Les fossés et les canaux sont une source importante, mais négligée, d'émissions de gaz à effet de serre – une nouvelle étude
C'est une froide matinée d'hiver dans les champs sombres et arables nus des Fens Anglian East. Au bord d'un champ, un scientifique plonge un long poteau dans un fossé. Alors, que fait un chercheur climatique ici?
Nous mesurons les émissions de gaz à effet de serre à partir de fossés et de canaux en collectant des échantillons d'eau de fossés et en les analysant en laboratoire. Nous utilisons également des chambres flottantes – une création de basse technologie (parfois couplée à des capteurs de haute technologie) faite d'un seau en plastique et de flotteurs de natation en forme de nouilles qui se trouvent sur l'eau et collectent les gaz en émis.
En tant que biogéochimistes d'eau douce, nous étudions comment des éléments comme le carbone et l'azote sont cyclées à travers des écosystèmes d'eau douce tels que les rivières, les lacs et les étangs. Nous étudions comment les pressions induites par l'homme, y compris l'eutrophisation – lorsque les nutriments excessives provoquent des proliférations d'algues qui épuisent l'oxygène – et le changement climatique affecte ces cycles.
Contrairement à de nombreux autres scientifiques, nous avons un penchant pour les fossés et les canaux (nous les appellerons tous à partir de fossés à partir de maintenant), qui n'ont pas tendance à recevoir beaucoup d'attention dans le monde de la recherche d'eau douce.
Les chercheurs ont précédemment calculé que les fossés émettent jusqu'à 3% du total des émissions mondiales de méthane des activités humaines. Dans notre nouvelle étude, nous constatons qu'ils émettent également beaucoup d'oxyde de co₂ et d'azote.
En fait, lors de la comparaison de la même surface, les fossés émettent plus d'oxyde de co₂ et d'azote que les étangs, les lacs et les réservoirs – probablement en raison des apports nutritifs élevés qui entrent dans les fossés.
En utilisant une approximation approximative de la surface mondiale des fossés, nous estimons que l'inclusion de fossés augmenterait les émissions mondiales de co₂ d'eau douce jusqu'à 1% et les émissions d'oxyde d'azote jusqu'à 9%.
Ces pourcentages peuvent sembler petits, mais ils s'additionnent. Lorsque la prise en compte des trois gaz à effet de serre, les fossés du monde émettent un co₂e de 333tg (teragrams d'équivalents de Co₂ – une unité commune pour exprimer l'impact climatique total de tous les gaz à effet de serre). Ceci est presque équivalent au total des émissions de gaz à effet de serre du Royaume-Uni en 2023 (379 tg co₂e).
Pour cette étude, nous avons collaboré avec des experts en flèche du Royaume-Uni, des Pays-Bas, du Danemark, de l'Australie et de la Chine. Nous avons collecté des données existantes sur les émissions de gaz à effet de serre à partir de 119 fossés dans 23 pays différents, dans toutes les grandes zones climatiques.
Nous avons estimé que les fossés mondiaux couvrent environ 5 353 000 hectares – environ 22% de la superficie totale du Royaume-Uni, ou l'ensemble du Costa Rica. Cependant, les chercheurs ne connaissent toujours pas définitivement l'étendue mondiale des fossés – ils peuvent en fait couvrir une zone beaucoup plus grande.
Les fossés sont des voies navigables linéaires de fabrication humaine construites pour servir à diverses fins. En drainant les zones humides, ils peuvent aider à créer des sols productifs pour la culture des cultures ou des arbres.
Ils transportent également l'eau pour l'irrigation des cultures. Certains sont construits pour créer des propriétés au bord de l'eau souhaitables. Les plus grands canaux jouent un rôle dans l'expédition et les transports, tandis que les fossés en bordure de route servent à redistribuer le ruissellement des eaux pluviales.
La longueur globale des fossés est inconnue mais très grande. Dans de nombreux pays européens, la longueur totale des fosses rivalise avec celle de leurs cours d'eau et de leurs rivières. Les Pays-Bas ont 300 000 km de fossés des terres agricoles croissantes. En Finlande, les réseaux de drains forestiers totalisent environ 1 million de kilomètres.
Les fossés peuvent émettre de grandes quantités de gaz à effet de serre (Co₂, méthane et oxyde nitreux) qui contribuent au réchauffement climatique et au changement climatique. Les fossés contiennent souvent de l'eau stagnante et se trouvent couramment dans les paysages agricoles et urbains, ce qui signifie qu'ils peuvent recevoir des intrants nutritifs élevés du ruissellement agricole contenant du fumier et des engrais, et du ruissellement des eaux pluviales contenant des engrais à pelouse, des déchets pour animaux de compagnie.
Cela crée les conditions à faible teneur en oxygène et à haut niveau idéal pour la production de gaz à effet de serre – en particulier le méthane et l'oxyde nitreux, dont les potentiels de réchauffement climatique sont beaucoup plus élevés que le CO₂. Compte tenu de leur étendue, les fossés apportent donc une contribution notable aux budgets des gaz à effet de serre en eau douce dans de nombreux pays du monde entier.
Clôture, plante et drague
En considérant les fossés lors de la déclaration de leurs émissions annuelles de gaz à effet de serre, les nations peuvent construire une image plus précise du problème. Une quantification appropriée peut également aider les chercheurs à cibler les moyens de réduire les émissions de gaz à effet de serre des fossés. Par exemple, une législation plus forte peut limiter l'utilisation des engrais et du fumier près des fossés.
En Australie, l'installation de clôtures pour empêcher les bovins de pénétrer dans les barrages agricoles a réduit de moitié les émissions de méthane des barrages. Une stratégie similaire pourrait être appliquée aux fossés pour minimiser la quantité de fumier riche en nutriments qui y circulent.
La plantation de plus d'arbres le long des berges de fossé pourrait aider à prendre certains des nutriments et à baisser la température de l'eau par l'ombrage, ce qui réduit également la production de gaz à effet de serre. Les fossés de dragage peuvent éliminer les sédiments riches en nutriments, tandis que l'eau du fossé aérating peut rendre les conditions moins idéales pour la production de méthane.
Ainsi, des solutions existent – mais elles ne seront employées et étendues qu'une fois que l'importance des émissions des fossés est quantifiée et plus largement reconnue.
Teresa Silverthorn, associée de recherche postdoctorale, Université de Liverpool et Mike Peacock, conférencier en cycles biogéochimiques, School of Environmental Sciences, Université de Liverpool
