En abattant toute la végétation d’un petit bassin du New Hampshire entre le 18 novembre et le 31 décembre 1965, une équipe de chercheurs a vu son ruisseau couler bien au-delà de ce qu’il aurait dû. Au bout d’un an, le débit dépassait de 33 cm, soit 39 %, la valeur attendue si le vallon était resté boisé. Les résultats ont été publiés en 1970 dans Ecological Monographs par Gene Likens, Herbert Bormann, Noye Johnson, D. W. Fisher et Robert Pierce.

Le bassin 2 de Hubbard Brook couvre 15,6 hectares.

Sur cette surface, 33 cm d’eau représentent environ 51 500 m³, soit une vingtaine de piscines olympiques de 2 500 m³ (un ordre de grandeur calculé à partir des chiffres de l’étude). L’écart se mesure par rapport à ce que le bassin aurait donné sans coupe. Pour établir cette référence, l’équipe disposait du bassin 6, voisin et laissé intact, qui servait de témoin. Le débit du bassin 2 se lisait à un déversoir en V, un seuil muni d’une encoche où passe tout le ruisseau.

En abattant tout sous 30 cm de neige, un protocole sans demi-mesure

L’abattage s’est déroulé alors que le sol était recouvert d’au moins 30 cm de neige. Tiges et branches ont été ramenées à 1 m de hauteur maximum, et les arbres coupés sont restés sur place, sans être évacués du vallon.

Venait ensuite la phase des herbicides, appliqués pendant les saisons de croissance 1966, 1967 et 1968 pour empêcher toute repousse. Le vallon grimpe de 503 à 716 m d’altitude, avec une pente moyenne de 18,5°. Le résumé de 1970 évoque deux ans d’inhibition de la repousse, tandis que la page du projet Hubbard Brook recense trois étés de traitement.

Le but : supprimer la végétation qui transpire.

C’est l’objectif que le projet affiche pour cette expérience, qui visait à mesurer l’influence de cette végétation sur le débit du ruisseau et sur le cycle des nutriments. Elle repose sur un principe de comparaison très simple. On ne touche à rien dans le bassin 6, on dévégétalise le bassin 2, et l’on regarde ce que chaque déversoir enregistre. Les écarts constatés peuvent alors être rapportés à la coupe plutôt qu’à la météo, puisque les deux vallons reçoivent le même ciel.

En supprimant les arbres, un ruisseau qui gonfle trois ans de suite

Le débit annuel a dépassé les valeurs attendues de 39 % la première année, puis de 28 % la deuxième, soit 33 cm puis 27 cm d’eau en plus. La page du projet donne 40 %, 28 % et 26 % pour les trois années de traitement, avec un point d’écart sur la première année entre les deux sources.

La fonte des neiges a été avancée de plusieurs jours.

L’hypothèse de départ, d’après l’objectif affiché, est que la végétation qui transpire pèse sur le débit. Les chiffres vont dans ce sens. Mais le résumé de 1970 ne détaille pas le mécanisme, et l’on aurait tort de trancher sans le texte complet.

En octobre, au moment où les feuillus se dégarnissent, la comparaison avec Hubbard Brook devient tentante. Elle porte sur une version bien plus douce du même geste : les troncs restent debout, les racines aussi, et seules les feuilles tombent. Il s’agit d’une image, pas d’un résultat de l’étude. Le bassin 2, lui, a perdu en six semaines toute la végétation qu’il portait, des plus hauts arbres jusqu’aux arbustes.

En perdant sa forêt, un vallon qui lâche aussi ses minéraux

L’eau n’a pas été la seule à sortir du bassin en plus grande quantité. Environ cinq mois après la coupe, la concentration de presque tous les grands ions du ruisseau a fortement grimpé, à l’exception de l’ammonium, du sulfate et du bicarbonate. Les nitrates ont atteint 41 fois leur niveau d’origine la première année et 56 fois la deuxième, au-dessus des niveaux sanitaires recommandés pour l’eau potable presque en permanence.

La page du projet traduit cela en milligrammes : moins de 1 mg/L en 1965-1966, puis plus de 50 mg/L deux ans plus tard.

Les autres éléments suivent, sur les deux années qui ont suivi la coupe, avec des hausses moyennes de 417 % pour le calcium et de 408 % pour le magnésium. Le potassium grimpe de 1 558 % et le sodium de 177 %. Pour 1967-1968, les pertes nettes du bassin 2 atteignent environ 142 kg par hectare et par an pour l’azote des nitrates et 90 pour le calcium, contre 9,2 pour le calcium dans le bassin 6 resté intact. Le sulfate fait figure d’exception : c’est le seul grand ion dont la concentration baisse après la coupe.

Le dispositif n’est pas resté isolé. Les équipes de Hubbard Brook ont répété des expériences de dévégétalisation de bassins entiers en 1974-1976 puis en 1983, et une étude ultérieure note de fortes hausses des flux de nitrate à chaque fois. Cette même étude attribue ces hausses à une moindre absorption par les plantes, ainsi qu’à une minéralisation et une nitrification accrues dans les sols du versant.

Sources : esajournals.onlinelibrary.wiley.com | hubbardbrook.org