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Jul 28, 2023

Données scientifiques volume 10, Numéro d'article : 339 (2023) Citer cet article

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Le concept de charge critique constitue une ligne directrice scientifique importante pour le contrôle des dépôts acides. Il s'agissait non seulement d'une base scientifique cruciale pour déterminer les objectifs de réduction des émissions en Europe, mais également utilisée dans le contrôle de la pollution atmosphérique en Chine, notamment pour la désignation de deux zones de contrôle. Actuellement, les charges critiques de soufre et d’azote sont encore dépassées en Europe, en Amérique et en Asie de l’Est (principalement en Chine) et doivent être continuellement mises à jour pour répondre aux exigences de réductions supplémentaires des émissions. Les charges critiques de la Chine ont été calculées et cartographiées dans les années 2000, mais ne sont pas suffisamment précises en raison de limitations méthodologiques et de données. Nous présentons ici les dernières charges critiques de haute qualité pour la Chine, basées sur des données de base à haute résolution sur les dépôts de cations basiques dans le sol, la végétation et l'atmosphère, ainsi que sur des connaissances à jour sur des paramètres importants. Nos données, qui seront incluses dans GAINS-Chine, peuvent être utilisées pour évaluer les avantages écologiques des réductions d'azote et de soufre en Chine à l'échelle régionale ou nationale, et pour développer des stratégies d'atténuation à l'avenir.

Les dépôts acides, constitués (principalement) de dépôts d’azote et de soufre, constituaient l’un des problèmes environnementaux les plus graves en Europe, en Amérique du Nord et en Asie de l’Est depuis les années 19601,2. Il reste un problème environnemental important dans certains pays en développement comme l’Inde et le Brésil, et il y montre une tendance croissante3. L'azote et le soufre déposés dans l'environnement peuvent conduire à l'acidification et à l'eutrophisation des écosystèmes terrestres et aquatiques4. De nombreux rapports font état de dépôts acides entraînant la mort de poissons et le déclin des forêts5,6,7. Afin de contrôler efficacement les impacts environnementaux des dépôts acides à un coût minimal, le concept de charges critiques a été proposé, défini comme la quantité maximale de dépôts acides qui ne causerait pas de dommages aux sols et aux eaux de surface à long terme8. Les charges critiques sont déterminées par la nature de l'écosystème (p. ex. sol et végétation), reflétant la tolérance de l'écosystème aux dépôts acides. Les charges critiques ont été utilisées dans la réduction de l’azote et du soufre dans le monde entier, même comme principales orientations scientifiques9,10,11. En Europe, ils ont été utilisés dans les négociations du Deuxième Protocole sur le Soufre et du Protocole « multipolluants et multi-effets », comme base scientifique pour les objectifs de réduction des émissions12. Les États-Unis ont également pris les charges critiques au sérieux, en créant le Comité scientifique sur les charges critiques des dépôts atmosphériques (CLAD) pour promouvoir le développement, la collaboration et le partage de données sur les charges critiques13. Plusieurs agences fédérales, telles que le National Park Service (https://www.nps.gov/subjects/air/critical-loads.htm), ont appliqué des charges critiques aux pratiques de conservation des écosystèmes. Actuellement, les dépôts acides diminuent progressivement en Europe et aux États-Unis grâce à la réduction du SO2 et des NOX, mais les charges critiques y sont toujours dépassées dans les zones frontalières (par exemple, des dépassements des charges critiques pour l'eutrophisation se sont produits sur 58 % de la superficie de l'écosystème en Europe en 202014 ; la superficie totale de tout dépassement de charge critique aux États-Unis en 2025 devrait être de 4,8 millions de km2)15. Par conséquent, l’Europe (www.icpmapping.org) et les États-Unis (http://nadp.slh.wisc.edu) mettent continuellement à jour les charges critiques pour évaluer les avantages d’une réduction supplémentaire des émissions.

Depuis la fin des années 1970, les pluies acides sont progressivement devenues l’un des problèmes environnementaux les plus préoccupants en Asie de l’Est. Et le sud de la Chine est un point chaud pour les pluies acides en Asie de l’Est1. La superficie touchée par les pluies acides en Chine dépassait autrefois 30 % de la superficie nationale16, et les dépôts humides de soufre les plus élevés en Chine étaient nettement supérieurs à ceux d’Europe et d’Amérique du Nord1,17,18. Afin d'évaluer scientifiquement l'état des dépôts acides et d'orienter les réductions des émissions, Duan et al. a d’abord cartographié les charges critiques en Chine9, qui ont ensuite été utilisées dans la désignation de deux zones de contrôle (zone de contrôle des pluies acides et zone de contrôle de la pollution par le dioxyde de soufre)19,20,21. Ces dernières années, la Chine a déployé de gros efforts pour réduire les émissions d’azote et de soufre, principalement pour contrôler les particules fines (PM2,5), et les dépôts acides semblent avoir été considérablement réduits, ce qui représente un avantage secondaire16. Cependant, sur la base des résultats de Duan et al., Zhao et al. ont constaté que le dépassement de la charge critique pour le soufre est resté à 2,5 Mt en 2015, et celui pour l'azote à 1,1 Mt22. En outre, la réduction des particules réduit la tolérance des écosystèmes aux dépôts acides, et la réduction de l'ammoniac entraîne également une incertitude dans le contrôle des dépôts acides23. Par conséquent, les données disponibles sur les charges critiques en Chine (par Duan et al.9) ne peuvent pas répondre au besoin d’une évaluation précise des impacts des dépôts acides actuellement en Chine. Plus important encore, les charges critiques de Duan et al. ont été cartographiées il y a plus de deux décennies, la précision et la résolution étaient donc limitées par les données et méthodes de base. Par exemple, ils ont calculé les taux de dénitrification et d’altération du sol en fonction du type de sol sans paramètres localisés ; l'absorption par la végétation a été grossièrement déterminée en fonction du type de végétation. En général, les données actuelles sur la charge critique ont une résolution et une précision spatiales faibles et ne peuvent plus décrire la dernière situation des écosystèmes en raison des changements dans les dépôts, la végétation et d'autres facteurs environnementaux.