Impact des changements climatiques sur les rendements agricoles


Site scientifique à but non lucratif créé par Riad BALAGHI et Mohammed JLIBENE chercheurs à l'INRA (Maroc)

René Gommes (FAO/NRC),Tarik El Hairech (DMN), Damien Rosillon (consultant),Riad Balaghi (INRA), Hideki Kanamaru (FAO/NRC)



Les futurs possibles

Toutes les projections climatiques convergent vers l’avènement d’un climat plus aride dans la région méditerranéenne. Les projections sont calculées par les climatologues à partir de modèles atmosphériques qui transforment des hypothèses d’émissions de gaz à effet de serre (notamment, le CO2) en projections climatiques. Les modèles sont en fait des représentations simplifiées et manipulables de l'atmosphère terrestre qui tournent sur de super ordinateurs produisant des informations, à l’échelle planétaire, sur des mailles atmosphériques de l’ordre de 250 km de côté. Les projections climatiques se basent sur des représentations de ce que pourrait être le monde jusque l'an 2100. Les experts du Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC) ont appelé scénarios ces représentations du futur, qui conduisent chacun à des trajectoires d'émissions mondiales de gaz à effet de serre très différentes. Il faut cependant bien comprendre que les scénarios ne sont ni des prédictions ni des prévisions. Les scénarios ne sont qu'une partie plausible des futurs possibles. Surtout, le GIEC a volontairement écarté les scénarios, dans lesquels des mesures sont prises par les gouvernements du monde pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, justement dans le but d'entrevoir les situations critiques futures.


Anticiper les situations de crise

Le Ministère de l'Agriculture, du Développement Rural et de la Pêche Maritime (MPAM) et la Banque Mondiale (BM), en collaboration avec l’Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO) et la Direction de la Météorologie Nationale (DMN) ont entrepris ensemble une étude prospective originale pour quantifier les impacts des changements climatiques sur notre agriculture d'ici à la fin du 21ème siècle. L'objectif du MAPM et de la BM est de déterminer les options économiques et politiques d'adaptation de notre agriculture face aux changements climatiques pour faire en sorte que notre pays ne soit pas pris de court par des situations éventuelles de crise. Cette étude a été organisée de façon opérationnelle en 5 phases: 1) Les projections climatiques futures à l'échelle de notre pays; 2) Les impacts sur les rendements agricoles; 3) Les impacts sur les ressources en eau; 4) Les impacts économiques et 5) Les options politiques d'adaptation aux changements climatiques.

 

Ramener les projections climatiques planétaires à l'échelle du Maroc

Durant la première phase, l'étude a entrepris de réduire statistiquement l’échelle spatiale des projections climatiques, établies par le GIEC sur des mailles de 250 x 250 km au niveau planétaire, à une grandeur assez fine (de l'ordre du kilomètre carré) qui puisse être compatible avec l'échelle spatiale des principales zones agro-écologiques du Maroc. Rappelons que les zones agro-écologiques établies par le Ministère de l'Agriculture, du Développement Rural et de la Pêche Maritime sont le Favorable, l'Intermédiaire, le Défavorable Oriental, le Défavorable Sud, la Montagne et le Saharien.

 

 

 

 
Par rapport à la période 1961/1990, la baisse des précipitations va concerner tout le pays, surtout à l'horizon 2071-2099. Selon le scénario le plus pessimiste, la pluviométrie annuelle baissera de l’ordre de 20% d’ici 2050 et de 40% à l’horizon 2080, à l’exception de la zone Saharienne où la baisse sera de 16% en 2080. La baisse de précipitations sera plus importante selon le scénario pessimiste A2. C'est au cours de l'automne et du printemps que la baisse pluviométrique se fera sentir, c'est-à-dire durant les périodes au cours desquelles on enregistre normalement des pics de pluviométrie.

 

 
 De la même manière que pour les précipitations, les températures vont augmenter sur tout le pays. Selon le scénario A2, le réchauffement avoisinera 3°C d’ici 2080 pour les 6 zones agro-écologiques du Maroc et atteindra 5°C dans les zones Défavorable Orientale et Montagneuse. Cette augmentation de température entrainera une augmentation de l’évapotranspiration (somme de l'évaporation des sols et de la transpiration des plantes) de l’ordre de 20% d’ici 2050 et 40% à l’horizon 2080, à l’exception de la zone Saharienne (9% en 2080).


Traduire les changements climatiques en impacts sur la production agricole

Dans une deuxième phase, les projections climatiques réduites à l'échelle des zones agro-écologiques ont été traduites en projections de rendements agricoles. Une cinquantaine de cultures pluviales et irriguées, dans les six zones agro-écologiques, pour deux scénarios climatiques A2 et B2 et à quatre horizons de temps : 2000 (période actuelle, couvrant de 1979 à 2006), 2030 (de 2011 à 2040), 2050 (de 2041 à 2070) et 2080 (de 2071 à 2099) ont été étudiées. La méthodologie a consisté à développer, pour chaque culture et pour chacune des zones agro-écologiques, une fonction de rendement qui est en fait un modèle agro-climatique qui lie empiriquement les rendements agricoles au bilan hydrique préalablement spatialisé sur l'ensemble du pays. Le progrès technologique observé au niveau des zones agro-écologiques ainsi que l’effet fertilisant du CO2 atmosphérique sur les cultures ont été tous deux pris en compte dans les fonctions de rendement. Finalement, les rendements futurs sont obtenus en appliquant les conditions climatiques futures (modèle HadCM3 et deux scénarios d’émissions A2 et B2) aux fonctions de rendement ainsi établies.

 

Scénario A2

Scénario B2

Il s'agit d'un scénario pessimiste qui décrit un monde où la population mondiale est en rapide augmentation, avec une croissance économique forte qui repose sur des technologies polluantes dans un monde devenu plus protectionniste avec des inégalités croissantes entre le Nord et le Sud. Recours persistant aux énergies fossiles, croissance économique inégale selon les régions.

Il s'agit d'un scénario optimiste qui décrit un monde où l'accent est placé sur des solutions locales, dans un sens de viabilité économique, sociale et environnementale. La population mondiale s’accroît de manière continue mais à un rythme plus faible que dans A2. Il y a des niveaux intermédiaires de développement économique et l’évolution technologique est moins rapide et plus diverse

 

Les impacts des changements climatiques sur les productions agricoles

Les projections climatiques sur le Maroc indiquent que l’aridité va progressivement augmenter en raison de la diminution de la pluviométrie et de l’augmentation de la température. Il faut garder à l'esprit que les modèles climatiques prédisent mieux les moyennes que les valeurs extrêmes. Cela veut dire que, si en moyenne l'aridité va augmenter, certaines années peuvent malgré tout être sporadiquement très pluvieuses. L'augmentation de l'aridité va donc avoir des répercussions négatives sur les rendements agricoles surtout à partir de 2030. Toutes les cultures ne seront pas aussi vulnérables aux changements climatiques. Dans la figure ci-dessous, on peut remarquer que les cultures pluviales (non irriguées) seront particulièrement affectées par les changements climatiques. Dans une optique où l'eau d'irrigation continuera à être disponible en quantités suffisantes, les cultures irriguées continueront à voir leurs rendements augmenter malgré les changements climatiques. On suppose que l'augmentation de température, couplée à une irrigation qui assure les besoins des cultures, accélérera la croissance des plantes cultivées et donc augmentera les récoltes. Cependant, la disponibilité en eau d'irrigation, même en cas d'augmentation de l'aridité du climat marocain, est une hypothèse qui reste encore à vérifier. De manière générale, les rendements agricoles resteront plus ou moins stables jusqu'à l'horizon 2030, puis baisseront assez rapidement au-delà de cette date, de façon plus marquée dans le cas du scénario A2 que dans celui du scénario B2. Toutes les zones agro-écologiques ne seront pas affectées de la même manière par les changements climatiques. Les zones agro-écologiques Favorables et Intermédiaire seront les plus vulnérables aux changements climatiques.

 

 
 

Pourcentage de réduction des rendements agricoles selon les scénarios A2 et B2, jusqu'à l'horizon 2100 (L'adaptation par le progrès technologique actuel n'est pas prise en compte ici).

A: Légumineuses irriguées et fourrages; B: Arboriculture fruitière irriguée et cultures légumières; C: Fourrages et cultures légumières; D: Céréales pluviales et légumineuses; E : Céréales d'automne  pluviales; F: Autres cultures pluviales.


Les impacts réduits par le progrès technologique

Lorsque l'on étudie la progression des rendements agricoles avec les changements climatiques, mais en tenant compte du progrès technologique réalisé dans notre pays, on se rend compte que les impacts négatifs sont moindres. Le progrès technologique est pris ici dans son sens le plus large, comprenant l'amélioration génétique des plantes cultivées, l'utilisation des fertilisants et pesticides, les techniques de labour, etc. C'est la progression moyenne des rendements des cultures reportés dans les statistiques agricoles de 1979 à 2006. Par exemple, le progrès technologique, que l'on a observé sur les 25 dernières années au Maroc dans les statistiques agricoles, a été en moyenne de 0.2 quintal/ha/an au niveau national aussi bien pour le blé tendre que pour le blé dur. En particulier, ce progrès est le fruit d'un effort important fourni par l'INRA pour créer des variétés, productives et résistantes à la sécheresse et aux maladies, en dépit des aléas climatiques caractéristiques de notre pays. En stations expérimentales, le gain de rendement peut aller jusque 0.5 quintal/ha/an pour les nouvelles variétés de blé tendre de l'INRA. Dans la figure ci-dessous, on peut voir les impacts des changements climatiques sans progrès technologique en rouge et avec progrès technologique en vert pour le blé dur non irrigué au niveau national. Dans le scénario A2, sans progrès technologique, le rendement du blé dur irait toujours en diminuant alors que l'impact peut être compensé en partie par le progrès technologique, tout au moins jusqu'en 2050. Dans le scénario B2 plus favorable, le progrès technologique peut compenser l'impact des changements climatiques même jusqu'en 2100. Pour l'orge par exemple, le progrès technologique a été nul car, pour un certain nombre de raisons, l'orge a été reléguée vers les zones agricoles marginales affectant ainsi son rendement. Le gap entre la ligne en vert (avec progrès technologique) et en rouge (sans progrès technologique), qui indique l'adaptation de notre agriculture aux changements climatiques futurs. Il montre les efforts déployés par la recherche marocaine dans le domaine de l'agriculture en milieux arides à partir du début des années 80. Le progrès technologique le plus spectaculaire se retrouve, par exemple, pour la tomate, la luzerne, la banane, la pomme de terre ou les fourrages.

 



Les incertitudes concernant les impacts

Les modèles physiques sur lesquels reposent les projections climatiques prévoient mieux les valeurs moyennes de pluie et de température que leurs extrêmes. Il en découle, que les impacts prévus dans le futur représentent des moyennes de valeurs qui peuvent parfois fluctuer fortement d'une année à l'autre. Les prévisions de rendements sont toutefois diffèrent très peu entre les scénarios A2 et B2 jusqu’en 2030. Au delà de cette date, et jusqu'en 2100,   des divergences énormes existent entre les scénarios en raison des incertitudes liées aux quantités de gaz à effet de serre qui seront réellement émises dans l’atmosphère. Pour cette raison, les estimations d'impact sont fiables jusqu'en 2030 et vraisemblables au-delà. Cependant, l’amplitude des changements climatiques attendus à long terme est telle qu’un renversement de tendance est peu probable. Ces prévisions d'impact sur les productions agricoles sont largement tributaires des modèles climatiques développés par les climatologues et ne sont valables que pour les paradigmes actuels de l'agriculture marocaine. En d'autres termes, des altérations des systèmes de production actuels tels que la gestion de l’eau, l'affectation des terres, l'amélioration variétale, les cultures existantes ou l'adaptation des agriculteurs aux changements climatiques peuvent modifier les prévisions d'impact. Il faut bien comprendre que l'on essaye de mettre sous forme d'équations mathématiques des relations complexes entre les rendements agricoles et des scénarios futurs. Les incertitudes liées aux projections d'impacts sont principalement dues à notre difficulté à imaginer le monde de demain, aux imperfections des modèles climatiques, aux techniques de réduction d’échelle ainsi qu'aux erreurs statistiques inhérentes aux des données d'entrée utilisées.


Conclusion

Les estimations d’impact des changements climatiques sur les productions agricoles sont plausibles sur les 20 prochaines années. Pour le futur plus lointain, l’amplitude des changements climatiques prévus est telle qu’un renversement des tendances est peu probable. Il ressort de cette étude que le progrès technologique (amélioration des rendements agricoles en conditions arides et semi-arides), l'irrigation (gestion de l'eau au niveau de la parcelle agricole, du bassin versant et de la région) et l'utilisation des terres selon leur vocation agricole sont des clés importantes d'adaptation aux changements climatiques. La mise en commun des efforts et de l'expertise d'institutions nationales (MAPM, INRA et DMN) et internationales (BM et FAO) a permis de lever des difficultés opérationnelles et méthodologiques et, surtout, d'assurer un "contrôle de qualité" dans toutes les phases d'analyse de cette. Il faut en effet savoir que plus de 68790 données ont été générées durant l'analyse des impacts, soit presque un "travail d'usine". Pour terminer, on peut dire que les résultats trouvés peuvent trouver des applications pratiques immédiates, dans les processus de prise de décision en agriculture, et ajoutent une composante prospective aux politiques de développement agricole et de sécurité alimentaire au Maroc.


En pièce jointe, le document complet qui peut aussi être téléchargé à l'adresse originelle:
ftp://ext-ftp.fao.org/SD/Reserved/Agromet/WB_FAO_morocco_CC_yield_impact/report/WB_Morocco_20091013.pdf

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Riad Balaghi,
15 nov. 2009 à 04:11
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Riad Balaghi,
6 nov. 2009 à 12:17
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