Poids des véhicules agricoles modernes : un risque pour la productivité des sols

Dans une étude parue en mai 2022, dans la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), des chercheurs s'intéressent à l'impact du poids des engins agricoles modernes sur le tassement des sols. Ces nouveaux « mastodontes » sont notamment comparés avec les plus gros dinosaures ayant existé : les sauropodes.

Au cours du XX^e siècle, la puissance et la capacité de chargement des véhicules agricoles ont progressé de manière constante, augmentant par là-même leur poids. Entre 1958 et 2020, le poids en charge des moissonneuses-batteuses a été multiplié par 9 (36 tonnes en 2020). Les machines actuelles pèsent désormais davantage que les plus gros animaux terrestres actuellement vivants et que la plupart des dinosaures. Pour éviter des pertes de puissance et une surconsommation de carburant, les fabricants ont ajusté la dimension des pneus et leur souplesse : cela permet de maintenir un rapport constant entre la surface de contact et le poids de ces engins, et donc de limiter les contraintes au sol. Le tassement du sol en surface a donc pu être contenu, voire diminué au cours de la dernière décennie (figure ci-dessous - A). Pour autant, le compactage chronique du sol a, lui, été accru, se propageant aux différentes couches jusqu'à une profondeur de 50 cm, au niveau de la zone racinaire des plantes. De ce fait, la pression subie en sous-sol augmente avec le poids en surface (figure ci-dessous - B). 

Évolution de la pression en surface (A) et à 50 cm de profondeur (sous-sol, B) en fonction du poids des véhicules agricoles, et comparaison avec différents animaux (sauropodes, éléphant, cheval)

Source : PNAS

Lecture : chiffres en rouge : année d'une moissonneuse-batteuse type sur la période 1958 à 2020. En bleu et en italique, les différents sauropodes (1 : Plateosaurus engelhardti ; 2 : Morosaurus agilis ; 3 : Cetiosaurus sp ; 4 : Argyrosaurus superbus ; 5 : Prontopodus sp. ; 6 : Neosodon praecursor ; 7 : Sauropodichnus giganteus ; 8 : Brachiosaurus sp. ; 9 : Prontopodus birdi ; 10 : Barosauros lentus ; 11 : Argentinosaurus).

Les auteurs estiment que 20 % des surfaces cultivées dans le monde (figure ci-dessous) courent un risque élevé de perte de productivité, difficilement réversible, en raison du compactage chronique provoqué par les engins agricoles modernes, atteignant les limites mécaniques intrinsèques du bon fonctionnement des sols. Les risques les plus élevés, modélisés dans cette étude, concernent les zones agricoles relativement humides, les plus mécanisées et avec de grandes exploitations (Europe, Amérique du Nord, Amérique du Sud et Australie).

Carte mondiale de l'indice de sensibilité au compactage du sous-sol

Source : PNAS

Lecture : l'indice de sensibilité au compactage du sous-sol (SCSI) représente le rapport entre la contrainte typique estimée du sol et la résistance du sol à une profondeur de 0,5 mètre. Cet indice est basé sur des estimations du niveau de mécanisation, de la taille moyenne des machines agricoles, de la texture du sol et des conditions climatiques. Un indice > 1 correspond à un risque de compactage chronique du sous-sol.

En conclusion, les auteurs appellent les fabricants des futurs véhicules agricoles à des modifications dans la conception des machines pour limiter les effets de compactage chronique des sols.

Jérôme Lerbourg, Centre d'études et de prospective

Source : PNAS 

L'impact des vagues de chaleur sur la productivité sectorielle du travail en Europe

Des chercheurs ont modélisé les impacts passés et futurs des vagues de chaleur sur la productivité du travail en Europe, en utilisant des fonctions d'exposition à la température. Leurs résultats ont été publiés en octobre 2021 dans Nature Communications.

Pour des épisodes de chaleur significatifs (température excédant le 90e percentile pendant au moins trois jours consécutifs), en 2003, 2010, 2015 et 2018, les estimations montrent des pertes de PIB comprises entre 0,3 et 0,5 %. Les impacts sont supérieurs à 1 %, voire dépassent 2 % dans les régions les plus vulnérables, situées au sud, avec des températures plus élevées et une proportion d'activités économiques en plein air plus importante. Les pertes de PIB dans le secteur agricole avoisinent par exemple 0,5 %, de manière répétée, dans les régions d'Alentejo (Portugal), d'Estrémadure (Espagne) et de Voreia (Grèce).

Les chercheurs montrent que si les secteurs les plus affectés sont ceux dont les activités se déroulent en plein air, comme l'agriculture, les effets se propagent au reste de l'économie via les biens intermédiaires. Ainsi, les secteurs ayant recours aux productions agricoles, comme l'industrie de la transformation alimentaire ou le tourisme, ont été largement impactés par les effets indirects de ces vagues de chaleur (figure ci-dessous). Si le commerce permet d'atténuer les pertes économiques par la substitution des produits, il ne semble pas suffisant pour contrebalancer l'effet de propagation par les biens intermédiaires.

Impacts économiques des vagues de chaleur de 2003, 2010, 2015 et 2018 sur les différents secteurs, au sein des régions européennes les plus affectées

Source : Nature Communications

Les projections futures, réalisées grâce à des modélisations se basant sur les estimations du scénario RCP 8.5 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), montrent que les impacts en 2060 pourraient être multipliés par près de 5 à l'échelle de l'Europe, si aucune action d'atténuation ou d'adaptation n'est conduite. Les effets pourraient être encore plus importants dans certains pays particulièrement touchés comme Chypre, le Portugal, l'Espagne et la Croatie. Les auteurs conviennent cependant de la difficulté à mettre en place des actions d'adaptation dans les secteurs dont les activités se déroulent en plein air, comme l'agriculture. Dans ce cas, les effets sur la productivité du travail, étudiés ici, s'ajouteront à ceux de l'évolution des conditions climatiques sur la productivité agricole.

Marie-Hélène Schwoob, Centre d'études et de prospective

Source : Nature Communications

 

 

Productivité agricole, qualité et âge des agroéquipements

Dans le numéro de février de The Quarterly Journal of Economics, deux économistes des universités Cornell et d'Exeter ont publié leurs travaux sur un sujet très peu exploré dans le secteur agricole : la prise en compte de la qualité et de l'obsolescence du capital productif, notamment des équipements, pour expliquer les écarts de productivité entre pays. En effet, ceux-ci sont le plus souvent reliés à des différences d'intensification des pratiques, de travail (temps et compétences), d'allocation du capital humain entre les secteurs économiques, ou à des économies d'échelle permises par les variations de taille des exploitations. Or, selon eux, les disparités d'utilisation des agroéquipements, et surtout de types de matériel utilisé (qualité et âge), expliquent une part non négligeable des écarts constatés au plan international.

Pour le démontrer, les chercheuses se sont focalisées sur les tracteurs. Elles ont, dans un premier temps, dû résoudre le problème d'absence de bases de données sur leurs âge et qualité (puissance, fonctions, technologies embarquées, etc.). Elles se sont appuyées sur les informations de la FAO (stocks, durée d'utilisation des tracteurs, prix neufs ou d'occasion, etc.), pour approcher les différences entre les matériels utilisés. Cette reconstitution de jeux de données a été menée pour 16 pays à différents stades de développement économique, parmi lesquels la France.

En différenciant les capitaux employés en agriculture selon la qualité de l'équipement, elles arrivent à des résultats qui revalorisent son poids dans l'explication des écarts de productivité. Les qualités variables du capital productif, qu'elles soient d'origine (lors de l'achat) ou liées au vieillissement des matériels, expliquent environ 16 points des variations de productivité du travail. Ainsi, quand on ne prend pas en compte son hétérogénéité, le matériel contribue pour 21 % aux écarts de productivité entre pays. À l'inverse, quand l'hétérogénéité est intégrée dans les calculs, ce sont 37 % des différences internationales de productivité du travail qui sont expliqués. Et l'amélioration de la qualité des équipements, qui est évaluée à 4,2 % par an, expliquerait entre un cinquième et un tiers des gains de productivité observés entre 1990 et 2014, augmentant avec le degré de développement du pays. Ce dernier constat ouvre la voie à des analyses plus poussées sur les freins à l'accès aux technologies matérielles et sur le fonctionnement du marché international des agroéquipements.

Muriel Mahé, Centre d'études et de prospective

Source : The Quarterly Journal of Economics

Les big data pour analyser les différences de productivité d'une exploitation forestière mécanisée

Dans des situations d'exploitation forestière similaires, deux opérateurs d'abatteuses peuvent travailler de façons différentes, conduisant à des variations de productivité. Dans un article publié dans l'European Journal of Forest Research, une équipe finlandaise a cherché à en identifier les sources : environnementales, humaines ou paramétriques. Elle a caractérisé le milieu forestier dans lequel évoluaient les abatteuses, en traitant par machine learning les données d'inventaire (peuplements et sols), récemment harmonisées et accessibles librement. Les croisant avec les données massives recueillies par les machines, les auteurs ont ainsi dégagé des différences de productivité (consommation de carburant et volume récolté), à environnement égal. Si certains des paramètres sont dépendants de l'action de l'opérateur, comme la vitesse, d'autres sont liés aux paramétrages du système de pilotage. Ces travaux permettent d'identifier des enjeux à court terme de formation des opérateurs, mais sont aussi essentiels pour la mise au point d'abatteuses autonomes.

Source : European Journal of Forest Research

 

Histoire de la productivité de l'élevage en Nouvelle-Zélande et Uruguay, 1870-2010

Un article de la revue Historia Agraria compare la productivité des élevages bovins et ovins de la Nouvelle-Zélande et de l'Uruguay, sur la période 1870-2010. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, les deux pays présentaient des caractéristiques communes : démographie, dotation en ressources naturelles, exportation de produits de l'élevage. Leurs performances productives furent similaires jusqu'aux années 1930. Puis, jusqu'aux années 1970, les gains de productivité en Uruguay ont commencé à ralentir par rapport à ceux de la Nouvelle-Zélande. Si les écarts se sont ensuite réduits, la productivité moyenne néo-zélandaise est restée supérieure de 60 %. En comparant les variables de cheptel, de production de viande, laine et lait, et celles relatives aux surfaces et ressources fourragères, l'auteur considère que la divergence entre les deux pays est liée aux différences de trajectoires technologiques empruntées par les filières.

Évolution des « unités d'élevage » par hectare à l'échelle régionale, 1870-2010

Source : Historia Agraria

Lecture : l'unité d'élevage (UG : unidad ganadera) est un indicateur de productivité physique. Pour l'Uruguay, deux régions ont été considérées : le littoral Sud-Ouest (région 1) et le Nord-Est (région 2). Pour la Nouvelle-Zélande, les deux îles ont été considérées séparément.

Source : Historia Agraria

Gains de productivité agricole et usage des terres au niveau mondial : y a-t-il un « effet rebond » ?

Depuis les années 1990, les gains de productivité globale des facteurs (PGF) ont contribué pour trois quarts à l'augmentation de la production agricole mondiale. Leurs conséquences environnementales sont, en revanche, plus complexes à caractériser : s'ils permettent, à production constante, d'économiser des facteurs (engrais, terre, travail, etc.), les gains de PGF peuvent aussi engendrer un « effet rebond » en incitant à produire plus et, in fine, conduire à une utilisation accrue de ces facteurs. Dans un récent article, N. Villoria propose une analyse quantifiée de ces phénomènes, en se concentrant sur les changements d'usages des terres et les impacts environnementaux associés (gaz à effet de serre - GES, biodiversité). Il tient également compte des effets indirects puisque les gains de productivité, dans un pays, peuvent influencer l'usage des terres dans le reste du monde via des différentiels de compétitivité induits.

L'étude se base sur un modèle statistique d'expansion de l'évolution des terres, développé par l'auteur, qui dépend des gains de PGF dans le pays considéré, des différentiels de PGF entre les pays (effets indirects), et d'autres variables explicatives telles que la demande alimentaire (population, PIB) et les prix des facteurs (engrais, terres) aux niveaux domestique et mondial. Les barrières au commerce sont également prises en compte, dans la mesure où elles peuvent atténuer les effets indirects entre les États. Des indicateurs permettent d'estimer les conséquences pour les émissions de GES et d'identifier les écosystèmes affectés par les changements d'usage des terres.

Les résultats montrent que, si les gains de PGF dans un pays donné s'accompagnent bien de l'expansion des terres agricoles dans ce même pays (effet rebond domestique), celle-ci est plus que largement compensée par une réduction causée par les gains de PGF dans le reste du monde. Au niveau mondial, en l'absence de gain de productivité sur la période 2001-2010, 125 millions d'hectares agricoles supplémentaires auraient ainsi été nécessaires pour répondre à la demande, avec une hausse associée des GES comprise entre 17 et 84 Gt de CO2 équivalent. Ces effets indirects sont décomposés par grandes zones géographiques (cf. figure). En revanche, l'auteur montre, par une simulation sur 2018-2023, que le rythme actuellement plus faible des gains de productivité risque de préparer une augmentation de l'expansion des terres agricoles à l'avenir. 

Effet de la croissance de la PGF dans différentes régions (axe horizontal) sur le changement des terres cultivées dans les régions cibles (axe vertical), sur la période 2001-2010

Note : calculs de N. Villoria basés sur des estimations de paramètres dans SMS-3

Source : Environmental Research Letters

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : Environmental Research Letters

Les effets contrastés de la gestion des risques sur la productivité agricole

La gestion des risques influence-t-elle positivement la productivité agricole ? Pour répondre à cette question, M. Vigani (université de Gloucestershire) et J. Kathage (JRC, Commission européenne) proposent une analyse économétrique afin d'estimer les effets de différentes stratégies sur la productivité globale des facteurs (PGF).

En théorie, la gestion des risques permet une meilleure allocation des ressources, car elle donne la possibilité aux exploitants agricoles d'effectuer leurs choix de production (assolements, intrants, etc.) comme s'ils étaient neutres au risque. Cela suggère un effet positif sur la productivité. Mais, soulignent les auteurs, la gestion des risques a aussi un coût : primes d'assurance, coût des contrats, efforts de collecte et d'analyse des données, etc. Ce coût, susceptible d'augmenter avec la complexité de la stratégie mise en place, peut donc peser négativement sur la productivité.

L'étude est menée sur un échantillon de 700 exploitations agricoles productrices de blé en France (350, situées en Champagne-Ardenne, Picardie, Centre et Bourgogne) et en Hongrie (350, dans la plupart des régions). 16 stratégies de gestion des risques sont analysées, correspondant aux combinaisons possibles (« portefeuilles ») de quatre instruments : assurance, diversification des cultures, variétés résistantes, contrats. Un modèle de régression multinomial à régimes endogènes est choisi par les auteurs pour traiter des problèmes d'endogénéité, et isoler les effets propres des stratégies de gestion des risques sur la PGF.

Les résultats s'avèrent particulièrement contrastés (cf. figure). Les portefeuilles simples, recourant à un seul instrument, augmentent bien la productivité : c'est le cas des variétés résistantes (+ 9 % par rapport à une absence de gestion des risques) et les contrats (+ 22 %) lorsqu'ils sont choisis isolément. Les portefeuilles complexes, incluant davantage d'instruments, tendent en revanche à avoir un effet négatif (ex : « assurance-diversification-variété résistante », - 41 %), confirmant l'hypothèse des auteurs sur le coût croissant des stratégies complexes. Ces impacts sont en outre très différents entre la France et la Hongrie, et en fonction du niveau de risque auquel font face les exploitations agricoles. Ces résultats, soulignent les auteurs, nourrissent la réflexion sur l'avenir des politiques de gestion des risques, en particulier dans le contexte de réforme de la PAC.

Effets des portefeuilles d'instruments de gestion des risques sur la productivité des exploitations agricoles par rapport à l'absence d'instrument

Source : American Journal of Agricultural Economics

Lecture : I = assurance ; D = diversification ; C : contrat ; V = variété.

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : American Journal of Agricultural Economics

Rapport de l'OCDE sur l'innovation, la productivité et la durabilité de l'agriculture en Chine

La dernière revue-pays de la série de l'OCDE sur l'innovation, la productivité et la durabilité de l'agriculture s'intéresse à la Chine. Après un bilan chiffré et détaillé de la situation agricole et alimentaire chinoise (chapitre 2), le rapport analyse l'ensemble des politiques susceptibles d'influencer l'innovation, le changement structurel et l'utilisation des ressources naturelles et le climat : macroéconomie, commerce, taxation, politiques foncières, agricoles, systèmes de R&D, etc. (chapitres 3 à 6).

Le rapport souligne l'extraordinaire transformation de l'agriculture chinoise au cours de ces vingt dernières années, dans un contexte de profonds changements structurels (croissance démographique, vieillissement, industrialisation, etc.). La productivité et la production agricoles ont connu une forte croissance, mais au détriment des ressources naturelles.

Autrefois centrée sur l'autosuffisance en grains et le soutien des prix, la politique agricole chinoise s'est diversifiée : soutien aux revenus agricoles, sécurité alimentaire, compétitivité, environnement et progrès scientifique. Les soutiens des prix pour le coton, le soja et le maïs ont été remplacés par des aides directes, même si l'aide publique aux producteurs continue d'augmenter (cf. figure). La protection de l'environnement est récemment devenue un objectif majeur de la politique agricole du pays, avec le développement de programmes et de réglementations dédiés. La sécurisation des droits liés à la terre, nécessaires pour attirer des capitaux dans l'agriculture, a été progressivement renforcée.

Autre tendance marquante, l'accélération des investissements dans la R&D agricole, multipliés par quatre entre 2000 et 2013. L'OCDE souligne cependant que, rapporté au PIB agricole, ce chiffre reste inférieur à ceux observés aux États-Unis et dans l'Union européenne, et note des améliorations possibles dans la gouvernance de la R&D (répartition des rôles entre public et privé, droits de propriété intellectuelle, etc.). Cette analyse comporte aussi un éventail de recommandations (chapitre 1), invitant la Chine à poursuivre et approfondir les réformes engagées, en insistant sur l'utilité d'une revue régulière et d'une mise en cohérence accrue des politiques publiques.

Évolution du soutien aux producteurs agricoles chinois, 1995-2016

Source : OCDE

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : OCDE

Recherche, productivité et production agricoles aux États-Unis : panorama des connaissances et perspectives

Un article publié en novembre dans le Journal of Agricultural and Applied Economics, co-écrit par quatre économistes de l'Economic Research Service de l'USDA, propose une revue très complète des débats actuels sur le ralentissement de la productivité agricole aux États-Unis, et de ses liens avec l'évolution et la recomposition public-privé des investissements en R&D.

Les auteurs analysent en détail les tendances de la productivité globale des facteurs (PGF) de l'agriculture américaine en examinant deux bases de données : celle développée par l'USDA, et celle de l'International Science and Technology Practice (InSTePP) de l'université du Minnesota. Ces deux bases diffèrent sur plusieurs aspects, notamment sur la façon de mesurer le capital. Leur analyse montre que :

- selon la base de l'USDA, la PGF s'est accrue de 1,74 %/an, en moyenne, sur la période 1948-1974 et de 1,57 % sur 1974-2009, indiquant un possible ralentissement ; cependant, avec les données étendues à 2011, ce ralentissement n'est plus statistiquement significatif ;

- selon la base InSTePP, la PGF a augmenté de 1,97 % sur la période 1950-1990 et de 1,18 % sur 1990-2007, soit un ralentissement plus marqué que pour la base USDA, et dont les origines remonteraient aux années 1990, au lieu des années 1970 ;

- les deux bases s'accordent sur le fait que la quasi-totalité de la croissance de la production agricole des États-Unis est attribuable à la PGF depuis le milieu du XXe siècle.

Selon les auteurs, il est ainsi difficile de conclure sur un réel ralentissement de la productivité agricole aux États-Unis, en dépit de la mobilisation de méthodes statistiques complexes.

La seconde partie de l'article est consacrée à l'évolution des dépenses de R&D, mettant en évidence une montée très significative du secteur privé ces dernières années (cf. figure ci-dessous). L'article résume et discute la littérature sur les impacts de la R&D sur la PGF agricole et analyse les conséquences possibles des évolutions observées. Les auteurs formulent enfin des pistes de recherches qui, selon eux, permettraient d'éclairer les choix politiques et d'investissement, publics et privés, en matière de science et technologie agricoles.

Dépenses publiques et privées de R&D agricole et alimentaire aux États-Unis entre 1970 et 2013

Source : Journal of Agricultural and Applied Economics

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : Journal of Agricultural and Applied Economics

L'OCDE analyse les sources, les facteurs et la dynamique de la croissance de la productivité des exploitations agricoles de pays européens

Publié début septembre, un document de travail de l'OCDE analyse les sources, les facteurs et la dynamique de la croissance de la productivité des exploitations agricoles de six pays européens : Allemagne, France, Hongrie, Pologne, République tchèque et Royaume-Uni. L'étude utilise les données issues du réseau d'information comptable agricole, sur la période 1995-2013. La productivité globale des facteurs (PGF) est décomposée en trois éléments : changement technique, effet d'échelle et efficacité technique.

L'étude montre notamment une plus grande diversité des taux de croissance de la PGF sur la période récente (2004-2013), ainsi que l'existence d'importantes économies d'échelle. Dans le même temps, dans certains pays, les exploitations agricoles les plus grandes présentent des inefficacités techniques, potentiellement liées à des questions organisationnelles. Cette analyse suggère enfin que les soutiens à l'agriculture ont une influence négative sur la productivité des exploitations et l'efficacité de l'utilisation des intrants, et que les économies de gamme ne sont pas significatives pour les productions végétales.

Source : OCDE

Production et productivité de l'agriculture en Russie

Après une décennie 1990 marquée par une baisse importante en période de transition post-soviétique, la production agricole russe a connu une augmentation remarquable depuis le début des années 2000. Une étude récente de l'Economic Research Service de l'USDA analyse le contenu de cette croissance, en utilisant la « méthode de la comptabilité de la croissance » sur la période 1994-2013. Cette méthode permet de distinguer ce qui relève de la croissance de l'utilisation des intrants (terres, travail, engrais, etc.), de ce qui relève de celle de la productivité globale des facteurs de production. Une des originalités de l'étude réside dans l'utilisation de données régionales, agrégées à l'échelle des districts fédéraux russes.

Selon les auteurs, on peut distinguer trois grandes périodes :

- 1994-1998 : diminution substantielle de la production agricole (-4,6 % par an), mais avec une diminution des intrants encore plus forte (-8,8 % par an), d'où une augmentation de la productivité globale des facteurs ;

- 1998-2005 : rebond et augmentation de la production, les intrants poursuivant leur baisse mais à un rythme moins soutenu ;

- 2005-2013 : croissance de la production, mais ralentie par rapport à la période précédente, et augmentation légère de la croissance des intrants.

Évolution de la croissance de la productivité globale des facteurs de production de l'agriculture russe

Source : USDA

D'après l'étude, ces trois périodes résument la transition de l'agriculture russe de l'économie dirigée vers l'économie de marché : contraction d'un secteur agricole initialement surdimensionné, restructuration amenant à des gains de productivité et à une spécialisation régionale, et nouvelle phase de croissance. La restructuration et la spécialisation de l'agriculture ont été particulièrement marquées dans certains districts, notamment le district Sud, qui a été un des moteurs des évolutions de la production et de la productivité dans les années 2000. La géographie agricole se modifie en profondeur : dans le district de la Volga par exemple, la production s'est déplacée des céréales, des pommes de terre et du lait vers les betteraves, les œufs et les graines de tournesol.

Par ces changements structurels, la Russie est de retour sur le marché mondial, avec 12 % des exportations mondiales de blé, et une réduction substantielle de ses importations de viande. En 2016, une récolte record de blé en a fait le leader mondial des exportations, une première depuis 1991.

Julien Hardelin, Centre d'études et de prospective

Source : USDA

Le changement climatique impactera négativement la productivité agricole aux États-Unis

Une étude récente, publiée dans la revue PNAS, s'intéresse à l'impact du climat sur la productivité de l'agriculture américaine. Pour ce faire, des chercheurs américains et chinois ont mesuré, entre 1951 et 2010, les corrélations entre les variations climatiques régionales et celles de la productivité totale des facteurs (PTF), un indicateur de la productivité nationale. Cet indicateur permet de mesurer les évolutions de la production agricole qui ne dépendent pas des intrants (travail et capital). Ils ont également estimé, à l'aide de scénarios de changement climatique, la productivité agricole future des États-Unis.

Depuis 1948, la quantité d'intrants utilisés en agriculture est restée constante, mais la production a augmenté, induisant une augmentation de la PTF de 1,43 % par an en moyenne. En conséquence, les États-Unis produisent aujourd'hui 2,5 fois plus de produits agricoles qu'en 1948, avec le même niveau d'intrants. Cette augmentation est fréquemment attribuée à l'innovation technologique. Cependant, les conditions climatiques locales, qui impactent la production de certaines cultures, peuvent aussi l'avoir influencée, soit de manière positive, soit de manière négative. Cet article propose de distinguer les deux effets.

Distribution géographique des corrélations climat-PTF

Source : PNAS

Les auteurs ont ainsi identifié des régions clés au sein desquelles les variations climatiques ont affecté significativement la productivité nationale. Ces régions diffèrent selon la période, la productivité agricole étant devenue plus sensible au climat à partir de 1981. De 1981 à 2010, ce sont les conditions climatiques des États du Sud-Ouest, du Nord-Est et d'un arc allant du nord du Texas à la côte atlantique qui ont eu un impact sur la productivité. Les résultats montrent que la température et les précipitations touchant ces zones peuvent expliquer environ 70 % des variations de croissance de la PTF (pour la période 1981-2010).

Projections de la PTF jusqu'à 2050

Source : PNAS

Dans l'ensemble, les variations climatiques dans ces régions ont eu un effet négatif sur la PTF mais, jusqu'à présent, cet effet a été compensé par des améliorations technologiques. Cependant, si ces tendances se maintenaient, la productivité agricole pourrait diminuer de 2,84 à 4,34 % par an selon le scénario d’émissions retenu (moyen ou haut respectivement). La productivité agricole pourrait alors retomber aux niveaux des années 1980 d'ici à 2041 (cf. schéma ci-dessus). Pour les auteurs, des politiques publiques d'investissement dans la recherche et le développement d'avancées technologiques significatives seront donc nécessaires pour maintenir la productivité actuelle de l'agriculture américaine.

Estelle Midler, Centre d'études et de prospective

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences

Quand pertes de biodiversité et de productivité forestière vont de pair

Montrer les effets de la biodiversité sur la productivité des systèmes forestiers, tel est l'enjeu d'une publication dans la revue Science, qui a mobilisé une équipe internationale de chercheurs appartenant à 90 institutions. Sachant qu'une espèce arboricole sur trois est considérée comme menacée, ils ont exploré les conséquences d'une diminution de cette diversité des essences sur l'augmentation annuelle du volume de bois, c'est-à-dire l'accroissement biologique.

Ce travail repose sur 45 inventaires forestiers dans 44 pays, soit près de 780 000 parcelles, incluant plus de 30 millions d'arbres appartenant à 8 727 espèces. Avec cette importante base de données, les chercheurs visent à changer d'échelle par rapport aux études précédentes. Ils souhaitent ainsi obtenir une appréciation plus globale de la relation entre biodiversité et productivité, tout en soulignant ses variations spatiales.

Côté résultats, sur la majorité des sites, une perte de la biodiversité spécifique entraîne une diminution de la production forestière : globalement, un déclin de 10 % (de 99 % dans un second cas) entraîne une baisse de 2 % à 3 % de la productivité (entre 62 et 78 % dans ce second cas). Les cartes ci-dessous montrent les conséquences régionales de ces pertes de biodiversité. À noter que les régions les plus touchées en termes relatifs (c'est-à-dire en pourcentage) ne sont pas forcément celles les plus concernées en termes absolus (en m3 de production perdus par hectare et par an). Les auteurs soulignent également les impacts possibles sur l'atténuation des émissions de gaz à effet de serre : une baisse de diversité de 25 % entraîne une diminution de 7,2 % de la capacité de stockage de carbone.

Estimation en % (carte A) et dans l'absolu (carte B) de la baisse de productivité forestière avec un déclin de 10 % de la richesse des espèces forestières (entre parenthèses, les résultats pour un déclin de 99 %)

Source : Science

Les auteurs proposent également une estimation de la valeur économique de cette biodiversité, estimation partielle car reposant uniquement sur la valeur économique de la production de bois. Pour ce faire, ils mobilisent deux études donnant une valeur de la production forestière annuelle de l'ordre de 649 milliards de US$ (2007) et 606 milliards de US$ (2011). Ils appliquent les taux de perte de productivité calculés précédemment (26 à 66 % pour une diminution de la biodiversité actuelle à une seule espèce), et en concluent ainsi à une valeur comprise entre 166 et 490 milliards de US$ (2015) par an.

Élise Delgoulet, Centre d'études et de prospective

Sources : Science, Cirad