Modelling the hydrological impacts of catchment land use change on a valley peatland in the French Massif Central
Une étude de modélisation couplée MIKE SHE/MIKE 11 dans le Massif central français démontre que le remplacement des bois de feuillus par des plantations de conifères réduit considérablement l'apport d'eau et le débit des cours d'eau vers une tourbière de vallée, tandis que la conversion en lande ou en pâturage augmente ces apports hydrologiques.
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Au cœur des collines de granit vallonnées du centre de la France se trouve un paysage qui ressemble à un immense bol peu profond creusé dans la terre. C'est le bassin versant de Dauges, un lieu où la pluie s'accumule et s'infiltre dans le sol, alimentant une zone humide rare et ancienne connue sous le nom de tourbière. Ces zones humides ne sont pas de simples parcelles de terre détrempées ; ce sont des éponges vivantes composées de matières végétales partiellement décomposées qui s'accumulent depuis des milliers d'années. Parce qu'elles retiennent autant de carbone et d'eau, elles agissent comme des filtres vitaux pour l'environnement, stockant les polluants et régulant le débit des rivières en aval. Cependant, ces écosystèmes sont incroyablement sensibles à l'eau qui les alimente. Si le niveau d'eau baisse ne serait-ce que légèrement, l'équilibre délicat de la vie au sein de la tourbe peut basculer, libérant potentiellement le carbone stocké et nuisant aux plantes et animaux uniques qui y trouvent refuge. L'eau qui maintient ces zones humides en vie provient de deux sources principales : la pluie qui ruisselle directement sur la terre et l'eau qui remonte des profondeurs du sous-sol. Ces deux sources dépendent entièrement de ce qui pousse sur les collines entourant la zone humide.
Depuis plus d'un siècle, les collines autour de Dauges changent. Les agriculteurs ont quitté les terres, et les forêts ont repoussé, mais pas toujours du même type de forêt. Dans de nombreux endroits, les arbres feuillus indigènes comme le hêtre et le chêne ont été remplacés par des plantations de conifères à croissance rapide, tels que le douglas et le pin. Bien que les arbres soient généralement bons pour l'environnement, les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que différents types d'arbres consomment l'eau à des taux très différents. Pour comprendre exactement comment ces changements dans la forêt affectent la zone humide en dessous, une équipe de chercheurs a construit une carte numérique détaillée de toute la zone. Ils n'ont pas simplement deviné ; ils ont utilisé un modèle informatique sophistiqué qui simule la façon dont l'eau circule à travers le sol, la roche et la végétation. Ils ont alimenté ce modèle avec des années de données météorologiques réelles et des mesures des niveaux d'eau relevés dans des puits de la zone humide. Une fois que le modèle a été prouvé conforme au monde réel, ils ont mené une série d'expériences. Ils ont demandé à l'ordinateur d'imaginer ce qui se passerait si le mélange actuel d'arbres et d'herbes était entièrement remplacé par l'un de trois scénarios différents : une forêt de conifères, une forêt de feuillus ou une lande et une prairie ouvertes.
Les résultats de ces simulations révèlent une différence frappante dans la manière dont ces paysages gèrent l'eau. Lorsque les chercheurs ont remplacé la végétation existante par des plantations de conifères, la zone humide a commencé à s'assécher. Le modèle a montré que ces arbres persistants, avec leurs aiguilles denses, interceptent une quantité massive de pluie sur leurs branches avant même qu'elle n'atteigne le sol. Cette eau interceptée s'évapore dans l'air, ce qui signifie que moins d'eau atteint le sol. Par conséquent, la quantité d'eau circulant sur la terre vers la zone humide a chuté de moitié, et l'eau souterraine remontant du dessous a diminué de quatorze pour cent. L'impact sur les rivières alimentant la zone a été encore plus spectaculaire. Le débit moyen de l'eau dans les cours d'eau a chuté de près de moitié, et pendant les périodes les plus sèches de l'année, le débit pourrait chuter de 82 %. Peut-être plus inquiétant encore fut l'effet sur la nappe phréatique au sein de la tourbe elle-même. Dans les simulations, le niveau d'eau dans la zone humide a chuté jusqu'à un mètre dans certaines zones, particulièrement autour des bordures du marais et durant les mois chauds et secs de la fin de l'été. Cela suggère que la plantation de ces types d'arbres spécifiques pourrait transformer un marais humide et saturé en un environnement beaucoup plus sec, menaçant potentiellement les plantes qui ont besoin d'une humidité constante pour survivre.
En revanche, les autres scénarios dressaient un tableau très différent. Lorsque les chercheurs ont imaginé les collines couvertes de prairies ou de landes, la zone humide recevait plus d'eau. Ces habitats ouverts permettaient à plus de pluie d'atteindre le sol, augmentant le flux d'eau vers la zone humide de près de trente pour cent. Les niveaux d'eau dans la tourbe ont légèrement augmenté, maintenant le sol plus humide plus longtemps, surtout lors des sécheresses estivales. L'étude a également examiné ce qui se passerait si les collines étaient couvertes d'arbres feuillus, similaires à ce qui existe actuellement. Les résultats étaient très proches de la situation actuelle, suggérant que les forêts de feuillus indigènes sont un choix stable qui n'altère pas radicalement le bilan hydrique. Les chercheurs ont constaté que les changements n'étaient pas uniformes à travers le paysage ; les bords de la zone humide étaient les plus vulnérables à l'assèchement lorsque les conifères étaient introduits, tandis que le centre restait relativement stable. Ceci est dû au fait que l'eau qui maintient les bordures humides provient des collines environnantes, et lorsque cet approvisionnement est coupé par des arbres assoiffés, les marges sont les premières à souffrir.
Les implications de ces découvertes s'étendent bien au-delà de cette seule vallée en France. Le bassin de Dauges n'est qu'un exemple parmi tant d'autres de zones humides de haute altitude dans la région qui dépendent de l'eau provenant de leurs collines environnantes. L'étude suggère que les politiques visant à protéger ces zones humides doivent regarder au-delà des limites mêmes de la zone humide. Planter des arbres sur les collines au-dessus d'un marais protégé peut sembler être une bonne idée pour le stockage du carbone, mais si ces arbres sont de la mauvaise espèce, ils pourraient drainer la zone humide même qu'ils sont censés protéger. Les chercheurs soulignent que, bien que le modèle informatique fournisse une image claire des changements hydrologiques, les conséquences réelles pourraient être encore plus complexes lorsqu'elles sont combinées à un climat de plus en plus chaud. Les simulations montrent que la combinaison de plantations de conifères et d'étés plus secs pourrait entraîner de graves pénuries d'eau, tant pour la zone humide que pour les communautés en aval qui dépendent de ces rivières. En fin de compte, l'étude rappelle que la nature est profondément connectée ; ce qui se passe sur le versant de la colline se répercute inévitablement jusqu'au fond de la vallée, et protéger une zone humide nécessite de gérer l'ensemble du paysage qui l'alimente.
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