Sécheresse et agriculture

La société, l'économie et l'environnement dépendent d'un approvisionnement suffisant en eau dans une plage de valeurs prévue, qui peut être sérieusement menacée par la sécheresse. Les sécheresses résultent d'une pénurie de précipitations, qui peut être exacerbée en ne répondant pas à la demande d'évapotranspiration . Cette étude de cas présente des informations sur les sécheresses historiques, les futures sécheresses possibles et explore les stratégies d'adaptation.

Crédits: Recherche et rédaction: Elaine Wheaton and Elaine Barrow. Collaborateurs: Barrie Bonsal, Dave Sauchyn, Christey Allen, Anne Blondlot, Stephen Sobie.

Résumé

Les sécheresses peuvent causer beaucoup de dégâts, en particulier dans des secteurs sensibles tels que l’agriculture. Nous nous concentrons sur les effets de la sécheresse sur l’agriculture, y compris les effets sur la production et l’approvisionnement en eau. Les pertes agricoles proviennent directement des impacts sur les cultures et le bétail, et sont indirectement liées à des problèmes d’insectes, de maladies, de sols et de mauvaises herbes ainsi que d’impacts sur la santé humaine et animale. Les coûts de la sécheresse peuvent dépasser les milliards de dollars au Canada.

Contexte

Un exemple de sécheresse très grave est celle qui a balayé le Canada de 1999 à 2005 et causé des dommages agricoles, environnementaux, économiques et sociétaux considérables. L’ampleur de cette sécheresse a été massive, s’étendant de la Colombie-Britannique aux provinces de l’Atlantique, tout en s’étalant plus au nord lorsqu’on la compare aux autres grandes sécheresses. La plus grande intensité était localisée en Saskatchewan et en Alberta. L’impact économique au cœur de la sécheresse en 2001-2002 a provoqué une baisse de près de 6 milliards de dollars du PIB canadien. Les pertes de production agricole pendant cette sécheresse se sont chiffrées à près de 3 milliards de dollars dans les provinces canadiennes des Prairies .

De nombreuses autres sécheresses importantes se sont produites au Canada, en particulier dans les Prairies. Au moins dix grandes sécheresses ont frappé, y compris celles de 1910-11, 1914-15, 1917-20, 1928-30, 1931-32, 1936-38, 1948-51, 1960-62, 1988-89 et 2001-032 (Figure 1). Ces sécheresses s’échelonnant sur plusieurs années et sur de grandes superficies causent beaucoup plus de dégâts que des sécheresses plus courtes et présentent, par le fait même, de plus grands défis d’adaptation. Plusieurs sécheresses plus récentes ont également été documentées. La sécheresse extrême de 2015 en Colombie-Britannique, en Alberta et en Saskatchewan est remarquable, puisqu’elle a été en partie attribuée aux changements climatiques. Les sécheresses peuvent couvrir de vastes superficies non seulement au Canada, mais aussi sur de grandes parties de l’Amérique du Nord et ailleurs, elles ont été très intenses et de longue durée3.

La sécheresse peut être classée en plusieurs types, tels que les sécheresses météorologiques, agricoles, hydrologiques et socio-économiques, car la sécheresse a des impacts sur de nombreux systèmes. Les sécheresses météorologiques sont déterminées par le degré, la durée et d’autres caractéristiques de la période de temps sec. Les sécheresses agricoles lient les sécheresses météorologiques aux impacts agricoles, en tenant compte, par exemple, des propriétés du sol et des plantes. Les sécheresses hydrologiques sont liées aux effets de la sécheresse sur les eaux de surface et souterraines. La sécheresse socio-économique relie ces différents types de sécheresse à leurs conséquences économiques.

Plusieurs mesures sur la sécheresse sont utilisées, y compris l’indice de précipitations et d’évapotranspiration normalisé (ou Standardized Precipitation Evapotranspiration Index – SPEI). Le SPEI est un indice relativement simple basé sur l’équation du bilan hydrique (précipitations moins évapotranspiration potentielle) qui peut être utilisé pour calculer la sécheresse à plusieurs échelles de temps (par exemple, un, trois, six, neuf et douze mois) pour la période historique ainsi que pour le futur (en utilisant les résultats de modèles climatiques). Étant donné que cet indice inclut l’évapotranspiration potentielle, les effets de l’augmentation des températures projetée dans le futur peuvent également être inclus.

Figure 1: Suivi des sécheresses passées à l’aide du SPEI.

Ce graphique illustre le SPEI pour la période 1901-2014, pour une grille de 1 x 1 degré dans la région de Swift Current (Saskatchewan)

Source des données: Tam et al. (2018)

La variabilité du climat est à l’origine d’une grande partie d’une année à l’autre, en particulier dans les Prairies canadiennes. La productivité des cultures peut chuter pendant les années de sécheresse, alors qu’à l’opposé, les rendements augmentent généralement pendant les années humides, à moins que l’humidité ne soit excessive et/ou que les terres agricoles soient inondées. Par exemple, les années de sécheresse de 1961, 1985 et 1988 ont enregistré les rendements moyens en blé de printemps les plus faibles pour le bassin versant du ruisseau Swift Current en Saskatchewan (figure 2)9. Les approvisionnements en eau pour l’irrigation, le bétail, les maisons et de nombreux autres usages se raréfient pendant les sécheresses.

Figure 2: Comparaison des anomalies de rendement du blé de printemps et du SPEI durant la saison de croissance (mai à août), bassin versant du ruisseau Swift Current. Les cercles rouges indiquent les années de sécheresse avec les rendements de blé de printemps les plus faibles.

Les cercles rouges indiquent les années de sécheresses avec les rendements du blé de printemps les plus bas.

Source des données: Wittrock V, Wheaton E, Bonsal B, Vanstone J. (2014): Connecting Climate and Crop Yields: Case Studies of the Swift Current Creek and Oldman River Watersheds. Prepared for the Vulnerability and Adaptation to Climate Extremes in the Americas Project (VACEA), Prairie Adaptation Research Collaborative, Regina, SK. SRC# 13224-2E13, Saskatchewan Research Council, Saskatoon, SK. 33 pp.

Quelles sont les possibles menaces futures de sécheresse?

On s’attend à un risque général croissant de sécheresse en raison du réchauffement climatique dans le sud des Prairies canadiennes, malgré l’augmentation prévue des précipitations dans certaines régions et pendant certaines saisons8. Des sécheresses plus intenses et plus étendues avec une variabilité accrue sont prévues8.Des tendances à l’augmentation de sécheresses sont documentées, en particulier dans les Prairies, où elles deviendront plus dominantes au cours des années 2050 (figures 3 et 4) avec des scénarios d’émissions de gaz à effet de serre à la hausse ce qui entraîne des températures plus élevées et des saisons chaudes plus longues. Les sécheresses tristement célèbres des années 30, du début des années 60, des années 80 et du début des années 2000 peuvent paraître mineures par rapport aux sécheresses futures.

Les reconstitutions dendrochronologiques de sécheresses survenues des centaines d’années avant que l’on enregistre les données météorologiques, indiquent des méga-sécheresses qui ont duré plus longtemps et furent plus intenses que les sécheresses des années 1930. Des sécheresses similaires à ces méga-sécheresses pourraient se produire à nouveau, et ce à un niveau d’intensité encore plus fort avec le réchauffement climatique global10.

Figure 3: Gradients spatiaux du SPEI futur possible pour l'année agricole (septembre à août), sur la période 2031-2060, RCP8.5, médiane d'un ensemble de 29 modèles climatiques.

Décennie
Opacité

Figure 4: SPEI pour l’année agricole simulé par un ensemble de 29 modèles climatiques pour les périodes historique (1901-2005) et future (2006-2100) sur une grille de 1 x 1 degré dans la région de Swift Current (Saskatchewan).

Les lignes en gras représentent les valeurs médianes pour la période historique (gris) et chaque RCP (2,6 - vert; 4,5 - bleu; 8,5 - rouge), tandis que les zones ombragées correspondantes sont délimitées par les 10e et 90e percentiles pour la période historique et chaque RCP

Source des données: Tam BY, Szeto K, Bonsal B, Flato G, Cannon AJ, Rong R. (2018): CMIP5 drought projections in Canada based on the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index. Canadian Water Resources Journal 44: 90-107

La probabilité croissante des sécheresses entraîne des problèmes à la hausse pour l’agriculture et de nombreux autres secteurs. Les sécheresses provoquent une baisse des rendements des cultures et des pâturages, des mauvaises récoltes et une pénurie d’eau, et ce même avec les technologies et la gestion les plus avancées de ces dernières années. Des événements imprévus sont également possibles avec le changement des zones climatiques ou la combinaison de menaces, par exemple, la sécheresse, les vagues de chaleur et d’autres extrêmes. Cela souligne la nécessité de stratégies d’adaptation encore plus performantes, discutées dans la section suivante. En comparaison, les inondations réduisent également la production, mais les effets se produisent dans des zones plus petites et durent moins longtemps. Même si les projections de rendements futurs de certaines cultures sont plus élevées,, les années de sécheresse et d’autres extrêmes climatiques auraient tendance à anéantir une partie de ces avantages et à menacer la durabilité des approvisionnements en eau et la sécurité alimentaire.

Stratégies d'adaptation ou que faire?

La sécheresse est un risque très difficile à gérer, car elle commence de manière graduelle avec quelques très belles journées ensoleillées et sèches et peut se terminer soudainement par des pluies intenses, par exemple, ou progressivement avec des impacts durables. Les conditions sèches peuvent persister pendant une longue période, voire des années, et s’intensifier sur de grandes superficies. Cela rend l’adaptation très difficile et coûteuse, voire impossible. Bien que de nombreuses stratégies puissent être utilisées pour s’adapter à la sécheresse, cela demeure très difficile, en particulier pour les sécheresses intenses, de longue durée et de grande superficie qui imposent des limites à l’adaptation et nécessitent des degrés élevés en innovation et en coûts.

Les principales catégories d’options d’adaptation agricoles comprennent la technologie, les programmes gouvernementaux et les assurances, les pratiques culturales et la gestion financière. La gestion du risque de sécheresse fait partie de la gestion du risque agroclimatique. Il existe des informations sur plusieurs types de pratiques, notamment celles concernant les cultures, la lutte antiparasitaire, l’approvisionnement en eau ainsi que pour le bétail, les sols, les intrants, la gestion des risques d’incendie et la diversification. Pour les cultures, des exemples de pratiques comprennent l’ensemencement précoce et l’utilisation d’espèces et de variétés résistantes à la sécheresse. Un entretien et un labourage minimal, la conservation de l’eau et de nombreuses autres bonnes pratiques sont également recommandés. La mise en œuvre de mesures d’adaptation est facilitée par l’amélioration des capacités, par exemple en renforçant les institutions, l’expertise, la recherche et les infrastructures.

Le suivi, la planification, les réponses et les alertes précoces sont nécessaires afin de réduire la vulnérabilité ainsi que les impacts négatifs et améliorer la préparation et la résilience. Une meilleure compréhension des sécheresses et des impacts possibles actuels et futurs est nécessaire pour une meilleure adaptation. L’Outil de surveillance des sécheresses au Canada est la source officielle de surveillance et de déclaration des sécheresses au Canada. Cette application interactive ainsi que les données de DonneesClimatiques.ca peuvent être utilisées pour évaluer les conditions de sécheresse à travers le Canada. Les provinces des Prairies ont élaboré des plans de lutte contre la sécheresse, mais la surveillance et l’évaluation nécessitent une coordination, des ressources et une expertise supplémentaires.

Points clés à retenir

  • Les sécheresses font planer d'énormes menaces sur des secteurs sensibles tels que l'agriculture, ainsi que sur la plupart des autres secteurs de l'économie, de l'environnement et de la société. Les sécheresses sont l'un des risques les plus difficiles à comprendre et nécessitent une adaptation importante.
  • Les sécheresses devraient augmenter en fréquence, en intensité et en superficie avec l'évolution du climat, ce qui résulterait en une aggravation des impacts.
  • Les producteurs agricoles font preuve d'une capacité d'adaptation. Des dommages et des coûts importants peuvent être réduits grâce à l'adoption de stratégies d'adaptation améliorées. Celles-ci incluent une meilleure surveillance (par exemple, en utilisant le SPEI), des systèmes d'alerte et de prévision, une bonne préparation en cas de sécheresse, et la mise en oeuvre de bonnes pratiques agricoles.

Références

  1. World Meteorological Organization (WMO). 2018. Report on Drought Expert Team 3.1. Howard A, Biettio L, Hayes M, Kleschenko A, Caina K, Susnik A. WMO Commission on Agrometeorology, Geneva, Switzerland. Online: http://www.wmo.int/pages/prog/wcp/agm/cagm/opcames/documents/WMOCAgMExpertTeam3-1DraftReport.pdf on 18 May 2020.
  2. Bonsal B, Wheaton E, Chipanshi A, Lin C, Sauchyn D, Wen L (2011): Drought Research in Canada: A Review. Atmosphere-Ocean 49(4): 303-319. https://doi.org/10.1080/07055900.2011.555103
  3. Wheaton E, Kulshreshtha S, Wittrock V, Koshida G. (2008): Dry times: hard lessons from the Canadian drought of 2001 and 2002. The Canadian Geographer 52(2): 242-262.
  4. Maybank, J, Bonsal B, Jones K, Lawford R, O’Brien E, Ripley E, Wheaton E. (1995): Drought as a natural disaster. Atmosphere-Ocean 33(2): 195-222.
  5. Szeto K, Zhang X, White R, Brimelow J. (2016): The 2015 extreme drought in Western Canada. In: Herring S, Hoell A, Hoerling M, Kossin J, Schreck III C, Stott P. (Editors). Explaining extreme events of 2015 from a climate perspective. Special Supplement to the Bulletin of the American Meteorological Society 97(12), p. S42-46.
  6. Wilhite D. (2000): Forward. In: Wilhite D. (Editor). Drought: A Global Assessment. Vol. 1. Routledge, London. 396pp.
  7. Vicente-Serrano SM, Beguería S, Lopez-Moreno JI (2010): A multi-scalar drought index sensitive to global warming: the Standardised Precipitation Evapotranspiration Index. Journal of Climate 23(7): 1696-1718.
  8. Wittrock V, Wheaton E, Bonsal B, Vanstone J. (2014): Connecting Climate and Crop Yields: Case Studies of the Swift Current Creek and Oldman River Watersheds. Prepared for the Vulnerability and Adaptation to Climate Extremes in the Americas Project (VACEA), Prairie Adaptation Research Collaborative, Regina, SK. SRC# 13224-2E13, Saskatchewan Research Council, Saskatoon, SK. 33 pp.
  9. Tam B, Szeto K, Bonsal B, Flato G, Cannon AJ, Rong R (2018): CMIP5 drought projections in Canada based on the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, Canadian Water Resources Journal, 44, 90-107.
  10. Bonsal BR, Aider R, Gachon P, Lapp S. (2013): An assessment of Canadian prairie drought: past, present, and future. Climate Dynamics 41: 501-516.
  11. Bonsal B, Cuell C, Wheaton E, Sauchyn D, Barrow E. (2017): An Assessment of Historical and Projected Future Hydro-climatic Variability and Extremes over Southern Watersheds in the Canadian Prairies. International Journal of Climatology DOI: 10.1002/joc.4967.
  12. PaiMuzumber D, Sushama L, Laprise R, Khaliq M, Sauchyn D. (2012): Canadian RCM projected changes to short- and long-term drought characteristics over the Canadian Prairies. International Journal of Climatology 33(6): 1409-23, doi:10.1002/joc.3521.
  13. Dibike Y, Prowse T, Bonsal B, O’Neil H. (2017): Implications of future climate on water availability in the western Canadian river basins. International Journal of Climatology 37: 3247-3263.
  14. Sauchyn D, Kerr S. (2016): Canadian Prairies drought from a paleoclimate perspective. In: Diaz H,  Hurlbert M, Warren J. (Eds.) Vulnerability and Adaptation to Drought, the Canadian Prairies and South America (Chapter 2). University of Calgary Press, Calgary, AB.
  15. Qian B, Jing Q, Belanger G, Shang J, Huffman T, Liu J, Hoogenboom G. (2018): Simulated canola yield responses to climate change and adaptation in Canada. Agronomy Journal 110 (1): 14 p.
  16. Qian B, Wang H, He Y, Liu J, De Jong R. (2016): Projecting spring wheat yield changes on the Canadian Prairies: effects of resolutions of a regional climate model and statistical processing. International Journal of Climatology 36(10): 3492-3506. doi:10.1002/joc.4571
  17. Smit B, Skinner M. (2002): Adaptation options in agriculture to climate change: a typology. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 7: 85-114.
  18. Agriculture and Agri-Food Canada (2020): Managing Agroclimate Risk. Online: http://www.agr.gc.ca/eng/agriculture-and-climate/drought-watch/managing-agroclimate-risk/?id=1463575241811
  19. Food and Agriculture Organization (FAO) (2007) Adaptation to climate change in agriculture, forestry, and fisheries: Perspective, framework and priorities. Rome, United Nations.
  20. Poudel S, Kulshreshtha S, Wheaton E. (2017): The Economic Impacts of Climate Change and Climatic Extremes on the Mixed Farms of the Canadian Prairie. The International Journal of Climate Change: Impacts and Responses 9(4). DOI: 10.18848/1835-7156/CGP/v09i04/35-52.
  21. Kulshreshtha S, Wheaton E. (2013): Climate Change and Canadian Agriculture: Some Knowledge Gaps. International Journal of Climate Change: Impacts and Responses 4(2): 127-148.
  22. Wheaton E. (2015):  Droughts challenge water resource management and policy. Living with Less Water. Conference proceedings. Institute on Science for Global Policy, Tucson, Az.
  23. Agriculture and Agri-Food Canada (2020): Canadian Drought Monitor. Online: http://www.agr.gc.ca/eng/agriculture-and-climate/drought-watch/canadian-drought-monitor/?id=1463575104513

Related Variables

Examinez les variables pour savoir comment les données ont été utilisées pour influencer les décisions liées au climat dans des contextes spécifiques.

Le nombre de jours où les températures maximales quotidiennes sont supérieures à 25°. Cela fournit une indication du nombre de jours estivaux. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


Le nombre de jours où les températures maximales quotidiennes sont supérieures à 27°. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


Le nombre de jours où les températures maximales quotidiennes sont supérieures à 29°. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


Le nombre de jours où les températures maximales quotidiennes sont supérieures à 30°. Cela fournit une indication des jours très chauds. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


Le nombre de jours où les températures maximales quotidiennes sont supérieures à 32°. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


La précipitation totale (pluie et neige) reçue pour une période donnée. À propos de la série temporelle et des cartes de BCCAQv2.


L’indice normalisé d’évapotranspiration des précipitations (SPEI) est un indice de sécheresse basé sur la différence entre les précipitations (P) et l’évapotranspiration potentielle (PET). L’inclusion du PET signifie que le SPEI peut tenir compte des effets de l’augmentation des températures sur la demande en eau. Les valeurs négatives (positives) indiquent un déficit en eau (excédent).

SPEI-3 correspond à SPEI d’un mois et les deux mois précédents. Par exemple, si l’on veut observer les valeurs SPEI pour les mois d’été (juin, juillet, août), il faut sélectionner le mois d’août dans le menu déroulant.