Étude captivante sur la force des plantes indigènes

La pollution par le sel dans les eaux douces est un problème mondial en pleine croissance.

Un excès de sel nuit aux plantes, dégrade les sols et compromet la qualité de l’eau. Dans les zones urbaines, le sel de déneigement utilisé en hiver est souvent entraîné dans les systèmes d’eaux pluviales, posant des risques pour la santé et des difficultés pour les infrastructures.

En particulier, les sels peuvent affecter les processus de filtration et contaminer les bassins de rétention utilisés pour gérer et traiter les eaux pluviales urbaines. Megan Rippy, professeure adjointe en génie civil et environnemental, vise à comprendre comment le sel impacte les plantes dans les bassins de rétention des eaux pluviales et à évaluer si certaines espèces végétales peuvent atténuer la pollution salée par un processus appelé phytoremédiation.

« Les plantes jouent un rôle important dans la performance des infrastructures vertes, mais seulement 1 % d’entre elles, connues sous le nom d’halophytes, peuvent supporter des environnements fortement salins, » explique Rippy. « Il est donc crucial de caractériser la menace que représente le sel pour les infrastructures vertes ainsi que le potentiel des espèces tolérantes au sel pour atténuer cette menace. »

Rippy a dirigé une étude d’un an financée par un programme de la National Science Foundation sur la recherche de convergence. Elle a étudié les bassins de rétention des eaux pluviales en Virginie du Nord, explorant les impacts des sels de déneigement sur les plantes, les sols et la qualité de l’eau dans les systèmes d’infrastructure verte. Ces bassins, conçus pour gérer les eaux pluviales et améliorer la qualité de l’eau, sont confrontés à des défis dus aux sels de déneigement utilisés en hiver.

La recherche, publiée dans Science of the Total Environment, montre que les niveaux de sels présents dans les systèmes d’infrastructure verte atteignent des niveaux susceptibles de menacer les communautés végétales. Toutefois, s’appuyer sur des plantes tolérantes au sel pour atténuer le problème est peu probable, car elles n’assimilent tout simplement pas assez de sel.

Niveaux de sel et résilience des plantes

L’étude a révélé que les bassins drainant des routes présentaient les niveaux de sel les plus élevés, entraînant un stress significatif pour les plantes. Les parkings suivaient avec des niveaux de sel modérés, tandis que les bassins drainant des zones herbeuses avaient peu ou pas de stress salin.

Parmi les 255 espèces de plantes identifiées dans les bassins, 48 espèces natives ont montré la capacité de tolérer des concentrations élevées de sel. Certaines plantes, en particulier les roseaux, ont absorbé des quantités importantes de sel, bien plus élevées que d’autres espèces.

Les chercheurs se sont concentrés sur 14 bassins de rétention à travers la Virginie du Nord, mesurant les niveaux de sel dans l’eau, le sol et les tissus végétaux au cours des quatre saisons. Les échantillons d’eau ont été analysés au laboratoire de surveillance du bassin d’Occoquan pour mesurer la conductivité électrique et les principaux ions salins. Les bassins permettent le drainage de différents types de terrains, y compris les routes, les parkings et les zones herbeuses.

Les plantes peuvent-elles résoudre le problème de salinité ?

Bien que des plantes tolérantes au sel comme les roseaux aient montré des promesses, leur impact sur le retrait global de sel s’avère limité. Même dans un bassin densément planté de roseaux, seule environ 5 à 6 % du sel de route appliqué en hiver pouvait être éliminée. Cela suggère que la phytoremédiation à elle seule ne peut résoudre la pollution saline, mais pourrait compléter des stratégies de gestion du sel plus larges qui abordent également l’application de sel en hiver.

« La quantité de sel que les roseaux éliminent est à peu près équivalente à la masse d’un à deux adultes, » précise Rippy. « Cela semble bien dérisoire par rapport à la quantité que nous appliquons réellement sur les routes et les parkings, impliquant que nous ne devons pas attendre des plantes qu’elles soient la solution miracle à notre problème de salinisation. »

Le changement climatique pourrait également modifier la dynamique du stress salin dans les systèmes d’eaux pluviales. À mesure que les hivers dans les zones climatiques transitoires deviennent plus doux avec plus de pluie et moins de neige, la quantité de sel appliqué sur les routes pourrait diminuer. Ce changement pourrait aligner les niveaux de sel dans les bassins sur la capacité des plantes à absorber et traiter la salinisation.

Cependant, les régions avec une couverture neigeuse persistante pourraient rencontrer d’autres défis, comme un délavage retardé des déglaceurs et l’émergence des plantes, ce qui pourrait avoir un impact sur les profils de stress salin et la capacité de phytoremédiation.

Systèmes résilients pour gérer la pollution saline urbaine

Cette étude offre des perspectives précieuses sur l’interaction entre les plantes, la pollution saline et l’infrastructure verte. En comprenant comment les plantes tolèrent et traitent le sel, Rippy se rapproche de l’élaboration de solutions durables pour protéger les écosystèmes d’eau douce.

Bien que les plantes à elles seules ne puissent résoudre notre problème de pollution par le sel, leur rôle dans des stratégies de gestion intégrées est essentiel. Cela peut fournir des orientations aux urbanistes, aux ingénieurs et aux scientifiques environnementaux pour concevoir des systèmes d’eaux pluviales plus efficaces afin de gérer les eaux usées, réduire la pollution saline et créer des villes plus vertes et résilientes.

Etude originale :