Une étude sur la rivière Jinshui en Chine révèle que les variations saisonnières influencent la capacité de dénitrification des cours d'eau forestiers

Une nouvelle étude montre que la capacité des cours d'eau forestiers à éliminer l'excès d'azote varie selon les saisons, l'été et l'hiver étant influencés par des facteurs environnementaux différents. Cette découverte suggère que la gestion de la qualité de l'eau des bassins versants forestiers doit davantage tenir compte des variations saisonnières.

Figure 1. Localisation des sites d'étude le long de la rivière Jinshui. (a) Localisation du bassin versant ; (b) Topographie du bassin versant et répartition des points d'échantillonnage ; (c) Types d'utilisation des terres du bassin versant.

Les chercheurs ont pris pour objet d'étude la rivière Jinshui, située dans le centre de la Chine, et ont analysé des échantillons d'eau et de sédiments de surface prélevés sur 18 sites le long des berges boisées. L'étude a combiné le traçage isotopique de l'azote-15, la télédétection, les mesures chimiques de l'eau et des sédiments, ainsi que l'analyse génétique microbienne, afin de suivre le cycle de l'azote et les processus naturels de dénitrification dans le cours d'eau.

Les résultats de l'étude montrent que la dénitrification est la principale voie naturelle d'élimination de l'azote dans cette rivière tout au long de l'année, représentant environ 90 % de la dénitrification totale en été et environ 95 % en hiver. Pendant les saisons plus chaudes, le taux de dénitrification est plus élevé ; parallèlement, le processus d'oxydation anaérobie de l'ammonium contribue également à la dénitrification en été comme en hiver.

L'étude révèle qu'en été, l'élimination de l'azote est principalement régie par l'activité microbienne et les caractéristiques des sédiments, notamment leur teneur en carbone organique, en azote et leur état hydrique. En hiver, les facteurs dominants se déplacent vers les conditions hydrochimiques, la température ainsi que les concentrations d'azote ammoniacal et de nitrate ayant une influence plus marquée sur les processus microbiens de dénitrification.

Hao Jiang, auteur correspondant de l'étude au Jardin botanique de Wuhan de l'Académie chinoise des sciences, a déclaré que le processus d'élimination de l'azote dans les cours d'eau ne peut être expliqué par un seul facteur environnemental, ses facteurs dominants variant selon les saisons. Par conséquent, une gestion efficace des bassins versants doit prendre en compte à la fois les conditions paysagères à grande échelle et les processus microscopiques se déroulant dans les sédiments des cours d'eau.

Les chercheurs estiment que ces découvertes contribueront à améliorer les modèles mondiaux du cycle de l'azote et fourniront une base pour la gestion des bassins versants forestiers, réduisant ainsi la pollution nutritionnelle en aval et protégeant la qualité de l'eau.