En 2001, l'U.S. Global Change Research Program prévoyait un impact positif des changements climatiques sur l'agriculture américaine. Aujourd'hui les experts émettent beaucoup de réserves sur ces prédictions.
Cet article a été préparé par Benoist Clouet à partir du rapport "Les effets du changement climatique sur l'agriculture américaine" réalisé par Lucas Guillet, Philippe Jamet, Claire Notin, Elodie Pasco et Jean-Pierre Toutant, du service pour la Science et la Technologie de l'ambassade de France aux Etats-Unis, que nous remercions pour leur collaboration.
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Focus :
L'agriculture américaine en chiffres
- Plus de 25% des échanges mondiaux de blé, maïs, soja et coton
- 210 millions d'hectares de terres cultivées (17% du territoire)
- Plus de 300 millions d'hectares de prairies et pâturages (26% du territoire)
- Production agricole représentant moins de 2% du produit intérieur brut américain
- Produits agricoles constituant près de 5% de la valeur des exportations américaines
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En 2001, l'US Global Change Research Program, le programme national d'encadrement des recherches dans le domaine du changement climatique, prévoyait dans son rapport que les changements climatiques et les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique du XXIe siècle ne représentaient pas de menace pour l'agriculture américaine et que les effets seraient même globalement positifs. Aujourd'hui, les recherches continuent et les experts ont beaucoup de réserves sur ces prédictions, qui n'auraient pas tenu compte d'un certain nombre de paramètres dont les évènements climatiques extrêmes, les maladies, les ravageurs, etc.
Le changement climatique est susceptible de produire des impacts sur l'ensemble de la chaîne agricole, de la croissance végétale aux conditions de la compétition sur les marchés internationaux. En 2001, le groupe d'expert de l'US Global Change Research Program, en se basant sur des modèles climatiques, des modèles de cultures et des modèles économiques, et en prenant en compte les possibilités d'adaptation des agriculteurs, avait conclu que les changements climatiques et les niveaux de dioxyde de carbone atmosphérique du XXIe siècle ne représenteraient pas de menace pour la production agricole américaine. Les effets, dans l'ensemble plutôt positifs, varieraient selon le type de culture et la région considérés, certains rendements augmenteraient sous l'effet d'un apport supplémentaire en CO2 et en eau, tandis que d'autres rendements diminueraient du fait de températures trop élevées.
Un gradient positif des impacts
La délimitation géographique aussi bien que la durée de ces bénéfices restent cependant encore incertaines. Le consensus actuel estime que les effets suivront un gradient nord-sud qui restera positif tant que le réchauffement ne dépassera pas 2 °C. L'augmentation uniforme de la concentration en CO2 sur l'ensemble du territoire favorisera la croissance des plantes de la même manière qu'un fertilisant. Les effets seront les plus bénéfiques pour les régions septentrionales et moins marquées pour les régions méridionales.
Les principales prédictions du changement climatique s'accordent sur une augmentation de la température et une répartition plus inégale des précipitations, qui seront globalement plus abondantes. Ces températures plus chaudes affecteront les cultures qui sont déjà au maximum de leur tolérance thermique. C'est pourquoi l'agriculture du Sud des Etats-Unis connaîtra probablement une baisse des rendements. D'un autre côté, des températures plus douces dans le Nord vont permettre d'allonger la période de croissance des plantes et donc d'étendre les cultures vers des régions qui étaient jusqu'alors trop froides. Si les agriculteurs de ces régions s'adaptent correctement à ces changements, il y a de grandes chances qu'ils en bénéficient.
Le consensus actuel explique qu'au cours des deux premiers degrés celcius de réchauffement (ou encore, pendant les cinquante prochaines années), les rendements de l'agriculture américaine vont augmenter. Mais, à mesure que la concentration en CO2 augmentera dans l'atmosphère, et donc que la température augmentera, les caractéristiques du climat changeront et affecteront l'ensemble de l'agriculture américaine. La plupart des analystes pensent que ce tournant aura lieu vers 2050.
Aujourd'hui les experts expriment beaucoup de réserves sur les prédictions du rapport de 2001. L'effet fertilisant du CO2 est de plus en plus remis en cause. En effet, une concentration accrue de CO2 dans l'atmosphère favorise normalement la croissance végétale, mais ce mécanisme semble en réalité limité selon le métabolisme (C3/C4). De plus, cet effet du CO2 est accompagné d'un phénomène de dilution. Par exemple, cette fertilisation réduit la concentration en protéines pour le blé et le riz. La qualité est aussi altérée puisque le blé issu de cette fertilisation donne de moins bonnes farines.
Une remise en cause de ces prédictions
Un troisième facteur après la température et le CO2 agit aussi fortement sur les plantes : l'ozone. Les récentes recherches ont mis en évidence son caractère très destructeur sur les structures foliaires, même en très faible quantité (fort pouvoir oxydant). Puisque la combustion de sources d'énergie fossiles entraîne un dégagement simultané de CO2 et d'O3, l'augmentation de dioxyde de carbone est accompagnée par celle de l'ozone, largement capable d'annuler l'effet fertilisant du CO2. L'effet de l'ozone devrait aussi augmenter les inégalités entre régions puisque ce gaz ne se répartit pas de manière uniforme dans l'atmosphère. En résumé, la réponse des plantes au changement climatique n'est pas encore totalement connue, notamment l'effet de l'ozone, ainsi que les interactions des différents facteurs (température, CO2, O3).
Par ailleurs, l'augmentation de CO2 dans l'atmosphère favorise théoriquement une meilleure utilisation de l'eau en agissant sur la fermeture des stomates. Mais, si la consommation d'eau par plante ne devrait pas trop changer, l'effet fertilisant du CO2 entraînant un développement plus important des plantes, la consommation totale en eau devrait suivre la même augmentation que les rendements. La majorité des experts interrogés considèrent l'eau comme le facteur limitant du changement climatique, malgré les effets positifs du CO2. Mais il est pour l'instant techniquement impossible de tester l'effet simultané d'une augmentation de la température et de la concentration en CO2 dans des espaces ouverts. Ces prédictions ne prennent donc pas en compte l'interaction entre ces deux facteurs.
La distribution de l'eau sur terre va être plus irrégulière à double titre : des précipitations de plus en plus violentes et irrégulières et la disparition des réservoirs naturels. Les régions qui disposaient dans le passé de larges quantités de neiges ou de glaciers vont connaître des fontes de plus en plus précoces en hiver. L'eau stockée dans les montagnes se déversera donc directement dans la mer, sans être absorbée par les terres. En conséquence, les débits des rivières seront insuffisants au printemps et en été, périodes où les cultures nécessitent le plus d'eau. Les experts soulignent également le manque de prise en compte dans cette étude des évènements climatiques extrêmes, des ravageurs et des maladies.
Parce qu'ils sont difficilement prévisibles et très violents, les extrêmes climatiques sont les facteurs les plus dangereux pour l'agriculture. L'augmentation de la moyenne des températures est un faux indicateur du changement climatique. Une série de vagues de chaleur suivie par une série de gels peuvent très bien donner une moyenne de températures normale alors que les plantes n'auront pas pu se développer. La prédiction des précipitations n'étant fiable qu'à l'échelle mondiale, cela rend impossible l'étude des rendements agricoles qui nécessite une prédiction régionale et saisonnière des pluies.
Extrêmes climatiques, ravageurs et maladies
Enfin, ces extrêmes climatiques caractérisent aussi le dérèglement des saisons avec des automnes plus tardifs et des printemps plus précoces. Ces perturbations de "l'horloge biologique" peuvent avoir des conséquences dramatiques sur la synchronisation des différents écosystèmes, les insectes pollinisateurs pouvant par exemple se développer avant la période de floraison... Une seule certitude ressort de l'analyse des extrêmes climatiques, les états seront touchés de manière très inégale avec de grands vainqueurs et de grands perdants. Les disparités seront donc renforcées et compliqueront la répartition des biens alimentaires au sein des états, avec l'émergence de véritables "greniers à blé" d'un côté et d'états importateurs de l'autre.
Au même titre que les extrêmes climatiques, les menaces de ravageurs et de maladies ont rarement été prises en compte dans les études. Le changement climatique a le même effet sur les parasites que sur les grandes cultures. L'augmentation des températures permet aussi à ces organismes d'étendre leurs habitats vers des régions plus au nord. A la différence près que ces organismes, souvent plus simples, colonisent les espaces très rapidement. Les espèces invasives risquent donc de s'étendre sur l'espace américain, d'augmenter la compétition avec les cultures, et de vulnérabiliser les écosystèmes en les simplifiant.
Les principales études prévoient une augmentation de l'utilisation des pesticides de l'ordre de 20% pour les grandes cultures, voire plus pour les cultures fruitières. Certaines études prévoient des pertes considérables dues à ces ravageurs trop souvent sous-estimées par les scientifiques. Modification des plannings des semis, des rotations et des récoltes, variétés adaptées aux nouvelles conditions, déplacement des réseaux d'irrigation en fonction de la nouvelle répartition des pluies, nouvelles installations dans des régions plus au nord, etc. Ces efforts d'adaptation des agriculteurs peuvent paradoxalement diminuer les revenus agricoles en augmentant les rendements. Si ceux-ci s'adaptent mal ou trop lentement, les gains annoncés seront de moins en moins importants. Il n'est donc pas si évident que le milieu agricole cherchera absolument à s'adapter, ce qui remet sérieusement en cause les bénéfices annoncés (voir "L'agriculture américaine en chiffres" ci-contre).
Dans les régions du Nord, les rendements de maïs devraient augmenter puisque les températures plus douces compenseront les pertes dues aux accidents climatiques. Dans les régions centrales et méridionales, les températures seront trop chaudes et les accidents climatiques trop fréquents, ce qui fera baisser les rendements de maïs. Pour les cultures de soja et de blé, plus sensibles à l'effet fertilisant du dioxyde de carbone, le même gradient nord-sud est prédit mais avec des effets négatifs moins prononcés.
Le cas des cultures pérennes est plus compliqué pour plusieurs raisons. D'une part, ces cultures se maintiennent d'une année sur l'autre en accumulant les dégradations climatiques. D'autre part, toute relocalisation est très onéreuse puisque la plupart de ces cultures nécessitent au moins cinq années pour donner les premiers fruits. Toute adaptation génétique rencontre les mêmes problèmes que la délocalisation. La physiologie des arbres fruitiers est aussi extrêmement sensible et exigeante par rapport au climat.
Adaptabilité des agriculteurs incertaine et gradient nord-sud recorrigé
La première partie du XXIe siècle sera donc marquée par l'opportunité de profiter des bénéfices relatifs du changement climatique, l'adaptation de l'agriculture américaine étant une condition sine qua non. Après 2050, ou au-delà de 2 °C de réchauffement, tous les bénéfices potentiels commenceront à disparaître. Au fil du changement climatique, ces impacts sur l'agriculture deviendront finalement négatifs sur tout le continent américain. L'augmentation des températures et des précipitations et de leur variabilité, les accidents climatiques plus fréquents et plus violents contribueront à réduire la fenêtre d'adaptation de cette agriculture, alors même que la population mondiale aura atteint 9 milliards d'habitants.
Les conclusions tirées en 2001 par l'US Global Change Research Program sont devenues de plus en plus incertaines en 2007. Ceci est principalement dû au fait que des facteurs très importants n'avaient pas été pris en compte, comme le risque des ravageurs et des extrêmes climatiques. L'agriculture aux Etats-Unis va connaître des difficultés croissantes pour garder les mêmes rendements. Dans un contexte d'ouverture des marchés et de mondialisation, il se peut que beaucoup de cultures, notamment les cultures fruitières et maraîchères, ne deviennent plus rentables sur le sol américain et soient délocalisées en Amérique centrale.
L'étude de 2001 avait aussi sous-estimé les questions énergétiques qui vont considérablement favoriser la culture du maïs et des prairies. Steve Shafer, ancien directeur du programme national sur le changement climatique de l'ARS (Agriculutral Research Service) et maintenant directeur de l'ARS du Midwest, est convaincu que le maïs va constituer la majorité des paysages agricoles américains d'ici dix ans. L'impact du changement climatique sur l'agriculture sera donc probablement noyé par des contraintes plus importantes que représentent les débouchés économiques et énergétiques.
A lire également : - REILLY, J. M. et COLL. Agriculture : The Potential Consequences of Climate Variability and Change for the United States. US National Assessment of the Potential Consequences of Climate Variability and Change, US Global Research Program. New York : Cambridge University Press, 2002. 136 pages.
