L’ozone est un gaz bien connu et intéressant. Il est considéré comme un “bon” gaz lorsqu’il est présent dans la stratosphère, où il forme la couche d’ozone située à 15 à 30 kilomètres au-dessus de la Terre, et qui protège la vie des rayons ultraviolets nuisibles.

Mais lorsqu’il est présent dans la couche atmosphérique la plus basse – la troposphère, qui s’étend de 8 à 14 kilomètres au-dessus de la Terre – l’ozone devient une préoccupation pour la santé humaine et végétale. C’est aussi le troisième gaz à effet de serre après le dioxyde de carbone et le méthane. Il existe de nombreuses preuves que l’ozone est l’un des polluants atmosphériques les plus phytotoxiques (toxiques pour les plantes), causant d’importants dommages aux cultures agricoles dans le monde entier.

 

Une combinaison de polluants

 

Cela s’explique en partie par le fait que l’ozone est un polluant atmosphérique secondaire : il n’est pas émis directement, mais se forme lorsque d’autres polluants primaires – principalement des oxydes d’azote (NOx), du monoxyde de carbone (CO) et des composés organiques volatils.

(COV), qui sont émis principalement par la combustion de combustibles fossiles dans les transports, l’industrie et la production d’électricité, subissent des réactions photochimiques dans des conditions ensoleillées.

Plusieurs heures sont nécessaires pour que ces réactions photochimiques se produisent, ce qui signifie que les concentrations d’ozone sont souvent plus élevées en aval des centres urbains et industriels.

Certaines régions agricoles importantes situées à proximité de centres urbains et industriels connaissent des concentrations élevées d’ozone, notamment le Midwest des États-Unis, une grande partie de l’Europe continentale, les plaines indo-gangetiques de l’Asie du Sud et la côte de la Chine.

Dans ces régions, les concentrations d’ozone deviennent souvent assez élevées pour affecter la physiologie, la croissance et le rendement des cultures. Le transport hémisphérique de l’ozone et de ses précurseurs peut également se produire de sorte que les émissions sur un continent influencent les concentrations sur un autre continent, par exemple, les émissions nord-américaines peuvent affecter les pertes de rendement induites par l’ozone en Europe.

L’ozone pénètre dans les feuilles des plantes par les stomates – des pores qui facilitent l’échange gazeux – où il réagit avec les composants cellulaires, produisant une série de réactions chimiques qui créent un fort stress oxydatif. Les dommages vont des lésions foliaires visibles comme le jaunissement (chlorose) et la mort cellulaire localisée (nécrose), à des changements physiologiques subtils comme une photosynthèse réduite et une sénescence prématurée. Ces effets finissent par réduire le rendement des cultures.

 

Une préoccupation croissante

 

Les niveaux d’ozone ont doublé depuis l’époque préindustrielle en raison des émissions anthropiques. En raison de contrôles rigoureux de la qualité de l’air, les pics d’ozone ont diminué au cours des dernières décennies en Europe et en Amérique du Nord. Cependant, l'”ozone de fond”, qui est la concentration d’ozone en l’absence de sources anthropiques locales, a augmenté au cours des dernières années à l’échelle mondiale.

Dans les pays en développement, en particulier en Asie du Sud et de l’Est, les niveaux d’ozone augmentent et cette tendance se poursuivra au moins jusqu’en 2030, à moins que les émissions de précurseurs de l’ozone (NOx et COV) ne soient réduites de manière significative.

Il est important de noter que les régions où les niveaux actuels et futurs d’ozone sont élevés occupent également une place prépondérante dans l’agriculture et la production alimentaire mondiale et sont vulnérables à l’insécurité alimentaire. La Chine et l’Inde sont des exemples importants de pays où la pollution par l’ozone menace déjà la production agricole. En Inde, on estime que jusqu’à 14 et 6 % des pertes de rendement du blé et du riz, respectivement, ont été causées par l’ozone.

 

 

Implications socio-économiques de grande portée

 

L’ozone ajoute donc un autre facteur au lien existant entre la pauvreté, la malnutrition et les effets du changement climatique qui compromettent la sécurité alimentaire et nutritionnelle dans certaines de ces régions. Il est également important de tenir compte du fait que l’instabilité de ces systèmes alimentaires aura de profondes répercussions socio-économiques par le biais de changements dans les prix des denrées alimentaires, les revenus agricoles, les comportements des consommateurs et l’accès à la nutrition pour différents groupes de la société, y compris les femmes.

Des études indiquent que les pertes de récoltes dues à des facteurs environnementaux frappent souvent les agriculteurs en augmentant les dettes et en intensifiant la charge de travail, ainsi qu’en modifiant les relations entre les sexes.

Dans le même temps, il est essentiel de combler les écarts de rendement dans les régions agricoles actuelles et futures pour assurer la sécurité alimentaire mondiale.

Les agriculteurs et les décideurs omettent souvent d’identifier la pollution atmosphérique comme un facteur contribuant à la baisse du rendement des cultures et les préoccupations relatives à la qualité de l’air demeurent centrées sur les villes et les centres urbains où la pollution élevée a un impact sur la santé humaine. Il est donc important que les médias, les scientifiques et les défenseurs de l’environnement prennent l’initiative de tendre la main aux agriculteurs, au public et aux décideurs, de leur fournir des preuves de risques et de dommages et de coopérer pour comprendre où des solutions sont nécessaires pour réduire la pollution par l’ozone et ses conséquences.

 

Intégrer la pollution par l’ozone

 

Conscients de ces défis, les scientifiques devraient envisager d’intégrer la pollution par l’ozone dans les prévisions saisonnières de rendement des cultures. Les chercheurs de l’Institut de l’environnement de Stockholm mettent au point des outils d’évaluation des risques et des dommages causés par l’ozone pour les cultures. Un récent rapport souligne l’importance des réseaux de surveillance de l’ozone dans les zones rurales pour l’évaluation de l’arrière-plan.

Cela est particulièrement important parce que la surveillance de la qualité de l’air est généralement axée sur les zones urbaines et semi-urbaines. Ce rapport synthétise les informations provenant de 15 réseaux de surveillance de l’ozone dans le monde, y compris le programme européen de surveillance et d’évaluation, ainsi que les données recueillies par des chercheurs individuels ou par des réseaux régionaux à l’échelle nationale.

Ces réseaux permettront l’intégration de l’information sur la pollution par l’ozone avec la possibilité de fournir des avertissements précoces d’épisodes d’ozone (qui peuvent souvent durer des jours ou des semaines), ce qui aidera les agriculteurs à réduire au minimum les pertes de récoltes grâce à des pratiques de gestion appropriées.

La recherche visant à développer des systèmes agricoles résilients intégrerait idéalement l’adaptation pour éviter les pires effets de la pollution par l’ozone, parallèlement au changement climatique, grâce à l’amélioration des pratiques de sélection des cultures et des pratiques agronomiques. Cependant, il est absolument nécessaire de comprendre les liens et les interactions entre la qualité de l’air, le changement climatique, l’agriculture, l’approvisionnement alimentaire et les implications socio-économiques associées à l’échelle locale, régionale et mondiale afin de dresser un tableau complet du problème et d’offrir ainsi des solutions efficaces.

 

Article initialement publié par The Conversation

Par :

Divya Pandey , Research Associate, Stockholm Environment Institute, York, AXA Research Fund.

Lisa Emberson , SEI York Centre Director, University of York.

Sofie Mortensen, Research Associate, Stockholm Environment Institute.

 

Traduit de l’anglais par la rédaction.

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