Driving factors, decoupling effects and trend Prediction of Carbon Footprint in the production of major grain Crops in the Yellow River Basin

L'atmosphère terrestre se réchauffe, et une part importante de cette chaleur provient de gaz libérés par l'activité humaine. Bien que la combustion des combustibles fossiles attire souvent l'attention, la manière dont nous cultivons notre nourriture joue également un rôle majeur. L'agriculture libère des gaz à effet de serre par plusieurs voies : la production et l'utilisation d'engrais chimiques, le brûlage des restes de cultures comme la paille, l'énergie nécessaire pour pomper l'eau pour l'irrigation, et la libération naturelle de gaz provenant des rizières inondées. Les scientifiques mesurent la quantité totale de ces gaz générés par une activité spécifique en tant qu'« empreinte carbone ». En Chine, le bassin du fleuve Jaune est une région critique pour la production alimentaire, produisant plus d'un tiers des céréales du pays. Cependant, cette zone est confrontée à un défi difficile : elle est écologiquement fragile, avec une eau rare et un sol qui s'érode facilement, tout en dépendant de méthodes agricoles intensives pour nourrir des millions de personnes. Alors que le pays vise à réduire ses émissions globales de carbone pour atteindre un pic d'ici 2030 et la neutralité d'ici 2060, comprendre exactement quelle quantité de carbone cette production céréalière vitale génère, et ce qui influence ces chiffres, est devenu urgent.

Des chercheurs du Collège des enseignants de Baotou se sont donné pour mission de cartographier ce tableau complexe pour les neuf provinces le long du fleuve Jaune. Ils se sont concentrés sur les trois principales cultures qui nourrissent la région : le blé, le maïs et le riz. Au lieu de regarder simplement une seule année, ils ont examiné vingt ans de données, de 2004 à 2024, pour voir comment l'empreinte carbone de ces cultures a évolué au fil du temps. Ils ont calculé les émissions à chaque étape du processus agricole, de la fabrication des semences et des engrais au brûlage de la paille après la récolte. Leur analyse a révélé une tendance claire : la quantité totale d'émissions de carbone issues de la culture de ces céréales a augmenté régulièrement. Sur deux décennies, les émissions totales sont passées d'environ 63 millions de tonnes à près de 94 millions de tonnes. Cette augmentation n'a pas été uniforme dans toute la région ; elle a été principalement tirée par une expansion massive de la culture du maïs dans les parties septentrionales du bassin, particulièrement en Mongie Intérieure, où la surface plantée de maïs a tellement augmenté qu'elle a doublé les émissions de carbone associées à cette culture seule. Les émissions du blé ont également augmenté, mais plus lentement, tandis que les émissions du riz sont restées relativement stables, ne fluctuant que légèrement.

Lorsque les chercheurs ont examiné les émissions par unité de surface, une autre histoire est apparue. Bien que la pollution totale ait augmenté parce que les agriculteurs plantent plus d'hectares, la pollution générée par chaque hectare spécifique de terre n'a augmenté que très lentement. Cela suggère que le principal moteur de l'augmentation des émissions totales est l'échelle même de la plantation, et non un pic soudain de la saleté de chaque ferme individuelle. Cependant, le paysage de la pollution n'est pas le même partout. L'étude a révélé que la source de l'empreinte carbone change selon l'endroit où l'on se trouve dans le bassin du fleuve. Dans les cours supérieurs, où le climat est plus sec et où le riz est cultivé dans des conditions spécifiques, les émissions proviennent principalement des rizières elles-mêmes et de l'eau utilisée pour les irriguer. Dans les cours moyens et inférieurs, où le blé et le maïs dominent, la principale source d'émissions est le brûlage des restes de paille. En fait, la culture du riz et le brûlage de la paille représentent ensemble plus de soixante pour cent de l'empreinte carbone totale pour l'ensemble du bassin.

Pour comprendre pourquoi ces chiffres changent, l'équipe a analysé les facteurs humains et économiques sous-jacents. Ils ont constaté qu'à mesure que la valeur économique de l'agriculture par personne augmente, les agriculteurs ont tendance à utiliser davantage d'intrants comme les engrais et les machines, ce qui fait grimper les émissions. À l'inverse, à mesure que la population rurale diminue et que moins de personnes vivent sur les terres, les fermes restantes deviennent souvent plus grandes et plus efficaces, ce qui aide en réalité à abaisser l'empreine carbone par unité de production. L'étude a également examiné la relation entre l'argent gagné grâce à l'agriculture et le carbone émis. Pendant la majeure partie de la période de vingt ans, les deux ont évolué de concert : à mesure que l'économie croissait, les émissions augmentaient aussi, bien que les émissions aient craché à un rythme plus lent. C'est ce qu'on appelle un « découplage faible », signifiant que des progrès sont accomplis, mais que les deux restent liés. Cependant, ces dernières années, il y a eu des moments de « découplage fort », où l'économie a crû tandis que les émissions ont réellement chuté, offrant un aperçu de ce qui est possible.

En regardant vers l'avenir, les chercheurs ont utilisé un modèle prédictif pour prévoir ce qui pourrait se passer entre 2025 et 2060. Le modèle suggère que, bien que l'empreinte carbone par tonne de céréales produite continuera de baisser à mesure que l'agriculture devient plus efficace, l'empreinte par unité de surface augmentera probablement légèrement. Cela crée une tension : même si les agriculteurs deviennent plus efficaces, les émissions totales peuvent continuer de grimper si la zone de plantation continue de s'étendre ou si l'intensité des intrants par acre augmente. Pour atteindre les objectifs nationaux de pic d'émissions d'ici 2030 et de neutralité d'ici 2060, l'étude fixe des cibles spécifiques. L'empreinte carbone par unité de surface doit être maintenue en dessous d'une certaine limite, et les émissions par tonne de céréales doivent tomber à un niveau spécifique d'ici 2060. Atteindre cela nécessitera un changement dans la manière dont l'agriculture est pratiquée. Les chercheurs suggèrent que la voie à suivre implique de réduire l'utilisation intensive des engrais chimiques, de trouver de meilleures façons d'utiliser la paille de culture afin qu'elle ne soit pas brûlée, et de promouvoir des machines plus économes en énergie. En adaptant ces stratégies aux conditions spécifiques de chaque province — qu'il s'agisse de gérer l'irrigation dans le nord sec ou de gérer la paille dans le sud fertile — le bassin du fleuve Jaune peut continuer à nourrir la nation tout en progressant vers un avenir plus propre et à plus faible émission de carbone.