Virginia Institute of Marine Science

On prévoit que les changements climatiques auront des répercussions majeures sur les zones littorales du monde entier. Si les milieux côtiers accueillent environ la moitié de la population mondiale ainsi que des écosystèmes des plus productifs, ces derniers sont aussi les plus menacés de la planète. Parmi les risques, on peut notamment citer l’élévation du niveau de la mer, de la température de l’eau et de la fréquence et de l’intensité des tempêtes violentes, la détérioration des habitats côtiers et le déplacement des populations humaines. Autant de phénomènes qui auront des répercussions notables sur l’environnement et l’économie. Pour réagir de façon adéquate à ces menaces, il faut non seulement connaître précisément les conséquences du forçage climatique sur l’environnement côtier et sur sa société, mais aussi établir une structure de gouvernance efficace pour incorporer une recherche scientifique de pointe dans une planification et une gestion réactives.

Le VIMS (Virginia Institute of Marine Science) est la plus importante institution des Etats-Unis et se concentre sur la recherche, l’éducation et le service consultatif relatif aux eaux côtières. Le VIMS et sa nouvelle initiative de recherche sur les changements climatiques des zones littorales (www.vims.edu/climatechange) encouragent aussi bien la recherche fondamentale que la recherche appliquée et couvrent l’ensemble du globe et un vaste domaine allant des bassins versants à la pleine mer, des pôles aux tropiques, avec un accent particulier sur les milieux côtiers et estuariens.

La diversité du portefeuille de recherche VIMS nous aide à mieux comprendre les relations complexes entre le forçage climatique et les divers processus côtiers, ainsi que leurs impacts sur les ressources vivantes et sur les communautés humaines concernées. Le VIMS assure également un service d’enseignement universitaire supérieur et une formation à la recherche fondamentale et appliquée visant à mieux gérer et préserver les ressources côtières et estuariennes pour les générations d’aujourd’hui et de demain.

Figure 1. Example of a coastal monitoring and prediction system that provides tangible products to the public, and to local and regional governments and planners. As disruptions from climate change increase, such systems will become increasingly important for effective response planning and resource management

Observation et modélisation des impacts du réchauffement mondial

La plaine côtière peu élevée de la région mi-Atlantique est représentative de nombreux milieux côtiers dans le monde et en fait un site d’étude propice pour prédire les perturbations environnementales et sociales causées par des changements tels que l’élévation du niveau de la mer. Cette zone, ainsi que les régions présentant une vulnérabilité similaire, ont besoin de systèmes d’observation continue pour fournir des données aux modèles permettant de prévoir la météorologie locale, les inondations causées par les orages, les précipitations et ruissellements, l’introduction de matériel organique et de nutriments provenant des terres, les rejets potentiels des installations d’égouts et de stockage de substances polluantes, la répartition et l’abondance des ressources vivantes, et la présence et la propagation des maladies aquatiques et de leurs vecteurs potentiels. En association avec les gouvernements, l’industrie et les instituts de recherche, et sous les auspices du CBOS (Chesapeake Bay Observing System : www.cbos.org), le VIMS a aidé à développer des outils de visualisation modernes tels que le prototype CIPS (Chesapeake Inundation Prediction System : http://cbos.org/Home/chesapeake-bay-inundation-prediction-system-cips) en tant qu’outil prévisionnel potentiel pour le service météorologique national de la NOAA (National Weather Service, NWS : www.nws.noaa.gov), en partenariat avec les responsables des secours d’urgence locaux et régionaux. Les systèmes tels que CBOS, CIPS et VECOS (le système d’observation côtière et estuarienne de Virginie : www2.vims.edu/vecos), joueront un rôle de plus en plus crucial dans la protection des vies humaines, des propriétés privées et des ressources naturelles dans les milieux côtiers menacés par une élévation du niveau de la mer et par l’augmentation de l’intensité des tempêtes. En outre, ces systèmes permettront également de faciliter la gestion de l’environnement et des ressources et d’améliorer la sécurité pour les intervenants locaux et nationaux, y compris les organismes de secours d’urgence et militaires.

Protéger la côte grâce au littoral vivant

Les incidences du climat sur le milieu côtier et sur l’économie régionale sont aggravées par la rétention continue des sédiments en raison d’obstructions, de la disparition de groupements végétaux côtiers, et d’obstacles à la migration des marécages vers le rivage sous différents scénarios d’élévation du niveau de la mer. Le VIMS gère le programme de recherche et de surveillance le plus ancien du monde sur la végétation aquatique submergée et émergente. Ce programme met notamment en évidence au niveau mondial la disparition, auparavant méconnue, de ce type important de zone côtière tampon et d’écloserie pour les fruits de mer. La recherche effectuée au centre de gestion des ressources côtières du VIMS (http://ccrm.vims.edu/index.html) fournit des données fondamentales sur les zones humides et leur gestion, et favorise le développement de modèles informatiques et d’outils SIG permettant aux gestionnaires de ressource et aux parties prenantes d’évaluer l’état des zones humides, ainsi que leur valeur écologique et économique. Dans le contexte de la gestion des conséquences de l’élévation du niveau de la mer, de telles évaluations deviendront de plus en plus critiques du fait des réponses dynamiques des zones humides face au forçage climatique.

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Figure 2. Living shoreline in different parts of the coastal zone. Preserving, creating or enhancing natural vegetation is always the preferred approach for shoreline protection and restoration

Changements climatiques et maladies aquatiques

L’évolution des conditions environnementales présage un besoin croissant de surveiller activement les maladies virales, bactériennes, protozoaires, fongiques et autres troubles affectant les ressources vivantes et la santé humaine dans les régions côtières. Des espèces clés de la Baie de Chesapeake et de la côte mi-Atlantique, telles que l’huitre de Virginie (Crassostrea virginica), ont déjà accusé des déclins catastrophiques suite à des maladies parasitaires telles que les maladies dites MSX et de Dermo. Avec l’évolution des conditions de base environnementales des zones littorales, on s’attend à ce que certaines maladies prolifèrent alors que d’autres régressent en importance. Le besoin de prévisions précises pour l’épidémiologie et la prolifération des pathogènes aquatiques telles que celles établies par les chercheurs du VIMS n’a donc jamais été si pressant.

Les changements drastiques concernant les modèles de précipitation, les ruissellements et les apports connexes dans les eaux côtières en nutriments, particules et matières organiques en provenance des terres via les rivières, auront tous un impact sur les caractéristiques et processus côtiers tels que la circulation, la salinité, les réserves de sédiment, l’hypoxie et le fonctionnement des écosystèmes. Les scientifiques du VIMS conduisent actuellement des recherches dans le monde entier sur les cycles du carbone, des nutriments et de l’eau sur la planète, afin de mieux anticiper la mesure dans laquelle les futurs changements climatiques influenceront ces cycles et affecteront l’environnement marin.

E: climatechange@vims.edu
W: www.vims.edu/climatechange