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 qui protège la vie des rayons ultraviolets nocifs.

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 des preuves substantielles que l'ozone est l'un des polluants atmosphériques les plus phytotoxiques (toxiques pour les plantes), causant des dommages importants 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 (NO X ), le monoxyde de carbone (CO) et les composés organiques volatils (COV), qui sont principalement émis 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 sous le vent des centres urbains et industriels.

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

Dans ces régions, les concentrations d'ozone deviennent souvent suffisamment élevées pour affecter la physiologie des cultures, croissance et rendement. Le transport hémisphérique de l'ozone et de ses précurseurs peut également se produire de sorte que les émissions dans un continent influencent les concentrations dans un autre, 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 les échanges gazeux - où il réagit avec les composants cellulaires, produisant une série de réactions chimiques qui créent un fort stress oxydatif. Les dommages vont des blessures visibles aux feuilles telles que le jaunissement (chlorose) et le pointillé et la mort cellulaire localisée (nécrose), aux changements physiologiques subtils tels que la photosynthèse réduite et la sénescence prématurée. Ces effets réduisent en fin de compte les rendements des cultures.

Une préoccupation croissante

Les niveaux d'ozone ont doublé depuis l'époque préindustrielle en raison des émissions anthropiques. En raison des contrôles stricts 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 développés, en particulier l'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 (NO X et les COV) sont considérablement réduits.

Il est important de noter que les régions connaissant des niveaux d'ozone élevés actuels et futurs occupent également une place prépondérante dans l'agriculture et la production alimentaire mondiales 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, jusqu'à 14 et 6% de pertes de rendement en blé et riz, respectivement, sont estimées avoir été causées par l'ozone.

Implications socio-économiques de grande envergure

L'ozone ajoute ainsi un autre facteur au lien existant de la pauvreté, la malnutrition et les effets du changement climatique qui remettent en question la sécurité alimentaire et nutritionnelle dans certaines de ces régions. Il est également important de considérer que l'instabilité de ces systèmes alimentaires aura des implications socio-économiques de grande envergure via des changements dans les prix des denrées alimentaires, revenus agricoles, comportements de consommation et accès nutritionnel 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 les charges de travail ainsi qu'en modifiant les relations entre les sexes.

À la fois, combler les écarts de rendement dans les régions agricoles existantes et futures est essentiel pour la sécurité alimentaire mondiale.

Les agriculteurs et les décideurs politiques omettent souvent d'identifier la pollution de l'air comme un facteur contribuant à la baisse des rendements des cultures et les problèmes de qualité de l'air restent concentrés sur les villes et les centres urbains où une pollution élevée a un impact sur la santé humaine. Par conséquent, il est important que les médias, les scientifiques et les militants écologistes prennent l'initiative de tendre la main aux agriculteurs, public et les décideurs, et leur fournir des preuves des risques et des dommages et coopérer pour comprendre où des solutions sont nécessaires pour réduire la pollution par l'ozone et ses conséquences.

Intégration de la pollution à l'ozone

Reconnaissant ces défis, les scientifiques devraient envisager d'intégrer la pollution par l'ozone dans les prévisions saisonnières de rendement des cultures. Des chercheurs du Stockholm Environment Institute mettent au point des outils d'évaluation des risques et des dommages causés par l'ozone aux cultures. Un rapport récent souligne l'importance des réseaux de surveillance de l'ozone dans les zones rurales pour évaluer les concentrations de fond d'ozone et la fréquence des épisodes d'ozone élevé.

Ceci 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 de 15 réseaux de surveillance de l'ozone dans le monde, y compris le programme européen de suivi et d'évaluation, ainsi que des données collectées par des chercheurs individuels ou de plus petits réseaux régionaux à nationaux.

De tels réseaux permettront l'intégration d'informations sur la pollution par l'ozone avec le potentiel de fournir des alertes précoces d'épisodes d'ozone (qui peuvent souvent durer des jours à des semaines) en aidant les agriculteurs à minimiser les pertes de récolte 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 aux côtés du changement climatique grâce à l'amélioration des pratiques culturales et agronomiques. Cependant, il est absolument nécessaire de comprendre les liens et interactions entre la qualité de l'air, changement climatique, agriculture, approvisionnement alimentaire, et les implications socio-économiques associées au niveau local, échelle régionale et mondiale pour générer une image complète du problème et ainsi proposer des solutions efficaces.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.