Land use change impacts on water quality in three lake Winnipeg watersheds

Citation

Yang, Q., Leon, L.F., Booty, W.G., Wong, I.W., McCrimmon, C., Fong, P., Michiels, P., Vanrobaeys, J., et Benoy, G.A. (2014). « Land use change impacts on water quality in three lake Winnipeg watersheds. », Journal of Environmental Quality, 43(5), p. 1690-1701. doi : 10.2134/jeq2013.06.0234

Résumé

L’eutrophisation du lac Winnipeg est causée par la charge excessive de nutriments attribuable aux activités agricoles réalisées dans le bassin hydrographique. L’estimation de la pollution diffuse et des effets des pratiques de gestion bénéfiques (PGB) est une étape importante pour la protection de la qualité de l’eau des cours d’eau récepteurs. Personne n’avait encore utilisé de modèles informatiques pour comparer systématiquement différents paysages et systèmes agricoles à l’échelle de bassins aussi grands que le bassin des rivières Rouge et Assiniboine, au Manitoba. Dans la présente étude, nous avons utilisé le modèle SWAT (Soil and Water Assessment Tool), que nous avons étalonné pour trois bassins pilotes du bassin du lac Winnipeg. L’étalonnage du débit mensuel a donné un coefficient de Nash-Sutcliffe satisfaisant dans l’ensemble, les valeurs ayant été supérieures à 0,7 pour toutes les simulations. Le coefficient de Nash-Sutcliffe de l’étalonnage du phosphore total (PT) s’est établi entre 0,64 et 0,76, celui du N total (NT), entre 0,22 et 0,75, et celui du total des solides en suspension (TSS), entre 0,29 et 0,68. Selon une évaluation des concentrations excessives de PT de 1993 à 2007, les charges annuelles ont dépassé les objectifs proposés pour les trois bassins plus de la moitié du temps. Quatre scénarios de PGB fondés sur des changements d’utilisation des terres ont été étudiés dans les bassins : conversion de cultures annuelles en prairies de fauche, restauration de milieux humides, conversion de terres agricoles peu productives en prairies de fauche et restauration de milieux humides sur des terres agricoles peu productives. Parmi ces différents scénarios, c’est celui de la conversion de cultures annuelles en prairies de fauche qui a eu le plus grand impact : au cours de la période de simulation, le TSS a diminué de 33 à 65 %, les charges en NT, de 58 à 82 %, et les charges en PT, de 38 à 72 %. L’analyse de l’unité de surface et du pourcentage de réduction de la charge indique que le scénario de restauration de milieux humides et le scénario de restauration de milieux humides sur des terres agricoles peu productives ont eu une incidence importante sur la qualité de l’eau dans les zones à charge élevée des trois bassins. De telles réductions des sédiments, du N et du P peuvent être obtenues au moyen de scénarios de changement d’utilisation des terres, ce qui donne à penser que la conservation des terres devrait constituer un élément central de toute stratégie de remise en état du lac Winnipeg.

Date de publication

2014-01-01

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