Il est facile de penser que plus de nutriments – ce dont la vie a besoin pour grandir et prospérer – favoriserait des écosystèmes plus dynamiques. Pourtant, la pollution par les nutriments a en fait fait des ravages sur les systèmes marins, contribuant à la prolifération d’algues nuisibles, à une dégradation de la qualité de l’eau et à des zones mortes pauvres en oxygène.
Une équipe de chercheurs de l’UC Santa Barbara a proposé une nouvelle stratégie pour réduire de grandes quantités de nutriments – en particulier l’azote et le phosphore – après qu’ils ont déjà été rejetés dans l’environnement. Dans une étude publiée dans la revue Politique maritime, les auteurs soutiennent que l’incroyable capacité des algues à puiser les nutriments de l’eau pourrait fournir une solution efficace et rentable. En regardant le golfe du Mexique aux États-Unis, l’équipe a identifié plus de 63 000 kilomètres carrés propices à l’aquaculture d’algues.
« Un objectif clé de l’écologie de la conservation est de comprendre et de maintenir l’équilibre naturel des écosystèmes, car l’activité humaine a tendance à déséquilibrer les choses », a déclaré le co-auteur Darcy Bradley, codirecteur du programme Océan et pêche à l’Université de l’environnement. Labo des marchés. Les activités terrestres, comme l’agriculture à l’échelle industrielle, envoient beaucoup de nutriments dans les cours d’eau où ils s’accumulent et se déversent dans l’océan en plus grandes quantités qu’ils ne le feraient naturellement.
Les algues opportunistes et les microbes profitent de la surabondance de nutriments, qui alimentent des proliférations massives. Cette croissance peut avoir toutes sortes de conséquences, de la production de biotoxines à l’étouffement des habitats dans des monocultures virtuelles. Et tandis que ces algues produisent de l’oxygène lorsqu’elles sont vivantes, elles meurent si soudainement et dans un tel volume que leur décomposition rapide consomme tout l’oxygène disponible dans l’eau, transformant d’énormes étendues de l’océan en soi-disant «zones mortes».
Les algues cultivées pourraient réduire les nutriments disponibles, affirment les auteurs, limitant les ressources pour une croissance incontrôlée d’algues et de microbes nuisibles. Les algues produisent également de l’oxygène, ce qui pourrait atténuer le développement de zones mortes hypoxiques.
Les auteurs ont analysé les données du golfe du Mexique aux États-Unis, qui, selon eux, illustrent les défis associés à la pollution par les nutriments. Plus de 800 bassins versants dans 32 États fournissent des nutriments au golfe, ce qui a conduit à une zone morte croissante à faible teneur en oxygène. En 2019, cette zone morte s’étendait sur un peu plus de 18000 kilomètres carrés, légèrement plus petite que la superficie du New Jersey.
Les poissons grognons Cortez nagent sous une prolifération d’algues «marée rouge» près des îles chauves-souris dans le parc national de Santa Rosa au Costa Rica. Les poissons grognons Cortez nagent sous une prolifération d’algues «marée rouge» près des îles chauves-souris dans le parc national de Santa Rosa au Costa Rica. Des fleurs comme celles-ci peuvent libérer des biotoxines et créer des zones mortes pauvres en oxygène dans l’océan.
À l’aide de données océanographiques et d’utilisation humaine à source ouverte, l’équipe a identifié les zones du golfe propices à la culture des algues. Ils ont découvert qu’environ 9% de la zone économique exclusive des États-Unis dans le golfe pouvait soutenir l’aquaculture d’algues, en particulier au large de la côte ouest de la Floride.
«La culture d’algues dans moins de 1% du golfe du Mexique aux États-Unis pourrait potentiellement atteindre les objectifs de réduction de la pollution du pays qui, pendant des décennies, ont été difficiles à atteindre», a déclaré l’auteur principal Phoebe Racine, un Ph.D. candidat à la Bren School of Environmental Science & Management de l’UCSB.
«Faire face à la pollution par les nutriments est difficile et coûteux», a ajouté Bradley. Les États-Unis dépensent à eux seuls plus de 27 milliards de dollars chaque année pour le traitement des eaux usées.
De nombreuses régions utilisent des programmes d’échange de la qualité de l’eau pour gérer ce problème. Dans ces systèmes de plafonnement et d’échange, les régulateurs fixent une limite à la quantité de polluant qui peut être rejetée, puis les entités échangent des crédits sur un marché. Les programmes d’échange de la qualité de l’eau existent partout aux États-Unis, bien qu’ils soient souvent petits, sur mesure et peuvent être éphémères. Cela dit, ils sont très prometteurs et, selon Racine, bénéficient d’un soutien bipartisan.
L’aquaculture des algues marines s’intégrerait parfaitement dans ces initiatives. « En fonction des coûts et de l’efficacité de l’agriculture, l’aquaculture des algues pourrait être financée par les marchés commerciaux de la qualité de l’eau pour n’importe où entre 2 et 70 dollars par kilogramme d’azote enlevé », a déclaré Racine, « qui se situe dans la fourchette des prix de crédit observés sur les marchés existants. »
De plus, les chercheurs notent que la demande d’algues marines augmente dans les secteurs de l’alimentation et de l’industrie. Les produits potentiels comprennent les biocarburants, les engrais et les aliments, en fonction de la qualité de l’eau, a déclaré Racine. Cela signifie que, contrairement à de nombreuses stratégies d’assainissement, l’aquaculture des algues pourrait être rentable ou même générer des revenus.
Et le moment semble venu pour la proposition des auteurs. «Les États-Unis ont traditionnellement eu beaucoup d’obstacles pour faire de l’aquaculture dans l’océan», a expliqué Bradley. « Mais il y a un soutien politique croissant sous la forme de projets de loi et d’un décret signé qui pourraient catalyser l’expansion de l’industrie aquacole américaine. »
Cette étude est la première d’une série à sortir du groupe de travail sur les algues, un groupe interdisciplinaire de chercheurs cherchant à comprendre et à cartographier le potentiel des avantages de l’aquaculture des algues pour la société. Ils étudient actuellement une gamme d’autres services écosystémiques que la culture des algues pourrait fournir, tels que les avantages pour les pêcheries environnantes et la capture du carbone. Les chercheurs travaillent également sur un article qui explore l’élimination de l’azote et du phosphore au niveau national avec une analyse à échelle fine modélisant l’élimination des nutriments des algues indigènes au large des côtes de la Floride.
Tant que les humains continueront à ajouter des nutriments à l’environnement, la nature trouvera des moyens de les utiliser. En cultivant délibérément des algues, nous pouvons cultiver des algues que nous savons bénignes, utiles ou même potentiellement utiles, plutôt que les algues opportunistes qui tirent actuellement de ces excès de nutriments.
.
