Des récoltes abondantes en un seul endroit peuvent signifier des réservoirs d'eau vides et des problèmes environnementaux loin des terres agricoles. Une étude unique dans cette semaine Communication Nature examine comment la nourriture, énergie, l'eau et les gaz à effet de serre créent un vaste front dans la bataille pour nourrir la planète.

Des scientifiques de la Michigan State University (MSU) et leurs collègues ont utilisé de nouveaux outils scientifiques sur la durabilité pour comprendre comment les champs agricoles de plus en plus irrigués pour cultiver des aliments se répercutent sur les principaux moteurs de la durabilité. Plus loin, ils montrent que ce ne sont pas seulement les terres agricoles qui supportent les impacts environnementaux. Les effets se font sentir au loin alors que l'eau massive redirige l'énergie engloutie et crache des émissions. Et la plus grande révélation :parfois, ce sont des endroits qui n'ont pas d'enjeu majeur dans le jeu plante-eau-manger qui finissent par payer un prix environnemental.

"Assurer la sécurité alimentaire tout en préservant l'environnement est l'un des plus grands défis du monde d'aujourd'hui, pourtant, comme le monde est devenu si globalisé, c'est un processus incroyablement compliqué, et le malentendu ou les impacts manquants peuvent entraîner des revers majeurs dans la réalisation de la durabilité, " dit Jianguo " Jack " Liu, Chaire MSU Rachel Carson en développement durable. "Nous devons déployer les nouvelles façons de regarder le monde d'une manière qui embrasse sa complexité."

Donc, les scientifiques ont utilisé le cadre du métacouplage, qui permet de regarder non seulement les terres agricoles irriguées, mais aussi les projets massifs pour déplacer l'eau d'une région à l'autre. Le cadre de métacouplage permet aux scientifiques de nombreuses disciplines différentes d'examiner les interactions entre la socioéconomie et les forces environnementales, comme le changement climatique, changement de régime, technologies d'irrigation, stratégies de plantation des cultures, détournement d'eau—à la fois à l'intérieur et à l'extérieur des frontières.

Ils ont utilisé la plaine de Chine du Nord (NCP), qui est une grande région de production alimentaire, et le reste de la Chine, qui a connu des pics importants de la demande alimentaire, à titre de démonstration, ainsi qu'un segment de l'énorme projet de transfert d'eau du sud au nord de la Chine. Alors que la Chine était le site d'étude, les auteurs notent que ces méthodes d'examen de la durabilité seraient applicables aux États-Unis et dans le monde.

Répondre à la demande alimentaire croissante, les cultures—principalement le blé et le maïs—exigent d'énormes quantités d'eau. Le plus grand et le plus long projet de transfert d'eau au monde dans cette étude puise dans les réserves d'eau de la province du Hubei dans le sud de la Chine. Les habitants du Hubei ne sont pas des agriculteurs à l'échelle du PCN, ils n'achètent pas non plus une part importante de leurs récoltes céréalières au PCN. Ils sont ce que les scientifiques appellent un « débordement », c'est-à-dire qu'ils ne sont pas des acteurs directs dans ce réseau de fourniture/consommation de nourriture. Pourtant, le Hubei a perdu d'importantes quantités de terres et d'eau au profit du projet destiné à maintenir le NCP humide et en croissance. Le transfert d'eau a également généré une empreinte énergétique importante.

L'équipe de scientifiques a pris la question de l'approvisionnement alimentaire de la simplicité de résoudre un problème de production de nourriture en transférant de l'eau, à un plus complexe qui a reconnu les nombreuses causes et effets qui se déploient bien au-delà des fermes et des tables.

"Cette étude démontre l'importance de comprendre notre monde de plus en plus connecté d'une manière qui quantifie les connexions souvent manquées et non reconnues impliquées dans l'alimentation du monde, " dit Elizabeth Blood, directeur du programme Ecosystem Science and Dynamics of Integrated Socio-Environmental Systems de la National Science Foundation, qui a soutenu le travail.

"Le monde est très concentré sur la résolution de problèmes environnementaux critiques, " dit Zhenci Xu, un associé de recherche de MSU et le premier auteur de l'article. "Nous déclarons que nous ne pouvons pas choisir le problème que nous voulons résoudre parce que la culture des cultures ne se limite pas à l'irrigation et plus à la parcelle de terre cultivée. Vous ne pouvez pas avoir d'eau à cette échelle sans utiliser de l'énergie et changer la façon dont la terre est utilisée. Ce qui signifie alors CO 2 des émissions sont générées, et le changement climatique est exacerbé. On dit que c'est compliqué, mais c'est aussi une opportunité de contribuer à un réel changement."

Le document appelle à des politiques pour aider à aborder les multiples aspects des impacts environnementaux dans différentes zones affectées simultanément par le transfert d'eau. Ils notent également qu'au lieu de se concentrer uniquement sur le côté offre du problème - dans ce cas les terres agricoles - il peut être utile d'inclure également des politiques basées sur la consommation - comme encourager des changements dans les régimes alimentaires qui dépendent moins des cultures gourmandes en ressources.

« Nous devons nous habituer à examiner les nombreux aspects de chaque problème et être également prêts à proposer de nombreuses solutions différentes, " a dit Liu. " Nous ne vivons plus dans un monde à un seul problème. "