Les forêts de mangroves absorberaient 960 000 tonnes par an de pollution azotée déversée dans les eaux côtières, ce qui coûterait près de 8,7 milliards de dollars par an si ce service écosystémique était financé par l’homme, selon une récente étude. Mis à part la séquestration de carbone, les mangroves sont notamment des absorbeurs particulièrement efficaces d’azote, un polluant souvent sous-estimé qui peut avoir des impacts considérables sur les écosystèmes aquatiques.
La pollution azotée d’origine anthropique aurait fortement augmenté depuis le début du XXe siècle. Elle provient principalement d’activités comme l’agriculture et l’élevage et représente 35,9 millions de tonnes d’azote rejeté chaque année dans les écosystèmes d’eau douce entre 2002 et 2010. La quasi-totalité de cet azote est réactive et altère les écosystèmes aquatiques en favorisant, par exemple, la prolifération d’algues qui, à leur tour, peuvent réduire significativement la disponibilité en oxygène et en nutriments pour d’autres espèces aquatiques.
Ces processus entraînent des pertes économiques considérables pour les populations dépendantes des activités aquacoles, comme la pêche et l’aquaculture. Les stratégies existantes pour éliminer la pollution azotée consistent principalement à traiter les eaux usées, ce qui représente une charge financière significative pour les gouvernements et les municipalités, tout en laissant une grande partie des rejets agricoles sans traitement. Aux États-Unis, par exemple, le déficit de financement annuel pour les infrastructures hydrauliques représentait 81 milliards de dollars en 2021.
Les forêts de mangroves peuvent constituer des alternatives simples et efficaces à ces systèmes de traitement, en agissant notamment comme éliminateurs naturels de pollution azotée. Cependant, malgré les recherches croissantes sur les mangroves et leur importance écologique, la compréhension de la manière dont elles pourraient contribuer à assainir les eaux côtières à l’échelle mondiale demeure incomplète.
« Nous n’en sommes qu’aux prémices de la compréhension des mécanismes à l’origine de cette élimination de l’azote », a déclaré Benoit Thibodeau, professeur adjoint au Département des sciences de la Terre et de l’environnement de l’Université chinoise de Hong Kong, à LiveScience. Dans leur étude publiée récemment dans la revue Earth’s Future, Thibodeau et son équipe apportent de nouvelles estimations du potentiel d’élimination azotée des forêts de mangroves.
Des recycleurs d’azote particulièrement efficaces
Les mangroves sont des plantes halophytes (adaptées aux milieux salés) poussant principalement dans les régions côtières tropicales et subtropicales. Leurs racines hautes, semi-immergées et entrelacées, en font des écosystèmes d’une biodiversité exceptionnelle incluant à la fois des poissons, des amphibiens, des oiseaux ainsi que des reptiles et mammifères marins.
En particulier, les sédiments retenus par leurs racines sont très riches en microorganismes décomposant l’azote rejeté dans l’eau, recyclant ainsi efficacement ce nutriment. Plus précisément, cette élimination s’effectue selon deux voies principales : la dénitrification et l’oxydation anaérobie de l’ammonium (anammox).
La dénitrification convertit les nitrates en diazote et en protoxyde d’azote, un gaz à effet de serre, tandis que l’anammox convertit les nitrites et l’ammonium en diazote. Ce dernier constitue 78 % de l’atmosphère terrestre et n’est pas un gaz à effet de serre. Ces voies d’élimination sont efficaces pour des concentrations d’azote relativement élevées, mais il existe un seuil au-delà duquel cette efficacité diminue.
À noter que les herbiers marins utilisent un mécanisme similaire pour éliminer l’azote, mais les mangroves sont particulièrement efficaces car leurs sédiments sont pauvres en oxygène, offrant ainsi un environnement optimal pour les microorganismes recycleurs d’azote.
Les chercheurs ont analysé les résultats de 51 études antérieures, combinés à des mesures effectuées sur le terrain. Les chercheurs ont regroupé les données en deux catégories : les taux d’absorption réels, observés dans la nature, et les taux d’absorption potentiels, qui correspondent à la quantité d’azote que les mangroves pourraient absorber dans des conditions optimales de température, de salinité et de concentration d’azote.
Les chercheurs ont ensuite évalué les moyennes des taux réels et potentiels en se basant sur l’estimation de la superficie mondiale des mangroves, soit 135 869 kilomètres carrés. En outre, une approche de crédit basée sur les montants payés par les municipalités comme celles de l’Australie et des États-Unis pour éliminer l’azote des eaux usées a été utilisée afin d’évaluer la valeur économique de l’azote éliminé par les mangroves.
« Le marché des crédits carbone est aujourd’hui très mature, mais celui de l’azote l’est beaucoup moins », explique l’auteur principal de l’étude et doctorant à l’Université de Hong Kong, Ziyan Wang, à LiveScience. « Nous avons mené une étude préliminaire sur la manière dont différents marchés ou secteurs d’activité gèrent ce type de pollution azotée. »
960 000 tonnes d’azote éliminées par an
Les analyses des chercheurs révèlent que les mangroves absorbent près de 960 000 tonnes d’azote des systèmes aquatiques chaque année. Dans des conditions optimales, ce chiffre pourrait dépasser 5,5 millions de tonnes par an.
Répartition et ampleur de l’absorption d’azote par les mangroves à l’échelle mondiale. Les cartes présentent (a) les taux réels et (b) les taux potentiels spécifiques à chaque site. Les histogrammes insérés illustrent la distribution des sites selon les catégories de valeurs calculées. © Wang et Thibodeau
Compte tenu des montants actuellement engagés pour l’élimination de l’azote des eaux usées, le service d’épuration naturel rendu par les mangroves représenterait 8,7 milliards de dollars par an à l’échelle mondiale. Si ce taux d’élimination atteignait 5,5 millions de tonnes par an, sa valeur s’élèverait à environ 57 milliards de dollars par an, selon l’étude.
Les mangroves sont directement menacées par la montée du niveau de la mer, la déforestation liée à l’urbanisation et la hausse des températures. En effet, si elles présentent une tolérance relativement élevée à la chaleur, leurs microorganismes racinaires pourraient voir leur activité de recyclage de l’azote modifiée. Les résultats de l’étude soulignent davantage leur importance non seulement du point de vue écologique, mais également économique.
