de ce système se trouve le cycle hydrologique, le processus par lequel la pluie tombe, imprègne le sol, alimente les rivières et finit par retourner à l'atmosphère. Dans l'Amazonie, ce cycle est la sève de la région, soutenant une biodiversité immense et fournissant la puissance hydraulique nécessaire pour générer de l'électricité pour des millions de personnes. Cependant, ce système est sous pression de deux forces distinctes : les changements des modèles climatiques mondiaux, qui modifient la quantité de pluie et sa saisonnalité, et la transformation de la terre elle-même, alors que les forêts sont défrichées pour l'agriculture et l'élevage. Comprendre comment ces deux pressions interagissent est crucial, en particulier pour les communautés et les industries qui dépendent du flux régulier des grands fleuves de la région. Lorsque la forêt disparaît ou que les régimes de pluie changent, les rivières changent, et ces changements peuvent avoir des répercussions sur tout, des espèces sauvages locales jusqu'aux lumières de nos villes.

Dans l'est de l'Amazonie, un tronçon spécifique de la rivière Curuá-Una est devenu un point focal pour les scientifiques tentant de démêler ces fils complexes. Cette rivière abrite la première centrale hydroélectrique de grande envergure construite dans l'Amazonie brésilienne, une installation qui génère de l'électricité depuis la fin des années 1970. Depuis des décennies, les chercheurs savent que la région change, mais ils manquaient d'une vision intégrée et à long terme de la manière dont les précipitations, le débit des rivières et l'utilisation des terres ont évolué ensemble au fil du temps. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université Fédérale de l'Ouest du Pará a comblé cette lacune en examinant plus de soixante-dix ans d'enregistrements de précipitations et de débit de rivière, combinés à quarante années d'images satellites montrant comment les terres ont été utilisées. Leur travail révèle l'histoire d'un paysage en transition, où la pluie devient lentement moins abondante, pourtant la rivière se comporte d'une manière qui pourrait sembler surprenante au premier abord.

Les chercheurs ont commencé par examiner l'histoire de la pluie. Ils ont découvert que la quantité totale de pluie tombant sur le bassin versant a diminué de manière significative au fil des décennies. Cette baisse ne se produit pas uniformément tout au long de l'année ; elle est principalement dictée par une réduction des précipitations pendant la saison humide, qui s'étend généralement de mars à avril. Un changement majeur dans le modèle climatique s'est produit autour de 1975, marquant un tournant où la région a commencé à recevoir moins d'eau que lors des décennies précédentes. Ce changement a été abrupt et a persisté, suggérant que le climat dans cette partie de l'Amazonie est entré dans une nouvelle phase plus sèche.

Simultanément, le paysage au-dessus de la rivière subissait une transformation spectaculaire. En utilisant des données satellites de 1985 à 2024, l'équipe a cartographié la perte de couverture forestière avec précision. Ils ont découvert que la forêt, qui couvrait autrefois la quasi-totalité du bassin versant, a été réduite à environ deux tiers de sa taille originale. Le principal moteur de cette perte n'était pas la conversion immédiate de la forêt en grandes exploitations de soja, comme on le suppose souvent, mais plutôt le défrichement des terres pour le pâturage du bétail. Entre 1985 et 2024, la zone dédiée au pâturage est passée d'une infime fraction du territoire à près d'un quart du bassin versant. Bien que l'expansion agricole ait pris de l'ampleur après l'an 2000, la vague initiale et la plus importante de déforestation était destinée aux terres de pâturage. Le schéma de cette perte suivait les routes, créant une forme d'« arête de poisson » de terres défrichées rayonnant à partir des autoroutes, une signature classique de l'implantation humaine en Amazonie.

On pourrait s'attendre à ce qu'avec moins de pluie et moins d'arbres pour retenir le sol, la rivière soit simplement plus basse et plus erratique. Cependant, les données ont raconté une histoire plus nuancée. Si le montant total d'eau circulant dans la rivière chaque année est resté relativement stable, la nature de ce flux a changé. Les crues les plus hautes n'ont pas augmenté de manière significative, mais les débits les plus faibles, qui surviennent pendant la saison sèche, ont en fait augmenté. Cela signifie que la rivière devient plus fiable durant ses périodes les plus sèches, un résultat contre-intuitif compte tenu de la perte de forêt et du déclin des précipitations. Les chercheurs suggèrent que ce changement est probablement dû au remplacement des arbres à racines profondes par l'herbe de pâturage à racines superficielles. Les arbres puisent l'eau profondément et rejettent de grandes quantités d'eau dans l'air, tandis que l'herbe de pâturage utilise moins d'eau, laissant davantage de liquide s'écouler vers la rivière, même si la pluie totale diminue.

Malgré ces changements massifs du climat et du paysage, le temps de réponse de la rivière à la pluie est resté remarquablement constant. Lorsqu'il pleut, la rivière réagit en environ un mois, un rythme qui n'a pas changé au fil des décennies. Cette constance suggère que la manière fondamentale dont le bassin versant traite l'eau n'a pas été rompue, même si le volume d'eau et le type de couverture terrestre ont changé. L'étude souligne que la rivière n'est pas seulement un receveur passif de la pluie, mais un système qui s'adapte aux nouvelles conditions créées à la fois par le changement climatique et l'utilisation humaine des terres.

Les implications de ces découvertes s'étendent bien au-delà de la rivière Curuá-Una. Alors que l'Amazonie continue de faire face à la double menace d'un climat qui s'assèche et d'une agriculture en expansion, comprendre comment ces forces se combinent est essentiel pour la gestion des ressources en eau. Pour la centrale hydroélectrique qui alimente la région depuis près de cinquante ans, l'augmentation des conditions de bas débit offre une lueur de résilience, garantissant que la production d'électricité puisse continuer même pendant les périodes sèches. Cependant, l'étude sert également d'avertissement. La stabilité du débit de la rivière est le résultat d'un équilibre spécifique entre la forêt restante, la nouvelle pâture et la pluie changeante. Si l'équilibre penche trop, ou si le climat change davantage, le système pourrait atteindre un point de rupture. La recherche souligne que l'avenir de la sécurité hydrique en Amazonie dépend non seulement de la protection des forêts restantes, mais aussi de la compréhension des interactions complexes, et souvent inattendues, entre la terre et le ciel pour façonner les rivières qui les soutiennent.