Effets du paysage sur l’exportation d’éléments nutritifs à la fonte des neiges et durant les épisodes de ruissellement dûs aux précipitations extrêmes dans les bassins versants agricoles du Nord

Citation

Wilson, H.F., Casson, N.J., Glenn, A.J., Badiou, P., Boychuk, L. (2019). Landscape controls on nutrient export during snowmelt and an extreme rainfall runoff event in northern agricultural watersheds, 48(4), 841-849. http://dx.doi.org/10.2134/jeq2018.07.0278

Résumé en langage clair

• les fossés de drainage des eaux de surface augmentent le ruissellement causé par la fonte des neiges dans les bassins hydrographiques agricoles
• les bassins versants drainés affichent une plus grande exportation de P et des précipitations estivales extrêmes
• les ratios d’exportation de N:P et de CO:P dans les bassins versants drainés étaient plus faibles en été
• la restauration du potentiel de stockage de l’eau dans le paysage peut réduire l’exportation de P
• en raison des changements climatiques, il faudra adopter de nouvelles pratiques de gestion du drainage

Résumé

Les caractéristiques dynamiques de l’azote (N) et des solides en suspension (SS) ont été étudiées dans l’eau des cours d’eau en 2003, pendant quatre tempêtes, dans le bassin versant de Shibetsu, dans l’est de la préfecture de Hokkaido, au Japon. L’analyse a montré que les concentrations en azote total (NT), en azote nitrique (NO3-N), en azote organique dissous (NOD), en azote particulaire (NP) et en SS ont toutes atteint un pic pendant une élévation des débits de l’hydrogramme des rejets, mais les pics NP et SS étaient plus significatifs que ceux du N dissous. Le NP et les SS affichaient systématiquement une hystérèse dans le sens des aiguilles d’une montre, avec des concentrations plus élevées pendant les crues, tandis que le NO3-N et le NOD présentaient des profils différents entre les tempêtes en fonction de l’humidité antérieure du sol. Une courbe en M (V), définie comme la répartition de la masse nutritive par rapport au volume de rejet, a montré qu’un « premier rinçage » de NP, de NO3-N, de NOD et de SS a été observé; toutefois, la répartition des charges nutritives dans le rejet était différente. Le NP et les SS avaient une caractéristique de constante de temps de rinçage plus courte (t_[1/e], définie comme étant l’intervalle de temps requis pour que diminuent les concentrations dans l’eau de rejet à e [-1] (37 % des concentrations initiales), et ont contribué à 80 % des flux lorsque sont survenus les premiers 50 % des rejets, alors que le temps de rinçage plus long (t_[1/e]) de NO3-N et de NOD avec des concentrations diminuant lentement a entraîné des charges de moitié au cours de la récession du débit. Ces données indiquent que, concernant les mécanismes de rinçage, on pourrait faire une distinction entre les éléments nutritifs particulaires et l’azote dissous. L’analyse a montré que les concentrations de NP et de SS dérivées de l’érosion du sol étaient liées au ruissellement de surface. En revanche, le NO3-N provenait de la couche de sol près de la surface associée à la montée de la nappe phréatique peu profonde, et était principalement rincé par le ruissellement souterrain. Différents mécanismes de rinçage impliquent que différentes pratiques exemplaires de gestion des bassins versants devraient être adoptées pour atténuer efficacement la dégradation de la qualité de l’eau.

Date de publication

2019-01-01