La vie c’est l’eau, et l’eau c’est la vie. Ce truisme s’applique certainement à la côte du Pacifique, où les ruisseaux et les rivières fonctionnent comme les artères de la région. L’eau qu’ils transportent favorise la vie végétale et la faune dans le climat méditerranéen du sud de la Californie. Ils fournissent un refuge pendant les sécheresses et servent souvent de lien pour la récupération après les incendies.
Malgré l’importance de ces cours d’eau, les scientifiques ne comprennent toujours pas parfaitement comment ils réagissent aux incendies. C’est pourquoi une équipe de l’UC Santa Barbara et du National Forest Service ont étudié les impacts des incendies de forêt sur les cours d’eau au cours des cinq dernières années dans certaines parties de la forêt nationale de Los Padres. Les nouvelles découvertes des scientifiques font la couverture du numéro de décembre de Sciences de l’eau douce.
Trois grands thèmes ont émergé de leur étude : l’héritage, la contingence et le changement. L’état actuel d’un paysage est un héritage de son histoire. De plus, ce qui arrive à un écosystème dépend d’une multitude de conditions environnementales avant et après une perturbation. Ces effets hérités et imprévus se produisent dans un contexte de changement climatique, les écosystèmes évoluant vers de nouveaux scénarios climatiques et d’utilisation des terres.
Les résultats de cette étude ont également mis en évidence l’importance des cours supérieurs des cours d’eau comme refuges pour les espèces aquatiques sensibles en cas d’incendie et de sécheresse. Après le retour des conditions favorables, les poissons, les amphibiens et les invertébrés peuvent repeupler des zones en aval appropriées. Cette idée a renforcé l’importance de protéger ces zones pour assurer la résilience et la biodiversité des bassins versants dans leur ensemble.
Une rafale d’activité de recherche a suivi l’incendie de Zaca en 2007 et l’incendie de Jesusita en 2009. la canopée », a déclaré l’auteur principal Scott Cooper, professeur de recherche au Département d’écologie, d’évolution et de biologie marine. L’ensoleillement supplémentaire augmente la température de l’eau et favorise la croissance des algues, ce qui à son tour favorise une communauté différente d’invertébrés aquatiques mangeurs d’algues. La végétation réduite entraîne également une augmentation du ruissellement, de l’érosion et des apports de sédiments qui peuvent modifier les schémas d’écoulement des cours d’eau, la qualité de l’eau et, en fin de compte, la communauté d’animaux dans le cours d’eau.
L’équipe prévoyait de comparer les communautés de cours d’eau dans les zones brûlées et intactes pour étudier les impacts hérités de l’incendie de Zaca 10 ans plus tard. Puis cinq années de sécheresse ont compliqué leurs plans. Les effets de la sécheresse se sont superposés aux effets de l’incendie, a expliqué Cooper, menant à une étude multifactorielle contrastant les ruisseaux pérennes et intermittents, dont certains brûlaient tandis que d’autres non.
“C’est juste la nature du travail sur le terrain”, a déclaré la co-auteur Kristie Klose, biologiste des pêches forestières pour la forêt nationale de Los Padres. “Les choses ne se passent pas toujours proprement.”
L’équipe a étudié 30 ruisseaux dans la forêt nationale de Los Padres et ses environs en 2016 – à la fin d’une sécheresse de cinq ans – et à nouveau en 2017, après le retour de l’eau et l’augmentation des débits. Ils ont porté une attention particulière aux communautés d’invertébrés vivant dans les ruisseaux. De nombreux sites se trouvaient à l’intérieur, autour et en aval d’où les incendies avaient brûlé huit à dix ans plus tôt.
À court terme, les incendies et les glissements de terrain peuvent augmenter les débits des ruisseaux car il y a moins de plantes puisant l’eau des sols et des canaux, a expliqué Cooper. L’augmentation des débits pendant les tempêtes peut affouiller les cours d’eau et déplacer leur flore et leur faune, réduisant ainsi leurs populations. Les algues et certains invertébrés peuvent recoloniser rapidement les cours d’eau après la baisse des débits, en particulier si le feu a ouvert la canopée riveraine. Les cours d’eau retrouvent souvent leurs conditions d’avant le feu en un à deux ans, a-t-il ajouté, car la végétation se rétablit rapidement dans les climats méditerranéens avec leurs saisons de croissance toute l’année.
Après 10 ans, l’équipe a découvert que la plupart des communautés riveraines s’étaient remises des incendies. Les rares espèces qui ne l’ont pas fait étaient des espèces qui préféraient les cours d’eau ombragés avec des températures fraîches et une litière de feuilles abondante. “Les effets d’un incendie de forêt peuvent être de courte durée dans les zones où la zone riveraine ne brûle pas”, a déclaré Cooper. “Ces communautés reviennent généralement dans un an ou deux.” Les impacts durent plus longtemps là où la végétation riveraine brûle, et le rétablissement du cours d’eau dépend du rétablissement de la zone riveraine.
Bien que les cours d’eau se soient rétablis 10 ans après le dernier incendie, les effets hérités de la sécheresse ont été beaucoup plus forts. La principale chose qui limite la reprise de la végétation dans les climats méditerranéens est la disponibilité de l’eau. Ainsi, les sécheresses peuvent vraiment compliquer la situation d’une manière qui n’est pas encore entièrement comprise.
C’est encore une question ouverte de savoir si la sécheresse accélère ou retarde la réaction d’un écosystème au feu. Les incendies se produisent souvent pendant les sécheresses, lorsque le carburant est sec et que les températures sont élevées. Si ces conditions persistent, le manque d’eau peut ralentir le rétablissement des plantes et retarder la réaction d’un cours d’eau aux pluies ultérieures. D’autre part, de fortes pluies après un incendie peuvent provoquer des inondations, étouffer le lit des cours d’eau avec des sédiments et, dans des cas extrêmes, conduire à des débris qui enlèvent la majeure partie de la végétation riveraine. Cela dit, la pluie peut aussi favoriser la croissance, ce qui stabilise les sols et réduit l’érosion. “Sur différentes périodes, vous pouvez obtenir des résultats très compliqués car la pluie peut à la fois stimuler la croissance des plantes tout en augmentant la perturbation des cours d’eau”, a déclaré Cooper.
Cependant, une chose est toujours restée vraie : les mares dans les cours supérieurs des cours d’eau étaient essentielles au rétablissement de l’écosystème. “Ce sont des refuges, à travers la sécheresse et les incendies de forêt, pour les poissons et autres animaux aquatiques”, a déclaré Cooper. “C’est là que les espèces sensibles survivent pendant les périodes d’intempéries, puis recolonisent les tronçons en aval lorsque les conditions deviennent plus favorables.” En conséquence, les populations se contractent et s’étendent à cause des sécheresses, des incendies de forêt et des conditions favorables, empêchant la disparition d’espèces des ruisseaux.
Par exemple, l’incendie de Zaca en 2007 a brûlé une grande partie du bassin versant du ruisseau Manzana. “Mais ses affluents voisins, Davy Brown et Munch Creeks, n’ont pas brûlé et ont conservé une canopée riveraine dense”, a déclaré Klose. “Ils ont servi de refuges à la truite arc-en-ciel du sud de la Californie en voie de disparition et ont protégé les grenouilles à pattes rouges de Californie.”
Les résultats soulignent l’importance de protéger ces sources vulnérables. La sécheresse est la nouvelle norme pour l’Ouest américain, et la pénurie d’eau menace tous les écosystèmes de la région, en particulier les rivières et les ruisseaux. De plus, la demande urbaine et agricole en eau ne fera qu’augmenter, mettant encore plus à rude épreuve l’approvisionnement en eau de la région. Par exemple, le US Forest Service délivre des permis d’utilisation spéciale pour les prélèvements d’eau de surface sur les terres qu’il gère. Selon Klose, nous entrons dans une ère où cela n’est peut-être plus faisable. “Au cours de ma vie, nous voyons des flux qui étaient autrefois pérennes devenir plus intermittents ou même éphémères”, a-t-elle déclaré. À mesure que les cours d’eau s’assèchent, les espèces qui ont besoin d’eau pérenne, comme la truite arc-en-ciel, peuvent disparaître à moins qu’elles n’aient des refuges d’eau de surface.
Certaines extractions d’eau dans la forêt nationale de Los Padres ont cessé après que l’incendie de Thomas ait détruit l’infrastructure. “Dans ces zones, la végétation riveraine est en plein essor”, a déclaré Klose. Cela se répercute sur la susceptibilité d’un paysage au feu. Les arbres indigènes le long des cours d’eau sont plus résistants au brûlage en raison de leur taux d’humidité élevé. Les incendies s’arrêtent ou sautent par-dessus ces zones en fonction de la topographie, a expliqué Klose. Et la présence d’eau garantit que les zones riveraines se rétablissent plus rapidement si elles brûlent. Encore une autre raison d’assurer l’intégrité des eaux d’amont, selon Klose et Cooper.
En tant que biologiste aquatique principal de la forêt nationale de Los Padres, Klose gère, conserve et réhabilite l’habitat aquatique sur plus de deux millions d’acres de terres. Elle a déclaré que la collaboration avec des chercheurs de l’UC Santa Barbara rend cela possible. De plus, la forêt nationale embauche quatre à cinq étudiants de l’UCSB pour mener des enquêtes chaque été. “Ce partenariat me permet également de recruter et d’enseigner aux étudiants des compétences pratiques sur le terrain et en laboratoire qu’ils ne peuvent pas apprendre efficacement en classe”, a-t-elle ajouté.
Cette étude ne fait qu’effleurer la surface d’un sujet aux multiples facettes. Les feux de forêt et les pluies ou sécheresses qui s’ensuivent varient en termes d’étendue, de calendrier, d’intensité, de durée et d’ampleur. Il en résulte une matrice complexe et multidimensionnelle d’incendies et de conditions météorologiques subséquentes. Les chercheurs ont continué à surveiller les réactions des cours d’eau à différents incendies et conditions météorologiques, leur permettant de remplir certaines des combinaisons de cette matrice.
Cooper, qui a étudié ces systèmes pendant quatre décennies, a résumé les résultats. « Il y a deux choses que j’ai conclues en étant écologiste : « Tout est interconnecté et tout est dynamique. »
le biologiste de recherche David Herbst; Associé de recherche du personnel S. Matthew Drenner; et la chercheuse principale, la professeure adjointe Erika Eliason (tous à l’UC Santa Barbara) ont collaboré à cette étude, tout comme Jason White de South Coast Habitat Restoration.
.
